Механизмы снижения PUE на примере исландского дата-центра Advania

Когда компания Advania Data Centres решила построить экологически чистый и эффективный с экономической точки зрения дата-центр, в качестве места строительства она выбрала Исландию, руководствуясь благоприятным климатом страны, а также развитой гидро- и геотермальной энергетикой. На сегодняшний день коэффициент эффективности использования энергии (Power Usage Effictiveness; PUE) в исландском центре обработки данных Advania составляет 1.16. О таком результате конкуренты компании из большинства стран Старого Света могут только мечтать.

Компания Advania специализируется на информационных технологиях. Ее головной офис находится в Рейкьявике (Исландия). Она является лидером в своей отрасли в Исландии и 9-ой по уровню оборота в странах северной Европы. На рынок дата-центров Advania вышла после покупки компании Thor Data Center, которая также работала в Рейкьявике. После сделки, которая имела место в 2011 году, Advania начала самостоятельно управлять ЦОД компании Thor Data Center. Крупнейшими клиентами Advania Data Centres являются компании Visa и Opera Software. При этом более 44 миллионов человек используют серверы ее исландского дата-центра каждый день.

В настоящее время кампус Advania состоит из двух модульных контейнерных дата-центров, но при этом имеется место для размещения еще четырех контейнеров. В отличие от традиционных дата-центров, строительство которых сопряжено с множеством сложностей, а также предполагает постоянную доработку и кропотливое планирование, модульные ЦОД представляют собой предварительно спроектированные и созданные на фабрике вендора объекты, которое можно с легкостью транспортировать и установить в любой точке мира. Лишь бы было подключение к электросети и возможность развертывания систем охлаждения.

Снижение энергопотребления дата-центра

Первый контейнерный дата-центр предназначен исключительно для выполнения задач одного из ключевых клиентов компании Advania, которым является Opera Software. «Наши партнеры из Opera хотели отдельную систему для облачных вычислений. Им ежедневно необходимо обрабатывать очень много приложений, требующих повышенной вычислительной мощности. Так что пришлось выделить разработчикам веб-браузера весь модульный дата-центр», говорит Бенедикт Грендаль, главный технический директор Advania.

Энергопотребление ЦОД, который используют специалисты Opera выше, чем у второго модульного дата-центра. Этот ЦОД обрабатывает 20 терабит данных в секунду и нуждается в мощной системе охлаждения с энергопотреблением на уровне 14 кВт*ч.

Во втором контейнере расположились серверы, которые используются для обслуживания других клиентов компании, в том числе Visa, госучреждений Великобритании, Хетфордского регионального колледжа и местных компаний. На этом объекте используется система охлаждения с энергопотреблением 8 кВт*ч.

В дата-центрах Advania компании для охлаждения используется наружный воздух. При этом серверы и другое оборудование запитываются от геотермальных электростанций, которыми славится Исландия.

Примечательно, что существенная часть используемой в контейнерных дата-центрах электроэнергии ранее шла на запитку системы охлаждения. Но представители Advania отмечают, что благодаря переходу на систему фрикулинга (естественное охлаждение) операторы ЦОД сократили потребление электроэнергии в два раза, что позволило сэкономить много денег.

По мнению некоторых экспертов, многие операторы дата-центров сверх меры охлаждают свою IT-инфраструктуру, что делает ЦОД неэффективными с точки зрения энергопотребления. Добиться уменьшения энергозатратности системы охлаждения можно путем небольшого повышения температуры оборудования. Такой шаг сделает дата-центр более энергоэффективным и позволит сократить расходы на электричество.

Специалисты Advania поддерживают температуру IT-инфраструктуры в пределах 20-21 º C, а не стремятся сделать ее меньше 20 º C. В дата-центрах, как уже упоминалось, используется естественное охлаждение. Тем не менее, даже если температура наружного воздуха позволяет использовать его для охлаждения серверов, воздушные потоки по-прежнему нужно фильтровать, чтобы удалить из них мельчайшие частицы пыли, которые могут вызвать проблемы при эксплуатации оборудования в дата-центре.

Кроме того, операторам ЦОД необходимо обеспечивать нужный уровень влажности воздуха. Высокая концентрация влаги в воздухе может привести к коррозии и ухудшению состояния некоторых металлических элементов серверов, в то же время слишком сухой воздух может привести к проблемам со статическим электричеством, а также к появлению дендритов (сложнокристаллические образования древовидной ветвящейся структуры).

«У нас есть экономайзеры со стороны охлажденного воздуха, а также теплообменники и воздушные фильтры, которые помогают регулировать уровень влажности и контролировать качество воздуха», говорит Грендаль, добавляя, что более чистый воздух и контролируемая влажность благоприятно сказываются на долговечности серверного оборудования.

Дата-центр Advania в исландской столице может похвастать уровнем надежности Tier 3. «Этот объект настолько эффективен, что мы называем Tier 3 +», говорит Грендаль.

Экологически чистые и легкодоступные источники энергии в Исландии

Но почему Advania выбрала именно Исландию в качестве плацдарма для развертывания своих дата-центров? «Мы могли бы выбрать Швецию, где также можно использовать естественное воздушное охлаждение, при этом сама страна соответствует большинству наших потребностей, но Исландия оказалась единственным местом, где мы нашли достаточно дешевые возобновляемые источники энергии в виде гидро- и геотермальных электростанций», говорит Грендаль.

Использование возобновляемых источников энергии для снабжения электричеством дата-центров приводит к дальнейшему снижению затрат. Все потому, что исландское электричество дешевле, чем электроэнергия, вырабатываемая в остальных регионах Европы с помощью других электростанций, таких как атомные и угольные.

«Цены на электроэнергию в Исландии оказались одним из ключевых факторов, заставивших нас, в конечном счете, сделать выбор в пользу этой страны», отмечает топ-менеджер. Примечательно, что в Исландии при заключении долгосрочного контракта на поставку электроэнергии можно зафиксировать ее цену (заморозить тарифы можно в разрезе 15-летнего периода).

«Цены на электроэнергию в Европе, напротив, постоянно растут. Они увеличиваются примерно на 20% каждый год. Если бы мы решили построить такой же дата-центр в Великобритании, его эксплуатация на данном этапе стоила бы на 30-50% больше. При этом британский ЦОД не был бы настолько экологичным, как объект в Исландии», резюмирует Грендаль.

Как уже отмечалось, на данном этапе коэффициент эффективности использования энергии дата-центра составляет 1.16, но, если верить инженерам Advania, показатель PUE может быть еще ниже. Для этого необходимо оптимизировать использование свободного пространство внутри дата-центра.

По словам Грендаля, Отдельные контейнеры имеют более низкий PUE, чем дата-центр в целом, при этом он еще не до конца заполнен, поэтому существенная часть системы охлаждения используется для снижения температуры в пустующих пространствах. Когда Advania добавит больше контейнерных дата-центров в свой кампус, PUE снизятся еще существеннее.

Напомним, что данный коэффициент была создан специалистами консорциума The Green Grid. Он рассчитывается путем деления общей энергии, используемой дата-центром, на количество энергии, используемой для запитки IT-оборудования.

Эксперты Uptime Institute считают, что большинство дата-центров могут легко достичь PUE 1.6 после внедрения наиболее эффективного оборудования и передовых методов его эксплуатации. Но в среднем по отрасли дата-центров в той же Великобритании коэффициент PUE составляет на данном этапе около 2.2.