Автор: Владимир Мешалкин. Рубрики: Центр обработки данных. Опубликовано: Июнь 5th, 2009

Изначально термин «зеленый» имел сугубо экологическое значение и применялся для описания деятельности без ущерба для окружающей среды. Однако, в ИТ-сфере, где «зеленые» решения в основном направлены на снижение потребляемой энергии, подразумевается и стремление достичь высоких экономических показателей. Экология и экономика тут тесно связаны: снижение потребления электроэнергии приводит к сокращению выбросов углекислого газа, образующегося при ее выработке. Таким образом, «озеленение» становится поиском оптимальных путей для решения одной из главнейших задач построения современных ИТ-инфраструктур — снижения затрат на потребляемую электроэнергию. Под словом «зеленый» однозначно понимается «энергетически эффективный», что становится обоснованным термином для большинства управленцев.

Сегодняшние ресурсоемкие приложения и обрабатываемые объемы данных требуют от аппаратуры все большей производительности. И при наращивании производительности энергопотребление является одним из мощных сдерживающих факторов. На практике каждый сервер требует электроэнергии в 2-2,5 раза больше по сравнению с номинальным значением. Столько же, сколько и на сам сервер, тратится на отвод тепла, еще есть источники питания, освещение, инженерные системы. В результате получается, что КПД ЦОД редко превышает 30%. К слову, по оценкам аналитиков, за последние 10 лет энергопотребление на единицу вычислительной площади возросло в 10 раз. Сложившаяся ситуация ставит перед производителями задачу разработки энергосберегающих технологий для вычислительных комплексов и решений по оптимизации работы систем охлаждения, — именно эти классы оборудования являются основными потребителями энергии.

Здесь мы не будем останавливаться на решениях с применением альтернативных источников энергии, таких как, например, энергия солнца или ветра, хотя и подобные эксперименты проводятся. Сейчас в мире существует по крайней мере один ЦОД, работающий на солнечной энергии, но это пока скорее исключение, нежели правило. Реалии российского климата не позволяют в полной мере получить отдачу от таких решений, а входной билет стоит слишком дорого. Рассмотрим, какими путями можно достичь снижения потребления электрической энергии.

В первую очередь, стоит отметить, что подход должен быть комплексным: не получится взять отдельный компонент, улучшить его и незамедлительно получить результат. Так, приобретение сервера с низкопотребляющим процессором не приведет к нужному результату, если система кондиционирования морально устарела и не может эффективно управлять воздушными потоками.

Собственно, низкопотребляющие микропроцессоры — первое из перечисляемых  решений. С каждым годом производители процессоров Intel и AMD наращивают мощности кристаллов, добавляя ядра, стараются уменьшить энергопотребление, вводят в обиход новые технологии, такие как, уменьшение тактовых частот при простоях, и отключение от питания незадействованных в данный момент компонентов, позволяющих снизить общий уровень потребления энергии. Корпорации Intel, например, удалось увеличить производительность новых четырехядерных процессоров на ватт мощности более чем в 2 раза по сравнению с двухъядерными процессорами предыдущего поколения.

Повышение рентабельности сети хранения данных вместо покупки новой дисковой стойки также положительно сказывается на потреблении электричества. В большинстве ЦОД идентичная информация хранится более чем в одном месте, причем не с целью обеспечения высокой доступности, а исторически или в связи с отсутствием принятых к исполнению политик хранения данных. Устранить ненужную в данном случае избыточность данных позволяет дедубликация. Подавляющее большинство производителей систем хранения и библиотек данных обратили свое внимание на новую технологию, стоит выделить Data Domain, EMC/Avamar, IBM/Diligent Technologies. Сейчас, с проявлением повышенного интереса к виртуальным ленточным библиотекам, технология дедубликации получила новый виток развития.

Вместо стандартных стоечных серверов можно и нужно использовать модульные шасси с серверами-лезвиями. Это позволяет снизить не только потребление энергии, но и операционные расходы на поддержку инфраструктуры, одновременно значительно увеличив плотность вычислительных ресурсов без потери производительности. Использование blade-серверов вместо их стоечных аналогов, по оценкам экспертов, приводит к сокращению потребления электроэнергии до 30%. В арсенале ведущих игроков рынка серверных решений присутствуют линейки таких серверов — HP Blade System, IBM BladeCenter, SUN Blade, FSC Blade и другие.

Что касается решений по отводу тепла, то известным альтернативным воздушному методом является система водяного охлаждения. По количеству отводимого тепла такая система эффективнее в 4-5 раз, но требуют повышенного внимания как во время монтажа, так и в процессе эксплуатации, достаточно дорога и может быть использована не во всех случаях. Поэтому, хочется упомянуть другой способ решения проблемы. Интересной разработкой является, например, технология HP Dynamic Smart Cooling (DSC), обеспечивающая по оценкам разработчиков от 20 до 40% экономии расходов на электричество методом размещения на стойках с оборудованием нескольких температурных датчиков, непрерывно передающих информацию для регулирования работы системы кондиционирования. Производители серверов уделили максимум внимания проблеме вентиляции внутри серверов и blade-шасси, обеспечив высокую эффективность обдува с низким потреблением энергии за счет динамического регулирования скорости воздушного потока на основе данных о загрузке системы. Стоит отметить такие инициативы как IBM CoolBlue — набор из серверных блоков питания с большим КПД, улучшенной системы воздушного обмена внутри серверной стоки и самого оборудования Calibrated Vector Cooling и специализированное ПО управления.

Развернутые системы управления и автоматизации позволяют динамически подключать и отключать компоненты вычислительной инфраструктуры, обеспечивая только сиюминутно необходимый уровень производительности, а не расходуя энергию на нагрев воздуха, дополняя известную поговорку «что работает — лучше не трогать» второй частью: «а что не работает — лучше выключить». Существующие технологические решения позволяют автоматически, следуя заданным политикам и показателям, управлять потреблением электроэнергии, выключая или переводя в спящий режим неиспользуемое серверное оборудование. Решения Scalent Systems позволяют реагировать на изменения потребностей в производительности и данамически добавлять или удалять вычислительные мощности, приводя общую структуру ЦОД к наименьшему потреблению электроэнергии.

Эффективным решением задачи оптимизации расхода электроэнергии является и технология виртуализации. Не секрет, что вычислительные мощности обычных ЦОД используются не более чем на 20-30%, а серверное оборудование, между тем, требует электричества как для своей работы, так и для охлаждения, а также площадей для размещения и времени на обслуживание. На практике, применяя консолидацию, возможно на 50% и более сократить парк или предотвратить закупку нового серверного оборудования, что заметно сказывается на потреблении электричества и занимаемой площади, а также неуклонно приводит к снижению других операционных расходов на поддержку инфраструктуры. Интересным решением, реально экономящим электричество может выступать технология VMware Distributed Power Mangement (DPM), переводящая в часы наименьшей загрузки (например ночью) часть виртуальных машин на другие хосты, образуя неиспользуемое оборудование, которое может быть выключено до наступления следующего рабочего дня или возникновения потребностей в повышении производительности.

Пока стоимость электроэнергии в России  относительно невелика, трудно представить повальное увлечение новейшими дорогостоящими технологиями. Однако дефицит мощностей, в первую очередь, в крупных городах, и ненадежность устаревающих инфраструктур передачи энергии могут стать толчками к внедрению технологий энергосбережения, а постепенно накапливаемый российскими специалистами опыт внедрения и снижение стоимости первоначальных вложений окажутся катализатором процесса.


Статья опубликована в сентябрьском номере журнала «Сети» за 2008 год  (http://osp.ru/nets/2008/11/5435714/)

Поделиться

Опубликовать в Facebook
Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники
Опубликовать в Яндекс

Мы в социальных сетях

Читать ProITClub в TwitterЧитать ProITClub в RSSЧитать ProITClub в п&##1086;чтовой подпискеЧитать ProITClub в Живом ЖурналеЧитать ProITClub в LinkedInЧитать ProITClub в LinkedIn
Вы можете оставить комментарий, или поставить трэкбек со своего сайта.

Написать комментарий

Вы должны войти чтобы добавить сообщение.