Бесплатный звонок по России:

8 800-250-33-99

Ваша компания:

Ваша компания — -?

Бесплатный звонок по России:

Инженерные центры

Инженерный центр Темпесто
(г. Санкт-Петербург):

Yakovlev@tempesto.ru

Например, система бесперебойного питания

«Зеленые» энергетические стратегии для ЦОД

Технологические гиганты строят дата-центры, которые нерационально потребляют электроэнергию, оставляя большой энергетический и углеродный след. Этой ситуацией обеспокоены экологи: они бьют тревогу и пытаются не допустить, чтобы ЦОД «поглотили все электричество в мире». И хотя на дата-центры приходится всего 2 % мирового объема электроэнергии (как и на авиатранспортную отрасль), они наносят ощутимый вред окружающей среде. А так как в мире растут объемы генерируемых данных, а вслед за ними увеличивается вычислительная мощность серверов, и в будущем это негативное влияние будет усиливаться.

Содержание:

Что такое «зеленые» источники энергии

Что мешает глобальному распространению «зеленого» тренда?

Выход есть: снижение PUE

Пять шагов к «зеленому» ЦОД

Естественное охлаждение

Контроль оборудования

Мониторинг PUE

Повышение диапазона допустимой температуры

Внедрение DCIM-систем


Что такое «зеленые» источники энергии

Несколько сильнейших IT-компаний уже движутся в сторону повышения энергоэффективности своих дата-центров. В США удалось замедлить рост объемов потребленной электроэнергии, несмотря на то что количество ЦОД за последние несколько лет стремительно увеличивалось. IT-гиганты постепенно приходят к необходимости строительства «зеленых», дружественных к экологии дата-центров, которые не причиняют большого вреда окружающей среде. Этот путь уже выбрали для себя Facebook, Apple, Google, eBay, Microsoftи Amazon. Пока Apple строит солнечные фермы, в eBay перешли на электроэнергию, которую генерируют топливные элементы, а Facebook перевел несколько дата-центров на жизнеобеспечение от гидроэлектростанций. Интересные примеры есть и в Европе: в Финляндии дата-центр Google использует в системе охлаждения ледяную воду из местной реки, а в соседних Нидерландах ЦОД Equinix AM3 черпает энергию из топливных ячеек. Все это – примеры «зеленых» дата-центров, которые используют возобновляемые (альтернативные) источники энергии.

ЦОД Equinix AM3 в Нидерландах

Не только отдельные компании, но и глобальные организации, а также целые страны разрабатывают глобальные экологические стратегии. Мощным драйвером в этом вопросе выступает ООН, популяризатор и регулятор зеленой экономики. Среди экологически ответственных государств можно выделить США, где стартовала реформа «Новый зеленый курс» (Green New Deal – GND), и Германию, в которой с начала 2000-х придерживаются концепции «энергетического поворота» с курсом на возобновляемые источники электроэнергии.

Что мешает глобальному распространению «зеленого» тренда?

До полной победы энергосберегающих технологий в ЦОД еще далеко. Экологическая обстановка продолжает ухудшаться, несмотря на то что технологические лидеры стараются максимально использовать возобновляемые источники энергии и повышать энергоэффективность ЦОД. В чем причины?

Фиктивное происхождение «зеленой» электроэнергии. Получена она из возобновляемых (ветер, вода и т. п.) источников или нет, она в любом случае поступает в общую электросеть. Потому компании, которые якобы приобретают «зеленую» энергию, по факту делают не совсем то, о чем заявляют. Свою заботу об окружающей среде они подтверждают соответствующими сертификатами – например, в США это REC, – но часто покупают их ради хайпа, чтобы доказать причастность к глобальному тренду на экологичность. Это явление экоактивисты уже назвали «зеленым камуфляжем» (greenwashing).

Компаниям дорого строить «зеленые» дата-центры. Переход на альтернативные источники – не самое дешевое удовольствие, и позволить его себе могут разве что лидеры рынка. Абсолютное большинство компаний не имеет возможности инвестировать в энергоэффективные решения столько же, как это делают в Google, Facebook или Amazon. А значит, первым приходится строить и обслуживать традиционные дата-центры и параллельно искать другие, бюджетные способы повышения энергоэффективности. 

Экологи настаивают на необходимости строительства «зеленых» ЦОД

Выход есть: снижение PUE

Альтернатива строительству «зеленых» ЦОД с нуля – снижение коэффициента использования энергии PUE(Power usage effectiveness). Это основной параметр для оценки энергоэффективности ЦОД. В математическом выражении PUE представляет собой отношение общего количества энергии, потребляемой дата-центром, к количеству энергии, которое обеспечивает работу IT-оборудования. Соответственно, чем меньше электроэнергии уходит на сопутствующие задачи (преимущественно охлаждение), тем выше энергоэффективность ЦОД.

Параметр PUE в ЦОД

Снижение PUE стало приоритетным вектором развития для большинства компаний, которые владеют центрами обработки данных, и единственной возможностью приблизиться к «зеленым» трендам. В июне 2019 года к PUE добавилась еще одна метрика: IUE (Infrastructure Usage Efficiency), которая определяет эффективность использования инфраструктуры дата-центра в целом.

Пять шагов к «зеленому» ЦОД

Что делать тем компаниям, которые не могут обеспечить ЦОД «зеленой» электроэнергией? У них тоже есть способы сделать дата-центры более дружественными к окружающей среде.

Естественное охлаждение

Системы охлаждения считаются главными потребителями электроэнергии после IT-оборудования. Поэтому для оптимизации параметра PUE можно пойти альтернативным путем – снизить энергопотребление за счет естественного охлаждения. Так поступила лондонская компания Verne Global. Она построила дата-центр в Исландии и успешно использует низкую температуру за окном для охлаждения IT-парка. Похожий пример показал дата-центр Green Mountain, в котором оборудование охлаждается водой из расположенного неподалеку фьорда. Также есть примеры размещения ЦОД в регионах, температура в которых опускается до –70 °C.

Контроль оборудования

В любом ЦОД найдется несколько серверов или СХД, которые установлены в стойках, потребляют электроэнергию, но при этом не выполняют полезных задач. Избавившись от этого «мертвого груза», компания может ощутимо снизить цифру в счетах за электричество. 

Контроль оборудования предполагает регулярные проверки аппаратного оснащения дата-центра и отключение незадействованных машин. Причем простаивают без дела не только серверы, но и другое активное оборудование – например, источники бесперебойного питания. С ними отдельная история: традиционные ИБП часто покупают с запасом мощности, на перспективу, в то время как модульные решения позволяют расширяться по мере того, как растут «аппетиты» IT-инфраструктуры. Соответственно, и электричества для работы модульных ИБП нужно ровно столько, чтобы обеспечить его реальных, а не будущих потребителей. Добавление новых модулей проходит безболезненно, без остановки активных систем, плюс они выдают высокий КПД даже при малых нагрузках, чего, опять же, не умеют традиционные моноблочные решения.  

В «зеленом» ЦОД не простаивает ни один сервер

Мониторинг PUE

Этот параметр позволяет с минимальными усилиями оценить энергоэффективность ЦОД. Однако не все компании контролируют его значение на постоянной основе, а нерегулярные замеры не дают полной картины по использованию энергоресурсов. Плюс даже у одного и того же дата-центра значения PUE будут отличаться в зависимости от IT-нагрузки и времени года. 

Оптимальным выходом для любого среднего и крупного ЦОД будет постоянный контроль потребляемой мощности с помощью соответствующих измерительных приборов. Для большей наглядности желательно делать и сравнивать замеры за определенные промежутки времени: сутки, неделю, месяц.

Повышение диапазона допустимой температуры

Организация ASHRAE (Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха) пересмотрела свои рекомендации по допустимой температуре в ЦОД и расширила разрешенный диапазон: теперь он находится в пределах от +18 ℃ до +27 ℃. Также изменения коснулись рекомендованных параметров допустимой влажности в помещениях дата-центров. Новые температурные условия позволяют сократить расходы на охлаждение и более гибко использовать естественное охлаждение.  

Параллельно с расширением диапазона допустимой температуры на рынке появилось оборудование, которое соответствует новой концепции. Высокотемпературные энергосберегающие серверы стабильно работают и при +5 ℃, и при +47 ℃ (минимальная и максимальная рекомендуемая температура для этого типа оборудования). Это значит, что им не потребуется дополнительное охлаждение, если температура поднимется выше считавшейся ранее критичной отметки. Еще один пример такого оборудования – высокотемпературная система водяного охлаждения. Если ранее в системы водяного охлаждения подавали жидкость с температурой +7 ℃, то сейчас она стала теплее на несколько градусов. Это позволило повысить эффективность работы охлаждающей системы и сэкономить на кондиционировании. 

Внедрение DCIM-систем

DCIM, или система управления инфраструктурой ЦОД, может стать тем инструментом, который постепенно приведет к более рациональному потреблению электроэнергии. DCIM представляет собой программное решение для управления дата-центрами и его активами – физическими и информационными. Система объединяет функции мониторинга ключевых параметров ЦОД, управление и планирование потребляемых ресурсов, в том числе электрической энергии. 

Современные DCIM-системы визуализируют собранную информацию и подают ее в том виде, который позволяет специалисту быстро принимать решения по работе дата-центра. С помощью DCIM инженеры понимают, сколько электроэнергии расходует IT-оборудование, в каких стойках оно находится, какие из них используются нерационально, куда можно разместить дополнительные серверы и как обстоят дела с загрузкой уже работающих.  Система управления инфраструктурой помогает оптимизировать ЦОД (или несколько ЦОД одной компании), равномерно распределяя нагрузку между всем оборудованием и предотвращая простои из-за поломок. А мониторинг основных параметров окружающей среды позволяет понять, как необходимо изменить интенсивность охлаждения, чтобы IT-оборудование работало в комфортном режиме.

Достижение минимального значения PUE не должно быть главной целью для владельцев дата-центров. Этот параметр действительно показательный, но погоня за красивой цифрой может обернуться другой проблемой – снижением надежности ЦОД. В этом случае будет страдать не окружающая среда, а клиенты компании, которые не получат ожидаемую отказоустойчивость. Потому перед бизнесом стоит задача найти баланс, при котором дата-центр останется надежным, а потребление электроэнергии снизится до разумной отметки. 

Возврат к списку