Непрерывно возрастающее количество потребляемой дата-центрами по всему миру электроэнергии является огромной проблемой. При этом винить нужно не владельцев мощнейших гипермасштабных серверных ферм вроде Facebook, Microsoft и Google. Они всячески стараются максимизировать энергоэффективность зданий ЦОД и оборудования, а также оптимизировать рабочие процессы. В совокупности на долю этих гипермасштабных ЦОД приходится менее 5 процентов от общего энергопотребления всех дата-центров в мире. К такому выводу пришла команда исследователей из международной некоммерческой организации NRDC (Natural Resources Defense Council или Совет по защите природных ресурсов), которую возглавляет эксперт в области повышения энергоэффективности в секторе высоких технологий Пьер Делфордж. При этом Делфордж отмечает, что наибольшая нагрузка на энергосистему приходится на долю малых ЦОД, у владельцев которых зачастую нет ресурсов для повышения энергоэффективности своих серверных ферм.

На поддержание серверов в режим ожидания идет слишком много электричества

В соответствии с данными NRDC, в прошлом году дата-центры израсходовали около 91 млрд. киловатт*часов электроэнергии. Этого достаточно для удовлетворения потребностей всех домохозяйств в Нью-Йорке в течение двух лет. Поэтому повышение энергоэффективности ЦОД (особенно малых и средних) может иметь огромную пользу.

Наиболее перспективным выходом экспертам видится максимизация нагрузки на серверы и отключение / вывод из эксплуатации слабо загруженных / неиспользуемых машин. Ведь оплата электроэнергии, расходуемой на поддержание серверов в режиме ожидания, представляет собой, вероятно, не самый лучший вариант использования ценных ресурсов.

По мнению Делфорджа, если ничего не будет сделано, потребление электроэнергии ЦОД увеличится до примерно 140 млрд. киловатт*часов в год к 2020 году. И для удовлетворения дополнительного спроса потребуется ввод в эксплуатацию 17 новых электростанций, выбрасывающих в атмосферу почти 150 млн. тонн углекислого газа в год.

Специалисты NRDC разработали несколько рекомендаций, которые должны помочь операторам ЦОД при минимизации количества потребляемой оборудованием электроэнергии.

• Прежде всего, специалисты хотят разработать стандартную метрику, которая отражала бы среднюю загрузку серверных CPU. Эта метрика должна стать «простым, доступным и адекватным способом отражения энергоэффективности дата-центров». Ожидается, что с ее помощью операторы ЦОД смогут быстро минимизировать энергозатраты.

• Во-вторых, должны быть созданы стимулирующие механизмы, заставляющие операторов ЦОД двигаться в направлении повышения энергоэффективности. Кроме того, должны быть сформированы механизмы стимулирования корпоративных клиентов, отдающих предпочтение услугам энергоэффективных коммерческих дата-центров.

• И в-третьих, корпорациям следует чаще делаться с общественностью данными по энергопотреблению и углеродному следу своих ЦОД. К примеру, та же корпорация Amazon с ее облачной платформой AWS (Amazon Web Services) в последнее время все чаще подергается критике экологов (включая экспертов Гринпис) из-за отсутствия прозрачности по данному вопросу, то есть из-за нежелания делиться информацией по энергоэффективности своих ЦОД и по источникам поступающего на эти серверные фермы электричества.

Оценка затрат на электроэнергию отдельных систем и ЦОД в целом

Следует отметить, что операторы многих дата-центров в настоящее время используют коэффициент эффективности использования энергии (Power Usage Effectiveness; PUE), чтобы показать общую энергоэффективность своих ЦОД. Это действительно полезная метрика, но, по мнению экспертов NRDC, ее недостаточно.

По словам Делфорджа, PUE отражает энергоэффективность ЦОД, а не IT оборудования внутри него. Есть много очень эффективных серверных ферм, в которых на цели распределения электроэнергии и охлаждения уходит только 10 процентов эксплуатационных расходов. Но в этих же дата-центрах может быть множество бездействующих или недостаточно загруженных серверов. Это как если бы авиакомпании отправляли в воздух полупустые высокоэффективные самолеты: углеродный след одного пассажира будет очень высоким.

Специалисты NRDC хотят создать простую метрику для измерения того, насколько эффективно работает IT-оборудование внутри дата-центра. Причем эта метрика будет дополнением к коэффициенту PUE. Очевидно, что необходимо также учитывать загрузку ОЗУ и жестких дисков, которые также используют электроэнергию. Тем не менее, создание метрики для оценки эффективности использования серверных CPU можно назвать первым шагом на пути к повышению энергоэффективности и прозрачности ЦОД.