Вы думаете о криптовалютах и потоковых сервисах, когда слышите слово «дата-центр»? Ты не одинок. Но они намного больше.
Да, это дом вашего любимого шоу Netflix. Но видеоконференции, автономные транспортные средства, умные города, онлайн-банкинг и медицинские журналы — это всего лишь несколько примеров продуктов и услуг, которые требуют вычислительной мощности и обрабатываются в центрах обработки данных по всему миру.
За последнее десятилетие спрос на вычислительные мощности вырос в геометрической прогрессии, что сделало центры обработки данных быстрорастущей отраслью. Они являются огромной частью того, что позволяет нам жить современной, оцифрованной жизнью. И они являются важными факторами, способствующими более эффективным услугам и переходу к зеленой экономике. Например, сокращение количества поездок за счет более широкого использования электронных собраний и использование интеллектуальных технологий, делающих нашу жизнь более экологичной и комфортной.
Но есть и обратная сторона медали: центры обработки данных потребляют огромное количество энергии.
Они уже потребляют более 2% мировой электроэнергии и на их долю приходится 2% мировых выбросов CO 2. Это эквивалентно всей авиационной отрасли в мире. Это резко контрастирует с целью European Green Deal по обеспечению климатической нейтральности центров обработки данных к 2030 году.
Центры обработки данных должны уменьшить свое воздействие на климат, если мы хотим смягчить последствия изменения климата и соблюдать нормирование выбросов в атмосферу. И многие смотрят на Норвегию как на место, где для этого есть как инфраструктура, так и природные ресурсы.
Что такое дата-центр?
Центр обработки данных — это, по сути, выделенное пространство, используемое для размещения компьютерных систем для обработки, распределения и хранения данных. Типичный центр обработки данных состоит из ИТ-оборудования, такого как серверы, сетевого оборудования, такого как маршрутизаторы и коммутаторы, а также систем хранения.
Обычно это организовано в виде секционных стоек, которые расположены в проходах, как показано на рисунке ниже. Кроме того, в дата-центрах находятся системы охлаждения и вентиляции, резервного электроснабжения, безопасности, противопожарной защиты и мониторинга.
Как центры обработки данных могут стать более энергоэффективными, чем сегодня?
Как и устройству, на котором вы читаете эту статью, дата-центрам для работы требуется электричество. Им просто нужно НАМНОГО больше. И точно так же, как на вашем компьютере есть вентилятор, чтобы предотвратить его перегрев, центрам обработки данных нужна система охлаждения.
С точки зрения воздействия на климат потребность в энергии и охлаждении не является проблемой сама по себе. Проблема в том, что системы охлаждения большинства центров обработки данных неэффективны и потребляют ненужное количество энергии. А тепло, отводимое системой охлаждения, может быть ценным ресурсом, но редко используется ни для чего.
Вдобавок ко всему, большинство центров обработки данных используют невозобновляемые источники электроэнергии, а это значит, что есть большая вероятность, что ваша следующая видеовстреча будет работать на угле, нефти или газе. Даже если вы посещаете встречу с помощью мобильного устройства или компьютера, питающегося, например, водой, ветром или солнечной энергией.
Но что, если бы видеовстреча транслировалась с сервера, работающего от воды или ветра, с более энергоэффективным охлаждением и с использованием отработанного тепла? Давайте подробнее рассмотрим, как центры обработки данных могут превратиться из врага климата в своего друга, и почему многие думают, что Норвегия может быть идеальным местом для их строительства.
Преимущества и проблемы с дата-центрами в Норвегии
География и природные ресурсы Норвегии позволили ей стать крупным производителем возобновляемой энергии. Фактически, 98% электроэнергии в Норвегии производится из возобновляемых источников, а цены на электроэнергию в стране одни из самых низких в Европе. Кроме того, прохладный климат обеспечивает как очень эффективное охлаждение, так и большой потенциал использования отходящего тепла.
Эти преимущества не остались незамеченными отраслью, привлекая ведущие компании в области центров обработки данных, такие как Microsoft и Facebook. Это может способствовать появлению новой норвежской промышленности.
Но рост индустрии центров обработки данных в Норвегии не обойдется без проблем, и Норвегии придется делать больше, чем просто полагаться на свои природные ресурсы.
Потребность в увеличении производства возобновляемой энергии будет увеличиваться: по оценке Норвежского управления водных ресурсов и энергетики, потребление электроэнергии из центров обработки данных вырастет с 0,8 ТВтч в 2019 году до 3–11 ТВтч в 2040 году. мощность в электросети. Повышенный спрос со стороны различных потребителей, таких как новые развивающиеся наземные отрасли, такие как производство аккумуляторов, электрификация морских нефтегазовых платформ, и повышенный спрос со стороны домашних хозяйств, например, на зарядку электромобилей, вызывает необходимость увеличения электрической мощности. В этом аспекте на центры обработки данных приходится большая доля возросшего спроса:в период с 2018 по 2019 год около 50% новых запросов на подключение к электросети поступало из центров обработки данных.
Так почему же центры обработки данных так энергоемки?
Простой ответ — вычислительная мощность и охлаждение.
Серверы требуют большого количества энергии для вычислений. Эта энергия рассеивается в виде тепла на относительно небольшой площади. А поскольку ИТ-оборудование чувствительно к высоким температурам, тепло необходимо постоянно отводить.
Как показано на рисунке выше, потребность в энергии для охлаждения обычно составляет большую долю от общего энергопотребления в центрах обработки данных.
Потребность в энергии для охлаждения зависит от нескольких факторов, например, от решения для охлаждения и расположения центра обработки данных. То есть более холодный климат приводит к снижению потребности в энергии за счет охлаждения.
Эффективность использования энергии (PUE)
Метрика, которая часто используется для описания эффективности центров обработки данных. Он связывает общее энергопотребление центров обработки данных с энергопотреблением ИТ-оборудования:
PUE = (общее энергопотребление центра обработки данных)/(энергопотребление ИТ-оборудования)
Эффективность центров обработки данных часто описывается их значениями PUE. Эффективные центры обработки данных могут достигать значений PUE ниже 1,2. Однако легче достичь низких значений при более низкой температуре окружающей среды, так как на механические холодильные системы необходимо тратить мало энергии или не тратить ее вовсе. Это означает, что центры обработки данных, расположенные в странах Северной Европы, имеют естественное преимущество.
Тем не менее, исследование показало, что центры обработки данных в Скандинавии достигают среднего показателя PUE 1,71, что указывает на то, что еще есть значительные возможности для повышения энергоэффективности. Это можно сделать, выбрав более эффективные технологии охлаждения.
Продолжение:
2021-11-23T20:58:33
Сервер
