Energetická efektivita datacenter

Energetická efektivita je v současnosti významným globálním problémem a očekává se, že její význam do budoucna ještě poroste. To se samozřejmě týká i IT průmyslu, kde je pozornost upřena zejména k datovým centrům.

Energetická efektivita datacenter


Spotřeba energie v datových centrech se za posledních pět let zdvojnásobila, pohybuje se v řádech megawattů. Tržní ceny elektřiny přitom neustále stoupají. Podle výzkumné agentury Gartner bude muset až 70 % z tisíce největších světových firem v příštích pěti letech svá datová centra zásadně modernizovat a soustředit se především na energetickou účinnost jejich provozu a chlazení.

Aby se stávající energetická náročnost datových center mohla snížit, je nutné přesně znát a vyčíslit stav před plánovanou změnou. K tomu lze úspěšně využít metody analýzy spotřeby energie EEA (Energy Efficiency Assessment). Úroveň efektivity EEA je klasifikována podle PUE (Power Usage Effectiveness) nebo DCiE (Data Center Efficiency). Podle jejich hodnot se následně posuzuje úroveň efektivity provozu daného datového centra.

Největší podíl spotřeby připadá na chladicí systém, jde o cca 50 % okamžité spotřeby. 20 % spotřeby přísluší distribuci elektrické energie a 30 % zbývá na spotřebu IT zařízeními. Tento stav je však vzhledem k příliš vysokým provozním nákladům dlouhodobě neudržitelný.

V dnešních datových centrech roste zásadním způsobem spotřeba-příkon IT zařízení, což má za následek významný nárůst kapacity chladu pro optimální provoz těchto zařízení. Ve starších datových centrech byl dostatečný příkon 0,7–1,5 kW/m˛ při zachovávání koncepce střídání tzv. „Cold and Hot Aisle“ (CaHA) – studené a teplé uličky. Pro vysvětlení této koncepce je důležité uvést, jak jsou jednotlivé skříně v datovém centru umístěny. Skříně s výpočetními systémy jsou zde orientovány tak, že do chladné uličky jsou nasměrovány proti sobě přední strany serverů. Jejich zadní strany jsou také proti sobě, ale směřují do teplé uličky. Servery z přední strany tak během provozu nasávají chladný vzduch vystupující z podlahy a vlastní teplo předávají procházejícímu vzduchu, který vyfukují do teplé uličky ze zadní strany serverů.

Pro blade servery – HDC (High Density Computing) – je potřeba 5–20 kW/m˛, tzn. v současných datových centrech s blade servery nastávají problémy s chlazením a tradiční koncepce CaHA je již nedostatečná. V těchto případech je nutný výpočet termální situace v tzv. high density zóně (HDZ) a jejím okolí a na základě výsledků této simulace upravit prostor pro zajištění optimálního chlazení HDZ.

Většina datových center je chlazena na 20 stupňů Celsia. IT vybavení je však konstruováno tak, aby fungovalo správně i při vyšších teplotách. Pro návrh optimálního chlazení nových datových center s 10 a více kW/rack (rack – serverová skříň) v HDZ je nezbytné při­pravit termální model nového datového centra. Ten pomůže optimalizovat rozmístění jednotlivých racků a tím celkové uspořádání IT zařízení v datovém centru a také pro něj navrhne potřebné úpravy stavebních prvků. Toto speciální rozmístění a stavební úpravy pak společně zajistí optimální chlazení HDZ.

Nezbytné jsou také inovativní nápady vedoucí ke snížení emisí datových středisek, například využitím odpadního tepla. Jedno z řešení spočívá v opakovaném využití energie na chlazení serveru. Technologie je založená na vysoce výkonném mikrovodním chlazení, kde tenounké kanálky přivádějí chladicí vodu k horkým čipům a opět ji odtud odvádějí. Vzniklé teplo je odváděno do sítí pro dálkové topení nebo přímo k sekundárním uživatelům, kteří energii využijí k topení.

Důležité je neztrácet ze zřetele hlavní účel „zelených“ výrobků a řešení, kterým je snižování dopadů lidské činnosti na prostředí, ve kterém žijeme. Již dnes existuje mnoho podniků, jež stavějí nebo upravují stávající datová střediska tak, aby byla schopna čelit stále většímu nedostatku energií a spotřebovala minimální množství zdrojů.





Komentáře