Курс на энергоэффективный ЦОД

Повышению энергоэффективности дата-центров в последнее время уделяется повышенное внимание. Некоторые операторы ЦОД идут на все ради минимизации углеродного следа подконтрольных объектов. Но практика показывает, что существенного снижения энергопотребления можно добиться и без «героических мер», которые вполне могут самым негативным образом сказаться на уровне аптайма. Ключ к успеху в данном случае – равномерная модернизация всех IT-систем и инфраструктуры, а не только вспомогательного оборудования. Данная концепция базируется на каскадном эффекте и предполагает, что акцент на экономии электроэнергии в первую очередь на уровне серверных компонентов обернется повышением энергоэффективности центра обработки данных в целом.

В 2007 году компания Emerson Network Power представила бесплатный и вендор-нейтральный перспективный план, применение которого в ЦОД позволяло на тот момент добиться экономии электроэнергии на уровне вплоть до 50 процентов. Большая часть основных принципов, которые лежат в основе документа Emerson Network Power (например, тот же каскадный эффект), по-прежнему актуальны, но в течение последних пяти лет индустрия ЦОД развивалась крайне быстрыми темпами, поэтому план требует корректировки.

Необходимость достижения максимально высокого уровня аптайма дата-центров за последние годы также никуда не делась, но IT-оборудование и технологии, которые лежат в основе критической инфраструктуры, очень изменились. Появились новые возможности для оптимизации эффективности и стратегии повышения вместимости машзалов. Поэтому мы решили актуализировать документ Emerson Network Power, включив в него передовой опыт и достижения в области технологий, которые появились с 2007 года. Десять обновленных стратегий легли в основу нового перспективного плана. Комплексное внедрение всех этих стратегий в потенциале позволяет на целых 74 процента снизить энергопотребление типичного дата-центра с мощностью 1.5 МВт, PUE на уровне 1.9 и площадью машзалов в 500 квадратных метров.

1. Компоненты с низким энергопотреблением: Каскадный эффект предполагает экономию энергии начиная с серверного уровня, поэтому переход на маломощные компоненты серверов (например, на высокоэффективные процессоры) представляет собой первый шаг на пути к поставленной цели. [снижение энергопотребления на 172 кВт или на 11.2%].
2. Высокоэффективные блоки питания: Эффективность блоков питания с 2007 года существенно выросла, но эти устройства продолжают потреблять больше электроэнергии, чем это необходимо. Средняя эффективность используемых сейчас БП оценивается на уровне в 86.6 процента, что значительно ниже аналогичного показателей в случае передовых продуктов, которые демонстрируют КПД в 93 процента. Следовательно, необходимо по возможности переходить на новые блоки питания. [снижение энергопотребления на 110 кВт или на 7.1%].
3. Управление электропитанием серверов: Интеллектуальные механизмы управления режимом электропитания серверов позволяют значительно снизить потребление энергии машинами, находящимися в режиме ожидания. Системы управления инфраструктурой дата-центра (Data Center Infrastructure Management; DCIM), которые ведут сбор данных с систем распределения электроэнергии в режиме реального времени, вполне могут отслеживать уровень эффективности использования серверов (загрузки), помогая осуществлять управление электропитанием. [снижение энергопотребления на 146 кВт или на 9.4%].
4. Сетевая архитектура: Неоптимизированная сетевая архитектуры может поставить под угрозу эффективность и производительность ЦОД в целом. Чтобы устранить изъяны в системе, операторы ЦОД должны заняться установлением единых для всего дата-центра политик и правил, регулирующие проектирование и развертывание сетевой инфраструктуры. [снижение энергопотребления на 53 кВт или на 3.5%].
5. Виртуализации и консолидация серверов: Виртуализация способствует консолидации вычислительных мощностей и переходу от старых и неэффективных серверов к более продвинутым аналогам, которые не только потребляют меньше электричества, но и занимают на порядок меньше места в машзалах ЦОД. Этот механизм также увеличивает гибкость дата-центра: благодаря виртуализации операторы ЦОД могут оперативнее реагировать на меняющиеся потребности бизнеса и требования к вычислительным мощностям. Большинство операторов и владельцев ЦОД уже открыли для себя преимущества виртуализации, но всегда есть возможность улучшить уже используемые системы. [снижение энергопотребления на 448 кВт или на 29%].
6. Архитектура электропитания: Ранее проектировщикам и операторам дата-центров приходилось выбирать между стабильностью ЦОД и эффективностью системы энергоснабжения. Теперь — во многом благодаря новым достижениям в области разработки и производства ИБП на основе технологии двойного преобразования — разрыв между эффективностью и аптаймом сократился. Новые функции позволяют ИБП с двойным преобразованием демонстрировать КПД на одном уровне с линейно-интерактивными (динамическими) системами. [снижение энергопотребления на 63 кВт или на 4.1%].
7. Управление температурным режимом и воздушными потоками: Переведите управление температурным режимом, уровнем влажности и воздушными потоками на новый уровень за счет изоляции “холодных” и “горячих” коридоров, перехода на интеллектуальные системы управления и внедрения экономайзеров. [снижение энергопотребления на 80 кВт или 5,2%].
8. Системы охлаждения с переменной производительностью: Система охлаждения должна быть рассчитана на пиковые нагрузки, которые в типичном дата-центре возникают редко. Но ничто не мешает внедрить систему, которая может адаптироваться к изменяющимся условиям и эффективно работать при частичных нагрузках, экономя электроэнергию. [снижение энергопотребления на 40 кВт или на 2.6%].
9. Охлаждения высокоплотных ЦОД: Оптимизация энергоэффективности дата-центров предполагает переход от традиционных серверных стоек к аналогам, позволяющим добиться повышенной плотности размещения серверного оборудования. Прецизионное охлаждение делает это возможным. [снижение энергопотребления на 23 кВт или на 1.5%].
10. DCIM-решения: Технология DCIM позволяет осуществлять сбор, консолидацию и интеграцию данных в разрезе всей IT- и вспомогательной инфраструктуры ЦОД, чтобы операторы дата-центра могли централизованно в режиме реального времени наблюдать за происходящим на подконтрольном объекте. Эти данные могут помочь при оптимизации подсистем охлаждения и электропитания дата-центра и при распоряжении доступными IT-активами. DCIM-решения также упрощают процесс планирования и внедрения новых систем. [определить вклад DCIM в повышение энергоэффективности ЦОД не представляется возможным, поскольку внедрение подобных программных продуктов предполагает оптимизацию практически всех элементов дата-центра].

Изложенная выше информация демонстрирует огромные потенциал в области оптимизации современных дата-центров. Внедрение систем управления нового поколения, которые позволяют добиться повышения прозрачности и контроля, а также постоянный акцент на эффективность служат доказательством того, что индустрия ЦОД движется в верном направлении. Но операторы дата-центров должны создать и придерживаться четкого плана действий, чтобы добиться резкого сокращения потребления электроэнергии без ущерба производительности. Чтобы увидеть, как внедрение каждой из причисленных выше стратегий отразится на состоянии вашего ЦОД, воспользуйтесь онлайн-инструментом под названием Cascading Savings Calculator.