Экологичный дата-центр

123Net Datacenter walkway в Саутфилде, штат Мичиган

Зеленый центр обработки данных , или устойчивый центр обработки данных , является сервис - центром , который использует энергосберегающие технологии. Они не содержат устаревших систем (таких как неактивные или недостаточно используемые серверы) и используют преимущества более новых, более эффективных технологий.

С экспоненциальным ростом и использованием Интернета потребление энергии в центрах обработки данных значительно увеличилось. В результате воздействия на окружающую среду, повышения осведомленности общественности, более высоких затрат на энергию и принятия законодательных мер на компании было оказано повышенное давление, чтобы они следовали зеленой политике . По этим причинам создание устойчивых центров обработки данных стало важным с экологической и деловой точек зрения. ^[1]

Использование энергии

Увеличилось использование высокопроизводительных вычислительных технологий, в результате чего потребление энергии принесено в жертву повышению производительности. По оценкам отрасли, центры обработки данных потребляют от трех до пяти процентов мировой энергии. ^[2] Согласно AFCOM государству опроса Центра данных, 70 процентов поставщиков центров обработки данных показали , что плотность мощности на стойку существенно увеличилась с 2013 года менеджеры были вынуждены искать новые пути к власти своих центров обработки данных с возобновляемыми источниками энергии источников такие как гидроэнергетика, ^[3] солнечная, геотермальная и ветровая. Были разработаны более эффективные технологии для снижения энергопотребления центра обработки данных. ^[4]

Гидроэлектростанция в центре обработки данных Light, Швейцария

Метрики

Было разработано несколько показателей для измерения эффективности энергопотребления в центрах обработки данных. Эффективность использования энергии (PUE) и эффективность использования углерода (CUE) - это два часто используемых показателя, созданных Green Grid (TGG), глобальным консорциумом, занимающимся повышением энергоэффективности в центрах обработки данных.

Эффективность использования энергии

PUE был изобретен в 2007 году и предлагал новые рекомендации по измерению энергопотребления в центрах обработки данных.

${\displaystyle \mathrm {PUE} ={{\mbox{Total Facility Power}} \over {\mbox{IT Equipment Power}}}}$

Это соотношение описывает, сколько дополнительной энергии необходимо центру обработки данных для обслуживания ИТ-оборудования на каждый ватт, подаваемый на оборудование. Лучшее значение PUE, которое может иметь центр обработки данных, - это 1: идеальная ситуация без дополнительного использования энергии. Когда был введен PUE, исследования показали, что средний отраслевой PUE составлял от 2,5 до 3. В более поздних исследованиях средний PUE упал до 1,7 с использованием этой основы. PUE положил начало сдвигу в отрасли центров обработки данных в сторону повышения энергоэффективности. ^[5]

Хотя PUE является наиболее часто используемым показателем для центров обработки данных для измерения энергоэффективности, его надежность все еще обсуждается; ^{[7] [8]}

Эффективность использования углерода

Эффективность использования углерода (CUE) - еще один показатель, используемый для измерения энергопотребления и устойчивости центров обработки данных. Он рассчитывается по следующей формуле: ^[9]

${\displaystyle \mathrm {CUE} ={\frac {Total{\rm {{CO_{2}}EmissionsCaused}}}{ITEquipmentPower}}}$

Другой способ выразить эту формулу - это произведение коэффициента выбросов углекислого газа (CEF) и PUE, где CEF - это килограмм, произведенный на каждый киловатт-час электроэнергии:${\displaystyle {\ce {CO2}}}$

${\displaystyle \mathrm {CUE} ={\frac {\rm {{CO_{2}}emitted(kg{\rm {{CO_{2}}eq)}}}}{unitofenergy(kWh)}}}$ × ${\displaystyle {\frac {TotalFacilityPower}{ITEquipmentPower}}}$

Сертификаты

Платиновый сертификат LEED

Energy Star

Центры обработки данных в Соединенных Штатах могут подать заявку на получение сертификата экологичных центров обработки данных. Наиболее широко используемой системой оценки экологичных зданий является Leadership in Energy and Environmental Design (LEED). Разработанный Советом по экологическому строительству США , он доступен в нескольких категориях. В зависимости от рейтинга центры обработки данных могут получить серебряный, золотой или платиновый сертификат. Платиновый сертификат присуждается центрам обработки данных с высочайшим уровнем экологически ответственного строительства и эффективного использования ресурсов. ^[10]

Центры обработки данных также могут быть сертифицированы в рамках Информационной программы по энергоэффективности национальных центров обработки данных Energy Star , являющейся частью инициативы Агентства по охране окружающей среды США и Министерства энергетики США. Программа сертифицирует здания и потребительские товары на предмет энергоэффективности. Сертификат Energy Star могут получить только центры обработки данных, которые входят в 25% лучших по энергоэффективности. ^[11]

Технологии

Некоторые технологии повышают эффективность и снижают потребление энергии в центрах обработки данных.

Маломощные серверы

Серверы с низким энергопотреблением более энергоэффективны, чем обычные серверы в центрах обработки данных. Они используют технологию смартфонов, которая пытается сбалансировать производительность с потреблением энергии. Первые серверы с низким энергопотреблением были представлены в 2012 году крупными поставщиками ИТ, такими как Dell и Hewlett-Packard . При правильном использовании серверы с низким энергопотреблением могут быть намного эффективнее обычных серверов. Они могут существенно повлиять на эффективность центра обработки данных, снизить энергопотребление и эксплуатационные расходы охлаждающих устройств. ^[12]

Модульные дата-центры

Модульный центр обработки данных представляет собой портативный центр обработки данных , которые могут быть размещены в любом месте требуется емкость данных. По сравнению с традиционными центрами обработки данных они рассчитаны на быстрое развертывание, энергоэффективность и высокую плотность размещения. Эти готовые дата-центры в коробке стали очень популярными. Модульный центр обработки данных HP EcoPod поддерживает более 4000 центров обработки данных с рейтингом PUE 1,05 дюйма и воздушным охлаждением. ^[12]

Свободное воздушное охлаждение

В системах естественного воздушного охлаждения используется наружный воздух вместо традиционных кондиционеров в компьютерных залах центров обработки данных (CRAC). ^[13] Хотя наружный воздух по-прежнему необходимо фильтровать и увлажнять, для охлаждения центра обработки данных с помощью этого метода требуется гораздо меньше энергии. Здесь важна температура наружного воздуха, и расположение центра обработки данных играет решающую роль в этой технологии. ^[14]

Локализация горячего и холодного коридора

В этом методе ряды стоек выравниваются задними сторонами серверов друг к другу; проходы закрыты, чтобы захватить воздух. В локализации горячего коридора тепло, производимое серверами, перекачивается в охлаждающие устройства. В замкнутых коридорах холодный воздух перекачивается в закрытые коридоры. Оба метода сдерживания более эффективны, чем традиционные технологии охлаждения, и могут помочь снизить потребление энергии (и его влияние). Хотя это может быть труднее реализовать, локализация горячего коридора более эффективна, чем изоляция холодного коридора. ^{[15] [16]}

Повторное использование отработанного тепла

Центры обработки данных используют электроэнергию, выделяя более 98 процентов этой электроэнергии в виде тепла. Отработанное тепло можно активно повторно использовать, а центр обработки данных превращается в безотходную систему отопления с замкнутым циклом. Примеры включают:

• Центр обработки данных IBM Reusing Data Center в Швейцарии, где тепло согревает местный бассейн
• В Финляндии центры обработки данных Яндекс и Академика заменяют тепло, используемое в 500–1000 домов, на энергию центров обработки данных.
• Amazon повторно использовала тепло из ближайшего центра обработки данных для биосферного проекта в Сиэтле. ^[17]

Ультразвуковое увлажнение

Некоторая влажность необходима для эффективной работы центров обработки данных и предотвращения повреждения устройств и серверов. Ультразвуковое увлажнение использует ультразвук для создания влаги, используя на 90 процентов меньше энергии, чем традиционные методы, такие как паровые увлажнители сопротивления. ^[18]

Охлаждение испарением

Испарительное охлаждение снижает тепло за счет испарения воды. Используются два основных метода: испарительные подушки и системы распыления под высоким давлением. С помощью испарительных подушек - более популярного метода - воздух пропускается через подушечки, заставляя воду испаряться и охлаждая воздух. Другой метод, системы распыления под высоким давлением, требует большей площади и потребляет больше энергии с помощью насосов. Испарительное охлаждение зависит от географического положения и времени года, поскольку и то, и другое влияет на уровень влажности воздуха. По сравнению с традиционными механическими системами охлаждения, испарительное охлаждение обычно потребляет значительно меньше электроэнергии. ^[19]

использованная литература