Оборудование и энергоэффективность для центров обработки данных

В центре обработки данных малейший сбой в электроснабжении или системе охлаждения может привести к значительным убыткам. Поэтому для управления всеми установками крайне важно использовать надежное оборудование и точные измерительные системы.

Распределение энергопотребления в центре обработки данных показывает, что на серверы приходится около 50 % общего потребления, на охлаждение — около 30 %, а на освещение и прочие нужды — около 7 %. Энергопотребление центров обработки данных в основном обусловлено непрерывной работой серверов, охлаждением оборудования и системами безопасности.

Решения Fuji Electric позволяют:

• Отслеживать потребление энергии
• Повышение общей энергоэффективности
• Обеспечить отслеживаемость и соответствие установки требованиям

Центры обработки данных, или дата-центры, являются ядром глобальной цифровой экосистемы. Они обеспечивают хранение, обработку и передачу огромных объемов данных для компаний, организаций и частных лиц. Являясь настоящими опорами цифровой экономики, эти инфраструктуры обеспечивают доступ к вычислительным ресурсам через Интернет, способствуя тем самым развитию искусственного интеллекта, облачных вычислений и критически важных приложений.

Безопасность данных и доступность сервисов являются абсолютными приоритетами для центров обработки данных, которые должны гарантировать бесперебойную работу. Однако энергопотребление этих центров представляет собой серьезную проблему как с экономической, так и с экологической точки зрения. В условиях экспоненциального роста потребностей в хранении и обработке данных становится крайне важнымоптимизировать энергоменеджмент инфраструктур, чтобы ограничить их воздействие на ресурсы и окружающую среду, одновременно обеспечивая безопасность и надежность цифровых услуг.

Согласно последним данным, центры обработки данных потребляют от 2 до 3 % мирового объема электроэнергии, и к 2030 году эта доля может вырасти до 13 %. Также прогнозируется ежегодный рост мощностей центров обработки данных на 8 %, что приведет к увеличению потребления электроэнергии в 2–4 раза по сравнению с нынешними показателями.

Потребление энергии гипермасштабными дата-центрами, являющимися настоящими двигателями цифровой экономики, будет расти на 35 % в год до 2040 года. Во Франции на долю центров обработки данных приходится 2,5 % национального углеродного следа и 1 % мировых выбросов парниковых газов, связанных с энергетикой. Эти цифры подчеркивают важность учета воздействия центров обработки данных на окружающую среду и необходимость оптимизации их энергоэффективности для экономии средств и соблюдения требований ESG.

Электроснабжение является основной статьёй энергопотребления в центре обработки данных и представляет собой стратегическую задачу, имеющую как экономическое, так и техническое и экологическое значение. Центр обработки данных преобразует электроэнергию, поступающую из сети, в вычислительную мощность и тепловую энергию. При управлении электроснабжением крайне важно учитывать вопросы устойчивого развития и соблюдения нормативных требований. Энергопотребление центра обработки данных зависит, прежде всего, от размера объекта. Тем не менее, по оценкам, на серверы и системы охлаждения приходится около 80% энергопотребления центра обработки данных.

Процесс электроснабжения основан на структурированной цепочке, проходящей от общественной электросети или локальных источников до ИТ-нагрузок. В центре обработки данных под ИТ-нагрузками понимается совокупность всего компьютерного оборудования, непосредственно отвечающего за обработку, хранение и передачу данных: серверы, системы хранения данных и сетевое оборудование. На них приходится основная часть полезного потребления электроэнергии, напрямую связанного с цифровой деятельностью объекта.

Повышение плотности ИТ-оборудования приводит к значительному увеличению тепловых потоков. Действительно, системы охлаждения потребляют от 30% до 40% энергии, потребляемой центром обработки данных.

Системы охлаждения в центрах обработки данных играют ключевую роль в предотвращении перегрева серверов и поддержании стабильных температурных условий в IT-залах.

Неправильное регулирование температуры может привести к:

• Чрезмерное потребление энергии, связанное с неэффективной работой оборудования
• Сокращение срока службы ИТ-оборудования и электрооборудования
• Риски приостановки, ограничения или снижения производительности

В зависимости от архитектуры центра обработки данных охлаждение может осуществляться двумя основными взаимодополняющими способами: вентиляционное (воздушное) охлаждение и жидкостное охлаждение.

Кроме того, центры обработки данных выделяют значительное количество отработанного тепла. Это тепло можно использовать с пользой, в частности, в рамках проектов, дающих право на получение сертификатов энергосбережения. Таким образом, утилизация и повторное использование тепла, выделяемого центрами обработки данных, могут служить для обогрева расположенных поблизости офисов или жилых помещений, способствуя повышению общей энергоэффективности.

Централизованный мониторинг энергопотребления является основой оперативного управления центром обработки данных. Он позволяет собирать, обобщать и сопоставлять данные, поступающие от электрических, тепловых и систем контроля окружающей среды, с целью формирования комплексного, достоверного и пригодного для практического использования обзора состояния объекта.

Благодаря использованию полевых измерительных приборов и систем контроля энергетический мониторинг позволяет преобразовывать необработанные данные в оперативные показатели, полезные для эксплуатации.

В частности, она позволяет:

• Визуализация энергетических и эксплуатационных показателей центра обработки данных в режиме реального времени
• Мониторинг ключевых энергетических показателей
• Раннее выявление отклонений, аномалий и инцидентов, которые могут повлиять на эксплуатационную готовность или энергоэффективность

Слаженная интеграция данных, поступающих с датчиков, систем учета и полевого оборудования, имеет решающее значение для оптимизации эксплуатации, повышения надежности технических решений и устойчивого повышения энергоэффективности центра обработки данных.