Передовой опыт внедрения проактивного управления энергопотреблением
Если вы читали первую и вторую части, то должны помнить, что началась серия материалов об энергоснабжении центров обработки данных с денег. Если быть точным, растраченных понапрасну денег. Ежегодно около $ 24,7 млрд тратится на управление, энергоснабжение и охлаждение неиспользуемых серверов. В заключительной статье серии все снова возвращается к деньгам.
В данном материале вы можете ознакомиться с практическими рекомендациями по внедрению передового опыта, позволяющего повысить эффективность использования энергии и, следовательно, снизить эксплуатационные расходы. Сэкономленные средства повысят вашу чистую прибыль и укрепят бизнес-кейс на долгосрочный период, который предполагает трансформацию и целостные подходы к регулированию потребления электроэнергии.
Передовой опыт: используйте новые инструменты управления энергопотреблением
Наглядность результатов является лучшим антидотом от потраченной впустую электроэнергии и обеспечения избыточного энергоснабжения и охлаждения. Однако большая часть инструментов управления энергоснабжением ограничивает возможности для мониторинга исключительно анализом температуры рециркулирующего в кондиционерах воздуха или потребляемой мощности на стойку в ЦОДе. Некоторые производители аппаратных составляющих продвигают подходы к управлению энергоснабжением, которые основаны на использовании моделей. Подобные подходы призваны использоваться в качестве замены мониторинга в режиме реального времени, но оценки, на которых основаны эти модели, не позволяют достичь требуемой точности при прогнозировании тенденций энергопотребления, а также выявить проблемы, прежде чем те приведут к нарушению работу сервиса.
В ответ на необходимость повышения наглядности и анализа данных по энергопотреблению появился новый класс решений для управления энергопотреблением, которым изначально был присущ целостный характер. Разработчики новых инструментов сосредоточились на входных температурах систем охлаждения серверов, чтобы добиться более точного мониторинга и контроля. Полученные данные проходят этап агрегирования, позволяя администраторам ЦОД визуально оценить тепловые зоны и паттерны использования электроэнергии для ряда, группы стоек или всей комнаты.
Рисунок 1. Тепловая карта, которая демонстрирует возможности целостного подхода к мониторингу в режиме реального времени
Передовой опыт: полномерно применяйте данные по температуре и энергопотреблению
Посредством перехода на передовые решения в области управления энергопотреблением администраторы ЦОД могут автоматизировать сбор и агрегирование данных, поступающих с силового оборудования и систем охлаждения дата-центра, серверов, устройств хранения данных и блоков распределения питания. Аналитические механизмы поддерживают возможность детализации данных и извлечение идеи, которые позволяют администраторам центров обработки данных выполнять следующие действия:
- заблаговременно выявлять потенциальные горячие точки, чтобы точно определить причины и проактивно устранить проблемы, тем самым продлевая срок службы оборудования и избегая сбоев в обслуживании;
- вести регистрацию энергопотребления серверов и систем хранения данных для оптимизации энергоснабжения стойки, определения реалистичных понижающих коэффициентов для характеристик энергопотребления, указанных поставщиком устройств, что позволяет добиться более точного планирования загрузки оборудования;
- ввести верхний порог энергопотребления на стойку, чтобы избежать пагубных перепадов напряжения;
- разумно распределить электроэнергию во время чрезвычайных ситуаций и продлить работу во время отключений;
- провести анализ тенденций для точной настройки распределения электроэнергии, систем охлаждения и потока воздуха в центре обработки данных, чтобы в конечном счете увеличить энергоэффективность.
Передовой опыт: устанавливайте лимиты и соответствующие им цены на услуги
Благодаря точному мониторингу и анализу тенденций ИТ-менеджеры могут сделать следующий шаг и ввести механизмы управления, которые усиливают «зеленые» стратегии в области энергосбережения. Кроме того, они могут перейти к использованию процессов из области устойчивого развития. Речь может идти о применении сигналов тревоги, когда пределы энергопотребления превышаются, что позволяет выяснить, из-за каких пользователей и рабочих нагрузок потребление энергии превышает допустимый уровень. Сигналы тревоги также могут быть использованы для запуска механизма автоматической настройки рабочей нагрузки.
Возвраты денег за неиспользованную электроэнергию также могут стимулировать экономию. При помощи мониторинга потребления электроэнергии и регистрации данных предприятия могут привязать энергозатраты к стоимости своих сервисов и повысить тем самым осведомленность потребителей о воздействии на окружающую среду и затратах энергии, которые связаны с рабочими нагрузками отдельно взятого центра обработки данных.
Передовой опыт: ищите баланс между энергопотреблением и производительностью сервера
Использование верхнего порога энергопотребления для отдельных серверов или групп серверов может непосредственно влиять на производительность сервера и качество обслуживания. Для того чтобы сделать верхний порог энергопотребления практичным механизмом при ограничении потребления энергии, применяются передовые решения в области управления энергопотреблением, которые помогают динамически балансировать энергопотребление и производительность сервера. Чтобы настроить производительность и удержать энергопотребление ниже порогового уровня, настраиваются рабочие частоты процессора. Было доказано, что эти подходы помогают без ущерба для производительности уменьшить энергопотребление сервера на целых 20 процентов.
Компании, например EMC, в настоящее время полагаются на этот элемент управления для достижения своих целей. Когда EMC разработала систему хранения, оптимизированную для работы в облаке (Cloud-Optimized Storage — COS) в качестве основы для своего сервиса Atmos, компания установила целевые показатели для энергопотребления и энергоэффективности. В настоящее время EMC использует платформу управления энергопотреблением, которая позволяет компании контролировать энергоснабжение групп серверов Atmos[1]. Архитектура управления энергопотреблением проводит калибровку напряжения и частоты, чтобы удерживать серверы ниже порогового уровня энергопотребления. В качестве доказательства работоспособности этой концепции энергосбережения инженеры EMC привели тот факт, что установки верхнего порога энергопотребления и соответствующие корректировки частоты являются эффективным сочетанием, которое не влияет на качество услуг для конечных пользователей.
Baidu, крупнейшая китайская поисковая компания, также применила технологию верхнего порога энергопотребления и динамической корректировки частоты, но в данном случае целью было увеличение плотности серверов. Владельцы ЦОДа, предоставляющие Baidu услуги хостинга, берут с компании оплату в зависимости от количества стоек. Предельное значение мощности стойки (10 ампер, или 2,2 кВт при 220 В) означало, что во многих стойках было практически по 75 % неиспользуемого пространства. Система интеллектуального управления энергопотреблением позволила Baidu увеличить нагрузку на стойку с 40 до 60 %. [2]
Передовой опыт: безагентное управление энергопотреблением
Чтобы избежать ухудшения состояния серверов и качества услуг, решения в области управления энергопотреблением должны быть в состоянии поддерживать безагентную работу. На данный момент лучшие в своем классе варианты предлагают полную поддержку Web Services Description Language (WSDL) API и способны прозрачно сосуществовать с другими корпоративными приложениями на физических или виртуальных хостах.
Для соблюдения правил центров обработки данных их администраторы также должны вести поиск решения в области управлении энергопотреблением, которое обеспечивает связь с управляемыми узлами, защищенную от несанкционированного вмешательства.
Заключение
Сегодня энергопотребление центров обработки данных представляет собой одну из самых быстрорастущих (если не самую быструю) расходных статей в бюджете операторов. Обеспечение чрезмерного энергоснабжения вслепую и другие устаревшие практики лишь усугубляют проблему, которая может быть решена только с помощь перспективного комплексного подхода к управлению потреблением электроэнергии.
Последнее поколение инструментов и решений продолжает набирать обороты. Поддающиеся измерению результаты доказывают состоятельность передовых решений посредством целого ряда незамедлительных результатов и выгоды от снижения затрат в долгосрочной перспективе. Помимо уменьшения быстрорастущих расходов система интеллектуального управление энергопотреблением позволяет избежать перепадов напряжения и горячих точек, повреждающих оборудование. Руководство компании по достоинству оценит увеличение чистой прибыли, а конечным пользователям понравится увеличение качества обслуживания. Экологичность также будет присутствовать среди основных достоинств системы.
Автор: Джефри С. Клаус (Jeffrey S. Klaus) директор по эксплуатации ЦОД компании INTEL.
[1] White Paper, PoC at EMC, “Using Intel Intelligent Power Node Manager to Minimize the Infrastructure Impact of the EMC Atmos Cloud Storage Appliances,”http://software.intel.com/sites/datacentermanager/atmospoweropt1_3c.pdf
[2] White Paper, PoC at Baidu, “Intelligent Power Optimization for Higher Server Density Racks,”http://software.intel.com/sites/datacentermanager/intel_node_manager_v2e.pdf
