Оценка эффективности использования электроэнергии в ЦОД и использование современных технологий

для повышения эффективности

Дмитрий Мацкевич

консультант по СКС и ЦОД

Cnews Conferences, апрель 2010

Экономика — отличная игра: постоянное соревнование и минимум правил.

А счет в этой игре ведется в деньгах.

Что такое эффективность ?

Только тогда мы можем сказать, что дата-центр эффективен

Оценка = Результат / Затраты

У нас есть оценка, но можно ли сказать, что полученная оценка эффективна?

Необходимо сравнение оценок

С чем можно сравнивать?

Зарубежные отраслевые показатели

Свои показатели, например, до и после "модернизации"

Российские отраслевые показатели

Межотраслевые показатели - экономическими показатели эффективности

Программа Energy Star

Экономия энергии и борьба с глобальным потеплением с помощью улучшения энергетического коэффициента полезного действия (КПД).

ENERGY STAR – это государственная программа агентства по защите окружающей среды (Environmental Protection Agency, EPA)

Программа Energy Star

Ожидается выпуск специализированной программы Portfolio Manager для оценки дата-центров, принятие оценки в июне этого года

Определение энергетического КПД по 100-бальной шкале и выдача знака Energy Star дата-центру, которое получает больше 75 баллов по 100 бальной шкале.

Программа Energy Star принята для оценки энергоэффективности зданий, серверов и систем хранения данных

Ассоциация Green Grid

Определение показателей энергетической эффективности ЦОД в 2007 году

Green Grid – это некоммерческое объединение ИТ-специалистов и компаний, занимающихся требованиями к энергоснабжению и охлаждению дата-центров, проблемами информационной экосистемы, стремящихся поднять энергетическую эффективность дата-центров посредством серии краткосрочных и долгосрочных инициатив, оформленных в виде спецификации.

Cистема показателей Green Grid

Коэффициент эффективности использования энергии PUE

PUE = общая мощность /мощность ИТ оборудования

Общая мощность – энергия, выделяемая и распределяемая для дата-центраОпределяется по показателям общей потребляемой мощности, поступающей в ЦОД

Мощность ИТ оборудования : сервера, СХД, рабочие станции, KVM переключатели…

По последним опубликованным рекомендациям измерения PUE должны быть осуществлены после распределения электроэнергии перед подачей в ИТ оборудование, в PDU.

PUE стал международным показателем

Например PUE = 4 это говорит о том, что суммарная потребляемая мощность в дата центре выше в четыре раза мощности потребляемой ИТ оборудование. Например, суммарно потребляется 1 МегаВатт, то на ИТ оборудование уходит 1 МегаВатт / PUE = 1 / 4 = 0,25 МегаВатт  В начале апреля 2010 года PUE принят в качестве международного показателя эффективности энергопотребления ЦОД – он принят американским правительством, европейской правительственной комиссией и Министерством экономики Японии

Коэффициент эффективности дата-центра

DCiE = 1/PUE * 100% = мощность ИТ-оборудования / общая мощность оборудования * 100%

Ранее DCiE назывался DCE

DCiE = 1/4 * 100 = 25%

Это говорит о том, что только 25% энергии тратиться на ИТ оборудования

Для чего введены показатели PUE, DCiE?

Повышение эффективности работы предприятия

Принятие продуманных решений при проектировании и строительстве дата-центров

Определение возможности повышения эффективности использования электроэнергии

Мониторинг и сравнение показателей в ходе эксплуатации

Какой считать эффективный ЦОД по PUE?

PUE в 1.25 это фантастика?

ИТ оборудование 1 МегаВаттОбщая суммарная мощность 1,25 МегаВаттТо есть 250 кВт на все остальные системы, включая систему кондиционирования !!!

Результаты проведенных исследований в США дата-центров лабораторией Лоуренса Беркли показали, что в 22 проверенных ЦОД значение PUE находилось в интервале от 1.25 до 3.0

Примеры PUE дата-центров

Контейнерный POD дата-центр компании HP

PUE = 1.25

Примеры PUE дата-центров

Контейнерный дата-центр компании MicroSoft

PUE = 1.22

Примеры PUE дата-центров

Дата-центр компании YahooPUE = 1.21

1-ого апреля Google заявила, что среднее значение PUE в ее 6-ти дата-центрах достигло значения 1.21, а ее ЦОД под кодовым

названием Data Center E достиг значения 1.16

Какие решения используются в эффективных дата-центрах?

Используется freecooling

Увеличен температурный диапазон до 27 -33 градусов

Повышено КПД у системы преобразования и распределения электроэнергии

Увеличение температуры«Мы подняли температуру в дата-центре на 1-2 градуса и получили экономию для корпорации Майкрософт на электроэнергию порядка $250 000 в год», — говорит Дон Деннинг, Critical Facilities Manager компании Lee Technologies А в Intel провели 10-месячное исследование по использованию только естественного воздушного охлаждения. На объекте, расположенном в Нью-Мехико, в серверных помещениях температура поднималась до 33 градусов. Специалисты фирмы Intel отметили отсутствие существенного увеличения процентов отказов серверов и электронного оборудования из-за расширенного диапазона температур и относительной влажности, и в итоге пришли к мнению, что «существующие представления о диапазонах температуры и влажности следует пересмотреть».

Google подняло в своих дата-центрах температуру до 27-ми градусов HP поднимает температуру в своем контейнером POD дата-центре до 32 градусов. HP планируют экономить до 8 миллионов долларов в год после консолидации вычислительных мощностей в новейших ЦОД, оснащенных фирменной системой Dynamic Smart Cooling.

Решения повышения эффективности систем кондиционирования

Изоляция «холодных» и «горячих» коридоров - установка дверей и крыш

Организация воздушных потоков, моделирование воздушных потоков (CFD)

Установка средств охлаждения рядом со стойками

Создание различных зон в дата-центре с разным уровнем надежности (tier)

Централизованный контроль и управление статическим давлением , влажностью и температурой

Решения в системе электроснабжения

Использование серверов без источников питания и вентиляторов, Rackable

Использование серверов со встроенными 12-ти вольтовыми аккумуляторами, Google

Модульные ИБП со специальными схемами нагрузки (повышение КПД)

Использование ИБП без трансформаторов

Применение роторных ИБП

Схема реализации электроснабжения в дата-центре FaceBook

Схема реализации электроснабжения в серверных стойках Rackable

Сервера без блоков питания и вентиляторов

Другие инновационные решенияРазработка готовых монтажных конструктивов со съемными модулями, HP. Компания сообщает, что ее установка мощностью 100 кВт позволит пользователям сократить расходы на электроэнергии до 38 %, по сравнению с обычными решениями

Погружение серверов в минеральное масло, Green Revolution Cooling

Повышение эффективности отдельных элементов систем – например, новые EC вентиляторы с низким потреблением энергии (экономия 30-70%), STULZ

“Зеленые дата-центры”

Использование природных источников энергии•Солнце•Ветер•Геотермальные источники•Энергия океана•Водород•Ветер

Дата-центр Green House Data Center

Green House Data, Вайоминге, штат Колорадо, дата-центр площадь 900 кв. метров, только энергия ветра, N+1

Примеры решений использования альтернативной электроэнергии

Строительство 3-ех тепловых электростанций в штате Калифорния во второй половине 2010 года мощностью 390 МегаВатт, компания Bright Source Energy

Использование водорода

ИБП на 30 кВт с использованием водорода, UPS Systems UK

Решение Fuel Cell Extended Run (FCXR) на водороде, стойка до 30 кВт с приращением до 10 кВт, поддерживает Symmetra PX. По оценке TCO в два раза эффективнее в тех случаях, когда требуется время работы более 2-ух часов, APC

Я знаю точно, невозможное

возможно

описание новых технологий и решений

www.DCNT.ru

Дмитрий Мацкевич

консультант в области СКС, ЦОД

Задать или не задать… Это не вопрос

30