Значительное повышение эффективности серверных ферм привело к тому, что потребности отрасли ЦОД в электроэнергии растут достаточно неспешно. К такому выводу можно прийти после ознакомления с результатами исследования, проведенного Северо-западным университетом, Национальной лабораторией им. Лоуренса Беркли и компанией Koomey Analytics, которые были опубликованы в журнале Science от 28 февраля.

Исследователи обнаружили, что, несмотря на значительное увеличение вычислительной нагрузки в центрах обработки данных в период между 2010 и 2018 годами, фактическое потребление электроэнергии выросло лишь незначительно. Увеличение объема вычислений в шесть раз (на 550 процентов, если точнее) привело к росту спроса на электроэнергию всего на шесть процентов.

Хорошие новости, наконец-то

Исследователи использовали данные из различных источников для построения картины энергопотребления центра обработки данных, включая информацию об аппаратных ресурсах, тенденциях эффективности и структуре рынка.

Полученная модель позволяет проводить подробный анализ энергопотребления оборудованием ЦОД (включая серверы, устройства хранения данных и системы охлаждения) по типу центра обработки данных (включая гипермасштабные дата-центры) и по регионам.

По словам исследователей, с точки зрения прогресса в области энергоэффективности индустрия ЦОД уже опередила любой другой крупный сектор. Благодаря этому на центры обработки данных приходится всего один процент мирового потребления электроэнергии.

В свежей статье Science были раскритикованы «несколько часто цитируемых, но все же упрощенных анализов», авторы которых утверждают, что количество электроэнергии, используемой центрами обработки данных по всему миру, удвоилась за последнее десятилетие, и что их энергопотребление утроится или даже увеличится в четыре раза в течение следующего десятилетия».

Эксперты отмечают, что «при таких экстраполяциях, основанных на недавних показателях роста спроса на услуги, упускается из виду сильные уравновешивающие тенденции к росту энергоэффективности, которые формируются параллельно».

Согласно новым оценкам, в 2005 году энергопотребление центров обработки данных по всему миру составило 153 тераватт*часа (ТВт*час), увеличившись до 194 ТВт*час в 2010 году и 203 ТВт*час в 2018 году.

Но в период между 2010 и 2018 годами глобальные вычислительные нагрузки центров обработки данных увеличились в шесть раз, а обслуживаемый дата-центрами интернет-трафик увеличился более чем в 10 раз, тогда как емкость хранилищ данных внутри серверных ферм выросла примерно в 25 раз.

Заглядывая в будущее, исследователи отмечают, что такие улучшения как повышение уровня виртуализации серверов, переход на устройства хранения с низким энергопотреблением и структурные переходы от небольших неэффективных центров обработки данных к гипермасштабным ЦОД, должны обеспечить достаточный ресурс энергоэффективности, чтобы поглотить очередное удвоение количества вычислительных нагрузок.

Работа еще не закончена

Авторы исследования предупреждают, что, несмотря на позитивные новости и примечательный прогресс в области эффективности, достигнутый центрами обработки данных, игроки индустрии ЦОД и политики не должны «почивать на лаврах». В этом контексте исследователи сделали три конкретные рекомендации:

• Внедрению современных наработок и лучших практик в области эффективности можно способствовать путем взятия на вооружение таких энергетических стандартов как ENERGY STAR, имплементация которых сопряжена помимо прочего с финансовыми стимулами.
• Операторам и владельцам ЦОД, а также поставщикам оборудования для дата-центров следует увеличить инвестиций в НИОКР и технологии следующего поколения в области вычислений, хранения и отвода тепла, что поможет снизить потребление электроэнергии в будущем. При этом следует стимулировать закупку электроэнергии для нужд ЦОД из возобновляемых источников с целью параллельного сокращения выбросов углерода.
• Инвестирование в сбор и анализ больших данных, а также в моделирование и мониторинг поможет добиться устранения «слепых зон» и обеспечить более надежные решения в области энергетической политики в ЦОД.

Авторы исследования также предупреждает: «Учитывая важную роль, которую центры обработки данных будут играть в будущих энергетических системах, нехватка знаний об использовании ими электроэнергии и неоднозначные выводы, которые дают регулирующим органам противоречивые результаты, недопустимы».