Концепция энергосберегающего Центра обработки данных (Эко-ЦОД). Уровень энергосбережения до 50%.

Энергетическая эффективность предприятий является одним из основных факторов, определяющих инновационный характер развития страны. Это касается не только традиционных секторов экономики, таких как тяжелая промышленность, металлургия, нефтехимическое производство и коммунальное хозяйство.
Даже в таких современных отраслях экономики, как телекоммуникационный сектор и сектор информационных технологий есть возможность изыскания путей снижения объемов потребляемых ресурсов.

С конца прошлого века и до настоящего времени, во всем мире активно развивается одна из ветвей сектора информационных технологий, а именно строительство и эксплуатация центров обработки данных (ЦОД).
ЦОД вводятся в эксплуатацию либо для собственных нужд, с целью централизации вычислительных ресурсов компаний и организаций, либо предлагаются клиентам в виде готовых инфраструктурных решений как услуга.

Несмотря на то, что производители вычислительного и телекоммуникационного оборудования во всём мире прилагают активные усилия по снижению энергопотребления выпускаемой ими аппаратуры, современные ЦОД являются очень энергоёмкими структурами. По некоторым экспертным оценкам, суммарное потребление коммерческих ЦОДов города Москвы составляет не менее 25-30 МВатт электроэнергии.

При этом следует учесть, что энергоёмкость ЦОД складывается не только из энергопотребления установленного в нём вычислительного и телекоммуникационного оборудования. Значительную долю в энергопотреблении ЦОД занимают затраты на поддержания требуемого температурного режима, то есть на системы климатизации и кондиционирования.

В настоящее время, в зависимости от применяемых технических решений, на 1 кВт электроэнергии, потребленной вычислительным оборудованием, приходится от 0.2 до 0.46 кВт электроэнергии, потраченной на отвод выделяющегося тепла, то есть от 20 до 46 процентов энергии расходуется на “борьбу пчел против меда”. При этом отводимый поток тепла является низкоэнергетическим, что затрудняет или делает невозможным его вторичную утилизацию.

Одним из возможных путей экономии электроэнергии в ходе эксплуатации ЦОД, является концепция “эко-ЦОД”, которая закладывается ещё на этапе проектирования.

Физическая составляющая данной концепции не нова, и ранее широко применялась в промышленности для организации охлаждения в цехах, энергообъектах, ВЦ, АТС, объектах связи и Минобороны и т.д. до того как получили широкое развитие активные системы охлаждения.

В рамках этой концепции инфраструктура ЦОД не подразумевает наличия активных систем охлаждения, а базируется на пассивной схеме теплопереноса за счёт естественной конвекции, воздухообмена, циркуляции и энергии естественного испарения воды. Это:
— специальные теплофизические решения, позволяющие охлаждать работающее компьютерное оборудование за счет естественных физических процессов без дополнительных энергозатрат;
— использование климатических особенностей нашей страны, растений, деревьев, орошения, рельефа местности для предварительной полготовки воздуха, применяемого для охлаждения оборудования;
— аккуратный и бережный подход к расчетам потребляемой энергии.

Также подразумевается отказ от центральных систем бесперебойного электропитания, потребляющих от 10 до 20% электроэнергии на собственные нужды, то есть на множественные преобразования электричества в процессе их работы. Вместо них предполагается либо использование мелких источников бесперебойного питания на уровне каждого сервера, либо механических накопителей энергии, либо полный отказ в случае некритичности систем и приложений в пользу дублирования на уровне процессов.

В итоге, использование концепции “эко-ЦОД” позволит сэкономить от 20% до 40% электроэнергии на системах охлаждения, и еще не менее 10% на системах бесперебойного электроснабжения. В сравнении с ЦОД, построенном на стандартных принципах, суммарная экономия может составить более 50%.

Безусловно, такая концепция в чистом виде неприменима для критических вычислительных сред и размещения сверхответственных вычислительных узлов или систем хранения данных. Но, по статистике, до 70% клиентов ЦОД размещают на арендованной инфраструктуре вычислительные среды средней или низкой степени критичности, для которых концепция “эко-ЦОД” предоставляет приемлемый уровень качества размещения оборудования.

Также следует отметить, что ЦОД, выстроенный в рамках концепции “эко-ЦОД”, является значительно менее капиталоёмким, так как затраты на приобретение и монтаж систем климатизации и охлаждения достигают 20%-30% от общего объема капиталовложений.

Все это скажется не только на энергетической эффективности ЦОД, выстроенного в рамках концепции “эко-ЦОД”, но и сделает услугу ЦОД более доступной для широкого круга потенциальных клиентов.

Источник: ДатаДом