Три тренда на улучшение энергоэффективности ЦОД

Проблема повышения энергоэффективности центров обработки данных находится в центре внимания таких интернет-гигантов, как Google, Facebook и Amazon. Но над ее решением трудятся не только вышеназванные компании. В последнее время данным вопросом интересуются инженеры все большего числа мелких фирм, чье руководство желает уменьшить расходы на содержание дата-центров. Частично все сводится к созданию виртуализованных вычислительных сред, частично – к оптимизации систем электроснабжения дата-центров.

Но помимо этих основных тенденций есть ряд менее очевидных, но от этого не менее значимых трендов. Своим мнением по этому вопросу с нами поделился Клеменс Пфайффер, технический директор компании Power Assure, которая занимается разработкой и продажей систем управления инфраструктурой центра обработки данных (Data Center Infrastructure Management DCIM). Деятельность компании среди прочего предполагает использование программных инструментов для управления электропитанием, чтобы оптимизировать работу ЦОД. Вот три тенденции, которые можно отнести к числу “темных лошадок”. Но все они в перспективе смогут сделать дата-центры эффективнее.

1) Переменный ток или постоянный. В ходе преобразования переменного тока в постоянный и обратно происходят потери электроэнергии. Поэтому в последнее десятилетие среди инженеров стало шириться число сторонников Томаса Эдисона, который, как известно, отдавал предпочтение постоянному току. Операторы дата-центров также пытаются создать механизмы, позволяющие запитывать IT-оборудование с его помощью.

Специалисты шведско-швейцарской ABB и ряда других компании активно работают над усовершенствованием высоковольтных линий постоянного тока (High-Voltage Direct Current; HVDC), которые позволяют передавать постоянный ток на большие расстояния с малыми потерями. В зависимости от уровня напряжения и схемы, потери могут составлять лишь около 3 % на каждую тысячу километров. Иными словами, передача на постоянном токе высокого напряжения позволяет предельно эффективно использовать источники энергии, которые находятся на приличном удалении от энергоузлов нагрузки.

В пользу перехода на постоянный ток также высказываются и приверженцы возобновляемых источников энергии. Ветряки и солнечные батареи создают именно постоянный ток, и если есть возможность переносить его с помощью HVDC на большие расстояния, то это означает дополнительную экономию электроэнергии. Эта инновация должна быть положительно воспринята и операторами ЦОД, так как владельцы крупных дата-центров (те же Google, Facebook и Apple) все чаще заглядываются на альтернативную энергетику: массивы топливных элементов, солнечные и ветропарки, а также ГЭС.

Стартап Validus DC Systems, который не так давно был приобретен компанией ABB, стремиться интенсифицировать использование постоянного тока в дата-центрах. В июне прошлого года ABB и Validus DC Systems создали необычный ЦОД для швейцарского провайдера IT-услуг Green. Основной особенностью объекта стала инновационная 380-вольтная система электропитания на базе постоянного тока. Согласно заявлениям руководителей Green и ABB, она на 10% эффективней и на 15% дешевле, чем аналоги на базе переменного тока. Для нового ЦОД были подготовлены специально адаптированные серверы Hewlett-Packard X1800 G2, DL 385 и BladeSystem c3000. Представители HP отметили, что компания в ближайшее время начнет полномасштабные поставки оборудования, совместимого с высоковольтными сетями постоянного тока.

Но следует отметить, что поставщики систем на базе переменного тока также не сидят сложа руки. Компании работают над более эффективными системами электропитания для источников бесперебойного питания (ИБП). Тем не менее, идея перехода на постоянный ток в дата-центрах уже не кажется столь фантастикой, как прежде.

2) Смогут ли системы управления зданием (Building Management System; BMS) отойти на второй план по сравнению с DCIM? Пфайфер, конечно же, думает, что вскоре все так и будет. Его компания Power Assure только выиграет, если клиенты, в чьей собственности есть дата-центры, начнут использовать платформы DCIM в качестве отправной точки для управления своей инфраструктурой. Во многих компаниях уже на данном этапе возникают конфликты интересов между операторами зданий, которые используют BMS для управления системами отопления, охлаждения и освещения, и операторами дата-центров, которые имеют свои собственные обязанности по поддержанию работоспособности огромных массивов вычислительной техники. Эти обязанности предполагают более детальный контроль систем электроснабжения и охлаждения. Так как же они будут взаимодействовать друг с другом?

«Сегодня большинство DCIM-решения позиционируются как дополнительный элемент, который необходимо добавлять к существующим механизмам контроля инфраструктуры. Но в долгосрочной перспективе эта тенденция сменится на диаметрально противоположную. За основу будут браться DCIM-системы, а затем к ним будут добавляться те модули, необходимость в которых существует в данный момент. В итоге будет создаваться гармоничная система управления ИТ-средой и самим объектом (зданием)», отметил Пфайфер.

Лидеры рынка BMS, такие как Schneider Electric, Siemens и Johnson Controls, иначе смотрят на эту проблему. И они вряд ли захотят охотно уступать контроль над перспективным рынком. Но в то же время вряд ли кто-то удивится, если какая-либо из названных выше компаний решится на приобретения разработчика DCIM-решений, или на создание свои собственных инструментов для управления инфраструктурой ЦОД. На самом деле, Siemens уже запустила свой собственный инструмент DCIM. Мы писали об этом на прошлой неделе.

3) Управление спросом на электроэнергию и дата-центры. В прошедшем году было много разговоров о том, что дата-центры могли участвовать в программах реагирования на спрос, которые продвигают коммунальные компании. Этот шаг позволит сэкономить множество денежных средств. В теории все предельно просто: операторы дата-центров будут распределять вычислительные нагрузки между основными и резервными ЦОД, которые находятся в разных регионах. Смещение нагрузки будет происходить в зависимости от цен на электричество и загруженности электростанций в конкретном регионе. Но от реализации данной задумки на практике нас отделяют годы. Тем не менее, у операторов дата-центров есть веские причины на то, чтобы начать эксперименты со смещением нагрузки между основным и резервным объектом. Главной из этих причин является экономия на счетах за электричество. Ведь в час-пик оно стоит дороже.

Очевидно, что оптимизация показателя эффективности энергопотребления (Power Usage Effectiveness; PUE) постепенно утрачивает звание основного механизма улучшения и удешевления эксплуатации дата-центра. По мере продвижения новых возможностей, таких как электроснабжение на базе постоянного тока или участие ЦОД в программах реагирования на спрос, будут появляться храбрые ИТ-компаний, которые решатся на собственном примере проверить эти идеи. В случае успеха, данные механизмы начнут активно внедряться и ключевыми игроками данного сектора.