Новые технологии и стратегии позволят сократить углеродный след ЦОД на 88%

В настоящее время Местечко Йерингтон, штат Невада (США), с населением в 3048 человек вряд ли может показаться кому-то стратегически важным объектом. В газетные заголовки название этого города попало лишь единожды: во время Второй мировой войны там приземлились несколько японских военных аэростатов. Но вскоре все изменится: в Йерингтоне появится огромная солнечная электростанция, принадлежащая Apple.

«Этот проект предполагает не только снабжение электроэнергией из возобновляемого источника нашего центра обработки данных [в расположенном неподалеку городе Рино], но и перенаправление части экологически чистого электричества в местную электросеть в рамках уникального механизма взаимодействия с коммунальной компанией NV Energy. После завершения строительства массив солнечных батарей общей площадью в 55.4 гектара (137 акров) будет генерировать около 43.5 млн. киловатт*часов экологически чистой электроэнергии в год. Это эквивалентно удалению с дорог более чем 6400 пассажирских транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания», говорится в заявлении Apple в адрес Комиссии штата Невада по регулированию деятельности коммунальных предприятий.

Проект купертиновцев наглядно показывает, что серверные фермы – основа любого сервиса по обмену электронной почтой, видеохостинга, поисковика или соцсети – можно сделать более экологически устойчивыми. На 88%, если точнее. И экологически чистая электроэнергия является лишь небольшой частью уравнения.

Согласно новому отчету исследователей из Стэнфордского университета, Северо-Западного университета и Национальной лаборатории им. Лоренса в Беркли, совокупный объем парниковых газов, попадающих в атмосферу по вине серверных ферм, может быть сокращен на 80%, если высокотехнологичные компании будут активно внедрять и использовать передовое IT-оборудование. Как известно, системы охлаждения дата-центров потребляют большое количество электроэнергии. По мнению ученых, можно уменьшить углеродный след индустрии ЦОД на дополнительные 8%, если компании перенесут свои серверные фермы в регионы с более прохладным климатом. К слову, именно этим некоторые из таких компаний в последнее время и занимаются.

«Крупные компании из сектора облачных вычислений вроде Google, Facebook, Yahoo и Apple успешно работаю в области повышения экологичности своих ЦОД, но они также должны консолидировать свои цели и усилия в области экологической устойчивости», говорит научный сотрудник Центра энергетической политики и финансов при Стэнфордском университете и соавтор исследования Джонатан Куми. «Повышение экологичности серверных ферм не всегда является дешевым вариантом, но эти компании прекрасно осознают выгодность подобного подхода, потому что он позволяет решить ряд стратегических задач и повысить привлекательность бренда».

По словам пресс-секретаря Google Кейт Хуровиц, подобный подход также сулит и существенную экономию: «Наши дата-центры используют на 50% меньше электроэнергии… Мы достигаем этого путем создания чрезвычайно эффективных объектов, использования механизмов мониторинга и оптимизации энергопотребления, управления воздушными потоками, регулировки микроклимата и применения естественного охлаждения (фрикулинг). Каждый год мы экономим более $ 1 млрд. на счетах за электроэнергию».

Дата-центр Google в городе Хамина (Финляндия): интернет-компания отремонтировала и переоборудовала под серверную ферму старую целлюлозно-бумажную фабрику, а также воспользовалась инфраструктурой здания и его близостью к Финскому заливу при создании уникальной системы охлаждения. Фото: Google

С недавнего времени Google размещает информацию об эффективности своих дата-центров в открытом доступе путем регулярной публикации соответствующих отчетов, в то время как гигант электронной коммерции eBay даже создал специальный сайт, где сгруппированы подробные данные об энергопотреблении и экологической устойчивости IT-инфраструктуры компании в разрезе кварталов.

Соцсеть Facebook, в свою очередь, делится со всеми желающими данными о коэффициентах эффективности использования энергии (Power Usage Effectiveness; PUE) двух своих американских дата-центров. Информация поступает на специальный сайт в режиме реального времени. Вскоре все желающие смогут наблюдать за состоянием PUE нового объекта социальной сети в городе Лулео (Швеция), который станет для компании Цукерберга первым дата-центром за пределами США. ЦОД Facebook в шведском городе может запитываться целиком и полностью из возобновляемых источников энергии (гидроэлектростанции), а для охлаждения серверного оборудования там применяется технология фрикулинга.

Следует отметить, что 80% современных серверных ферм принадлежат компаниям, бизнес которых лишь косвенно связан с вычислениями. И все эти дата-центры часто работают неэффективно: серверы недостаточно загружены, при этом сами ЦОД характеризуются высоким коэффициентом PUE. «Повышение эффективности использования электроэнергии является для них вторичной задачей», говорит профессор машиностроения Северо-Западного университета и соавтор исследования Эрик Мэйсент.

«IT- и инфраструктурное оборудование внутри дата-центров контролируется IT-инженерам, которые, как правило, не имеют отношения к уплате счетов за электричество, так что у них нет прямых стимулов к повышению энергоэффективности», отмечает соавтор исследования из Национальной лаборатории им. Лоренса в Беркли Арман Шехаби. «В подобных дата-центрах нередко можно найти старые серверы, которые все еще подключены к электросети, но при этом уже не используются по назначению. Мы называем их зомби-серверами. Такие машины занимают ценное пространство, потребляя электроэнергию. У IT-инженеров зачастую нет стимулов для детального изучения подконтрольных объектов, чтобы выяснить, какие серверы они могут отключить».

Практически любая крупная промышленная компания может показать себя в весьма невыгодном свете, когда дело доходит до эффективности работы корпоративных серверных ферм. Тем не менее, даже компании из списка Fortune 500 – ключевым приоритетом для которых является скорее не экологическая устойчивость, а возможность получения сверхприбылей любой ценой – начинают присоединиться к тренду на энергоэффективные ЦОД. «В настоящее время многие предпочитают иметь дело с Google и запустить свои приложения с помощью экологичного облака поискового гиганта – они отказываются от концепции корпоративных дата-центров и множества мощных рабочих станций, на которых запускаются программы вроде Microsoft Office. Это хорошая новость, потому что комбинация облако + тонкие клиенты и маломощные ПК является более эффективной с точки зрения энергопотребления», отмечает Шехаби.

А что насчет компаний, которые собираются продолжить использование своих собственных корпоративных серверных ферм? Им волей-неволей придется повышать энергоэффективность ЦОД, чтобы минимизировать издержки. Но Мэйсент говорит, что есть простое и дешевое решение: «Владельцы большинства современных дата-центров могут сэкономить много электроэнергии путем перевода всей IT-аппаратуры на более жесткий температурный режим (серверы в данном случае будут работать при более высокой температуре). Современное IT-оборудование вполне способно выдержать это. Кроме того, можно изолировать “горячий” и “холодный” коридоры: в некоторых дата-центрах подобная операция может сводиться к простой установке пластиковых перегородок, что позволит избежать смешивания горячего и холодного воздуха и обернется повышением эффективности системы охлаждения».

Тем не менее, каждый поисковый запрос, который мы выполняем, каждый документ, который мы сохраняем, задействует вычислительные мощности и тем самым способствует интенсификации выбросов парниковых газов. На самом деле по вине всех мобильных гаджетов в атмосферу попадает больше вредных выбросов, чем в случае серверных ферм. Так, как может обычный пользователь компьютера способствовать повышению экологической устойчивости IT-индустрии?

«Выключайте модем у себя дома, когда в нем нет необходимости, так как это устройство постоянно использует электроэнергию – вне зависимости от того, используется оно или нет. Потоковая передача данных через сотовые сети на мобильные устройства является особенно энергоемким процессом, так что старайтесь не прибегать к помощи сотовых сетей при передаче контента без крайней необходимости. Использование Wi-Fi модулей на мобильных устройствах является более энергоэффективным вариантом «, говорит Мэйсент.