Urtetan, ren istorioadatu-zentroaenergia-kontsumoak aurreikus daitekeen arku bati jarraitu zion. Digitalizazioa hazten ari zen, noski, baina zerbitzari hobeak, birtualizazioak eta hodei-finkatzeak lortutako efizientzia irabaziek elektrizitate-erabilera oso lausoa mantendu zuten. Datu-zentroen energia-eskari globala elektrizitate-kontsumo osoaren ehuneko 1 inguruan ibili zen (200 terawatt-ordu inguru urtean) hamarkada baten zatirik handienaz.

Aro hori amaitzen ari da.

Sorkuntzako AI, kriptografia-moneta meatzaritza, ertzetako informatika eta konektatutako gailuen hazkunde esponentzialak efizientzia kurba zaharra hautsi du. Industriaren kalkuluen arabera, datu-zentroen potentzia-eskaria hazten ari da 2000ko hamarkadaren hasieratik ikusi gabeko urteko tasekin. Eskualde batzuetan - Irlanda, Ipar Virginia, Singapur - datu-zentroek elektrizitate-kontsumo osoaren ehuneko 15 eta 25 hartzen dute dagoeneko, eta erregulatzaileak eraikuntza berriei moratoria ezartzera behartzen ditu.

Atzealde horren aurrean, garai batean xehetasun teknikoak ziruditen azpiegitura-aukerak —hozte-arkitektura, elektrizitate-banaketaren topologia, rack-dentsitatearen plangintza— kontseiluko erabakiak bihurtu dira. Energia-kostua jada ez da lerro-elementu bat. Hazkunderako muga bat da.

Dena aldatu zuen metrika sinplea

Power Usage Effectiveness edo PUE izan da ia bi hamarkadaz datu zentroen industriaren eraginkortasun-neurri estandarra. Ratio sinple bat da: instalazioen potentzia osoa IT ekipoen potentziarekin banatuta.

2.0-ko PUE batek esan nahi du zerbitzariak eta biltegiratze elikatzen dituen watt bakoitzeko, beste watt bat hozte, argiztapen, potentzia-bihurketa galerak eta gainontzeko gastuetara doazela. 1,2ko PUE batek esan nahi du gainkostuak 0,2 watt soilik kontsumitzen dituela IT watt bakoitzeko.

Industriak PUEn oinarritutako mailak onartu ditu:

Arazoa da erakunde askok ez dutela benetan PUE ezagutzen. Estimatzen dute. Asmatzen dute. Edo kontagailu nagusian bakarrik neurtzen dute eta gainerakoa hartzen dute.

2023ko industriako inkesta batek aurkitu zuen datu-zentroko operadoreen ia 40k ez zuela inoiz PUE neurtu rack mailan. Egin zutenen artean, jakinarazitako eta benetako PUE arteko hedapena 0,3 puntukoa izan zen batez beste, nahikoa instalazio bat Urretik Zilarrera eramateko inor ohartu gabe.

Boterea benetan nora doa

PUE zergatik aldatzen den hain zabala ulertzea datu-zentro batetik potentzia non uzten duen aztertzen hasten da.

1.8 inguruko PUEa duen airez hoztutako instalazio tipiko batean, matxura gutxi gorabehera honelakoa da:

• Ekipamendu informatikoak (zerbitzariak, biltegiratzea, sareak): ehuneko 55-60
• Hozte (CRAC/CRAH unitateak, hozgailuak, ponpak, hozgailu lehorrak): ehuneko 30-35
• Potentzia banaketa (UPS, transformadoreak, PDU galerak): ehuneko 5-8
• Argiztapena eta beste instalazioen kargak: ehuneko 2-4

Hozte-karga da aldagai handiena. Klima epeleko instalazioak kanpoko airea hozteko doako hozterako erabiltzen duen instalazio batek informatika ez den potentziaren ehuneko 15 baino ez gasta dezake hozteko. Urte osoan hozte mekanikoa duen klima tropikaleko instalazio berdinak ehuneko 40 gasta dezake.

Horregatik, kokapen-hornitzaileek PUE iragartzen dute instalazioen mailan, baina bezeroaren neurgailuan ematen dute PUE: kopuru desberdinak, ondorio desberdinak. Bezeroak ordaintzen du hori guztia.

Tradiziotik Hodeiko Eskalarako Azpiegiturara

Datu zentroen kudeaketa tradizionalak ingurune nahiko estatikoa suposatzen zuen. Hilabeteetan edo urtetan bete ziren bastidoreak. Hoztea poliki-poliki doi daiteke. Energia banaketa handiegia izan zen lehen egunetik.

Hodeiaren garaiak hipotesiak aldatu zituen. Racks egun betetzen dira orain. Lan-kargak automatikoki aldatzen dira zerbitzarietan. Dentsitate handiko AI klusterrak ondoko erabilera orokorreko konputagailuen potentzia hirukoitza har dezake.

Aldaketa hauek azpiegituren kudeaketa birplanteatzea behartu dute. Hiru joera nabarmentzen dira.

Lehenik eta behin, dentsitatea modu irregularrean hazten ari da.Duela hamarkada bat zerbitzariaren rack estandarrak 5-8 kilowatt ateratzen zituen. Gaur egun, erabilera orokorreko rackek 10-15 kilowatt hartzen dituzte. Errendimendu handiko informatika eta AI trebakuntzako rack-ek 30 kilowatt gainditzen dituzte rack bakoitzeko. Batzuk 50 kilowatt gainditzen dituzte.

Horrek kudeaketa termikoaren erronkak sortzen ditu, aire hozteak konpontzen ahalegintzen direnak. Rack bakoitzeko 20 kilowatt-ekin, aire hozteak eraginkorra izaten jarraitzen du edukitze egokiarekin. 30 kilowatt-ekin, marjinal bihurtzen da. 40 kilowatt-ekin eta gehiagorekin, hozte likidoa hautazkotik beharrezko izatera pasatzen da.

Bigarrenik, gaitasunaren plangintza iragarle bihurtu da.Metodo zaharrak - erosi behar baino edukiera gehiago eta utzi inaktibo egon - jada ez du funtzionatzen eskalan. Ahalmen inaktiboak kapital-kostua eta etengabeko mantentze-kostua ditu.

Azpiegitura kudeatzeko sistema modernoek datu historikoak eta lan-kargaren aurreikuspena erabiltzen dute energia, hozte edo rack-ko espazioa noiz agortuko den aurreikusteko. Sistema onenek gomenda dezakete lehendik dagoen ahalmena birkonfiguratu edo hardware berria eskatu, egun edo asteetan murrizketa kritikoa bihurtu baino lehen.

Hirugarrenik, ikusgarritasun eskakizunak expankatu.Datu-zentro tradizional batek PDU mailan potentziaren jarraipena egin dezake. Instalazio moderno batek ikusgarritasuna behar du rack-mailan, batzuetan zerbitzari-mailan, eta gero eta gehiago lan-karga-mailan - zein makina birtual edo edukiontzi gidatzen duen jakitea zein energia ateratzen duen.

DCIM geruza: zer egiten duen benetan

Datu Zentroko AzpiegituraKudeaketa (DCIM) softwarea hamarkada bat baino gehiago egon da, baina adopzioak irregularra izaten jarraitzen du. Enpresako datu-zentroen erdiek baino gutxiagok DCIM sistema osoa zabaldu dute. Askok bere gaitasunen zati bat baino ez zuten erabiltzen.

Behar bezala inplementatutako DCIM sistema batek lau gauza egiten ditu:

Aktiboen kudeaketa.Zerbitzari, etengailu, PDU eta hozte-unitate bakoitza konfigurazio-kudeaketako datu-base batean (CMDB) jarraipena egiten da. Kokapena, potentzia-kalifikazioa, sare-konexioak, mantentze-historia - dena. Oinarrizkoa dirudi, baina erakunde askok eguneratzeen artean hilabeteak igarotzen dituzten aktiboak jarraitzen jarraitzen dute kalkulu-orrietan.

Denbora errealeko jarraipena.PDU edo rack mailan, tenperatura eta hezetasuna hornidura eta itzulera puntuetan, hozte sistemaren egoera, UPSaren bateriaren osasuna. Alarmak parametroak ezarpen-puntuetatik aldentzen direnean abiarazten dira. Arazoak geldialdiak eragin baino lehen detektatzea da helburua.

Ahalmenaren plangintza.Sistemak badaki zenbat potentzia eta hozte ahalmen dagoen eskuragarri, zenbat erabiltzen den eta zenbat erreserbatuta dagoen etorkizuneko inplementaziorako. Dentsitate handiko rack berri bat gehitzeak edo zerbitzari zaharren multzo bat erretiratzeak duen eragina modelatu dezake.

Bistaratzea.Datu-zentroaren biki digital batek — rackz rack, fitxaz fitxa — egungo baldintzak erakusten ditu eta operadoreei aldaketak simulatzeko aukera ematen die. Hirugarren ilarari, laugarren zutabeari 10 kilowatt karga gehituz: hozte ahalmena gainditzen al du horrek? Sistemak erantzuten du inork ekipoak mugitu aurretik.

Benetan funtzionatzen duen eraginkortasun matematika

Datu zentroen energia-kontsumoa murriztea ez da misteriotsua. Metodoak ondo ulertzen dira. Erronka ezarpen diziplina da.

Igo ezazu hornikuntzako airearen tenperatura.Datu-zentro gehienak hotz egiten dira - 18 eta 20 gradu Celsius artean hozte-unitatearen bueltan - hori da operadoreek beti egin dutena. ASHRAE jarraibideek orain 24 eta 27 gradu gomendatzen dituzte. Graduko igoera bakoitzak hozte-energia gutxi gorabehera ehuneko 4 murrizten du. 20 graduren ordez 26 gradutan ibiltzeak hozte potentziaren ehuneko 20-25 aurrezten du.

Ezabatu aire beroa eta hotza nahastea.Pasabide beroak, hotzak edo ihes-hodi bertikalak hozte-airea behar den lekura joan behar izaten dute bastidoreen aurrealdetik bizikleta laburrean ibili beharrean. Eusteak bakarrik hozte-energia ehuneko 15-25 murrizten du normalean.

Erabili abiadura aldakorreko unitateak.Abiadura konstanteko haizagailuek eta ponpek energia xahutzen dute karga partzialean. Abiadura aldakorreko unitateek aire-fluxua eta ur-emaria benetako eskariarekin bat egiten dute. Berrikuntzaren amortizazio epeak 1-3 urte izaten dira.

Optimizatu UPS funtzionamendua.UPS sistema gehienek bihurtze bikoitzeko moduan funtzionatzen dute etengabe: AC DC-ra eta AC-ra itzultzen dute, zerbitzu-energia garbia izanda ere. UPS sistema modernoak ekomodura alda daitezke energiaren kalitateak baimentzen duenean, ehuneko 99ko eraginkortasuna lortuz, ehuneko 94-96aren ordez. Konpromisoa bateriara transferitzeko denbora laburra da, zerbitzuen energia huts egiten bada. Transferentziak horretarako diseinatutako elikadura-iturridun karga informatikoetarako, arriskua txikia da.

Tentsio handiagoko banaketa hartzea.Potentzia 415 V-tan banatzeak 208 V beharrean, banaketa-galerak ehuneko 25 gutxi gorabehera murrizten ditu. Honek PDU bateragarriak eta zerbitzariaren elikadura-iturri behar ditu, baina gailu moderno askok onartzen dute.

Nolakoa den mundu errealeko eraginkortasuna

Shangyu CPSY konpainia, goi-teknologiako enpresa batek datu-zentroen azpiegituran arreta jarrita, 1.3-ko PUE-ren berri ematen du bere datu-zentroko soluzio modularetarako. Horrek konpainia Urrezko mailan kokatzen du, Platinorantz mugituz.

Erreklamatutako ehuneko 25eko energia aurreztea diseinu konbentzionalekin alderatuta faktore anitzetatik dator. Sistema mailan ehuneko 97,4ko eraginkortasuna duten UPS sistema modularrek, bestela, ehuneko 15-20 bitartean funtzionatzen duten banaketa-galerak murrizten dituzte. Abiadura aldakorreko konpresoreak eta EC haizagailuak dituzten doitasuneko aire girotuak hozte-irteera doitzen dute benetako bero-kargarekin bat etor dadin, ahalmen finkoarekin ibiltzea baino. Eta diseinu fisikoak - korridore beroa edukitzea, rack-tarte optimoa, tamaina egokiko baldosa zulatuekin zoru altxatua - bestela eraginkorrak diren instalazio asko ahultzen dituen aire-fluxuaren kudeaketari aurre egiten dio.

Enpresaren ziurtapen-zorroak ISO 9001 (kalitatearen kudeaketa) eta ISO 27001 (informazioaren segurtasunaren kudeaketa) barne hartzen ditu. Bere bezeroen inplementazioen artean Huawei, ZTE eta Inspur-ekin lankidetzak daude, Estatu Batuetan, Erresuma Batuan, Alemanian, Frantzian eta Australian esportatzeko instalazioekin.

Hozte likidoa non sartzen den irudian

Urte askotan, hozte likidoa superkonputazio zentroetarako nitxoko teknologia izan zen. Hori azkar aldatzen ari da.

NVIDIA H100 edo datozen B200 GPUak erabiltzen dituzten AI prestakuntza-klusterrak 30-50 kilowatt sortzen dituzte rack bakoitzeko, aire hutsean hoztutako konfigurazioetan. Dentsitate horietan, airea hozteak aire-fluxu-tasa handiak behar ditu: haizagailu ozenak, bastidore sakonak eta oraindik ere kontrol termiko marjinalak.

Zuzeneko txiparen hozte likidoa beroaren ehuneko 60-80 kentzen du iturrian. Txipak freskoago ibiltzen dira. Zaleak motelago doaz. Gelako aire girotuak elikatze-iturri, memoria eta beste osagai batzuen gainerako beroa bakarrik kudeatzen du.

Eraginkortasuna irabaztea nabarmena da. Zuzeneko txiparen hoztea duten instalazioek 1,1 eta 1,2 arteko PUE balioak ematen dituzte. Konpromisoak kapital-kostu handiagoa, ihesen kudeaketa konplexuagoa eta instalazio-mailako ur-tratamenduaren beharra dira.

Murgiltze osoa hozteak - zerbitzari osoak fluido dielektrikoetan murgiltzeak - PUE 1.1 azpitik bultzatzen du, baina espezializatua izaten jarraitzen du. Datu-zentro komertzial gehienek zuzeneko txiparen hoztea hartuko dute lehenik, gero dentsitate handiko zona zehatzetarako murgiltzea.

SHANGYU datu-zentroko plataformak aireko eta likidoko hozte-arkitekturaren hornidurak biltzen ditu, etorkizuneko dentsitate handiko inplementazioek fluidoetan oinarritutako kudeaketa termikoa beharko dutela aintzat hartuta instalazioen diseinua edozein dela ere.

Kudeaketa hutsunea: erreaktibotik iragarlera

Datu zentroko operazio talde gehienek erreaktiboki lan egiten dute oraindik. Alarma batek jotzen du. Norbaitek ikertzen du. Konponketa bat aplikatzen da. Zikloa errepikatzen da.

Kudeaketa iragarlerako trantsizioak erakunde askok falta dituzten hiru gaitasun behar ditu.

Konfigurazio-datuak osatu.Datu-zentroan zer dagoen jakitea - zerbitzari bakoitza, etengailu bakoitza, PDU bakoitza, hozte-unitate bakoitza - da oinarria. CMDB datu zehatzik gabe, gaitasunaren plangintza asmakizuna da.

Telemetria granularra.Rack-mailako potentzia neurtzea minimoa da. Zerbitzari bakoitzeko potentzia neurtzea hobea da. Lan-karga-mailako potentzia esleitzea da onena, baina lortzeko zailena.

Seinalea zaratatik bereizten duten analitikak.Rack batean tenperatura igotzeak haizagailu hutsa izan dezakeela esan nahi du. Datu-zentroaren erdian tenperatura igotzeak hozkailuaren hutsegite bat ekar dezake. Sistemak erantzunak bereizi eta gomendatu behar ditu horren arabera.

SHANGYU-ren DCIM plataformak SNMP eta Modbus gailuen euskarria, web-oinarritutako eta Windows aplikazioen interfazeak eta sareko kamerekin integratzen ditu gertaerak abiarazitako irudietarako. Adierazitako helburuak zuzenak dira: geldialdi-denbora garestiak murriztea, eguneroko funtzionamendu-kostuak murriztea ingurumen-kontrol osoa erabiliz eta kudeaketaren ikusgarritasuna eta trazabilitatea hobetzea.

Zergatik axola hau Datu Zentroko solairutik haratago

Datu zentroen energia-kontsumoa elektrizitate-eskari globalaren ehuneko 1 inguru da. Kopuru hori txikia da testuinguruan jarri arte. Erresuma Batuko elektrizitate-kontsumo osoaren baliokidea da gutxi gorabehera.

Are garrantzitsuagoa dena, hazkunde-tasa bizkortzen ari da. Industriaren proiekzioek erakusten dute datu-zentroen potentzia-eskaria ehuneko 10-15ean haziz joango dela 2030era arte, AI, hodeia hartzeak eta konektatutako gailuen etengabeko hedapenak bultzatuta. Tasa horretan, datu-zentroek munduko elektrizitatearen ehuneko 3-4 kontsumituko lukete hamarkada amaierarako.

Aurreko hamarkadan energia-kontsumoa berdin mantendu zuten eraginkortasun-irabaziak zerbitzariaren birtualizazioa (zerbitzari fisikoen kopurua murriztea), disko-eraginkortasuna hobetzea (biratze-diskoetatik SSDetara pasatzea) eta doako hoztearen hedapen zabala (kanpoko airea erabiliz, hozte mekanikoaren ordez). Fruta baxu horiek jaso dira neurri handi batean.

Hurrengo eraginkortasun-olatua hozte likidotik, tentsio handiagoko banaketatik, AI optimizatutako hozte-kontroletatik eta, agian garrantzitsuena, azpiegituren ahalmenaren eta benetako IT kargaren arteko lerrokatze hobea izango da. Azken pieza horrek DCIM sistemek eskaintzen duten baina instalazio gutxik guztiz erabiltzen duten denbora errealeko ikusgarritasuna eta analisi iragarle mota behar ditu.

Zure azpiegiturari buruz egitea merezi duten galdera batzuk

Badakizu zure benetako PUE, ez zehaztapen-orrian dagoen zenbakia?UPS irteeran eta ekipo informatikoaren sarreran neurtu ez baduzu, ez dakizu. Aldea zure benetako gainkostua da.

Zure hozte sistemak elkarren aurka borrokatzen al dira?Datu-zentro askotan, CRAC unitateak tenperatura- eta hezetasun-banda gainjarriekin ezartzen dira. Unitate batek hezetzen du beste batek hezetzen duen bitartean. Bat hozten da bestea berriz berotzen den bitartean. Hau ez da arraroa. Ez da eraginkorra ere.

Zein da zure zerbitzarien inaktiboen potentzia?Industriako datuek erakusten dute enpresa-zerbitzari tipikoek beren potentzia gailurraren ehuneko 30-40 ateratzen dutela ezer egiten ez dutenean. Erabiltzen ez diren zerbitzariak itzaltzea edo lotan jartzea da eskuragarri dagoen ROI eraginkortasun-neurririk handiena. Gehien ahaztutakoa ere bada.

Zure hornikuntza-airearen tenperatura bi gradu igo al zenuke ekipoaren zehaztapenak urratu gabe?Litekeena da bai. Ekipamendu gehienek 25-27 graduko sarrera-tenperaturetarako balio dute. Datu-zentro gehienak 20-22 gradutan ibiltzen dira. Sei graduko tarte horrek alferrikako hozte-energiaren urteak adierazten ditu.

Noiz izan zen zure UPSaren eraginkortasuna balioztatu zenuen azken aldia?Plakaren eraginkortasuna karga osoan neurtzen da potentzia-faktore perfektuarekin. Mundu errealeko eraginkortasuna karga partzialean mundu errealeko potentzia-faktorearekin 5-10 puntu txikiagoa izan daiteke.