Исследования HP Labs в области дата-центров с нулевым потреблением энергии от электросети общего пользования (Net-Zero Datacenter)могут способствовать повышению эффективности функционирования cуществующих ЦОДов.
Стремление к повышению энергоэффективности дата-центров привело к созданию более эффективных технологий электропитания и охлаждения их оборудования. Тем временем HP Labs осваивают подход, позволяющий строить дата-центры, которые не оказывают влияние на общие энергозатраты в общей электросети. В лаборатории верят, что благодаря применению соответствующих практик и технологий при конструировании и эксплуатации дата-центров можно добиться того, что их суммарное энергопотребление от общей сети в течение срока жизни будет равно нулю, срок окупаемости составит два года и при этом будут удовлетворены требования договоров об уровне обслуживания.
В упрощенном виде данный подход предполагает включение в состав дата-центра собственного электрогенератора на основе возобновляемых источников энергии и использование специального программного обеспечения, управляющего подачей энергии в дата-центр и согласовывающей ее с текущей ИТ-нагрузкой. Цель разрабатываемой в HP Labs модели заключается в том, чтобы свести потребление от внешней электросети за время существования дата-центра к нулю. Для этого необходимо обеспечить баланс между потребляемой от общей сети энергией и отдаваемой в нее, что в реальных условиях сделать гораздо труднее, чем могло бы показаться.
Архитектура предлагаемого решения складывается из четырех модулей:
- Прогноз;
- Планирование;
- Исполнение;
- Верификация и выдача отчета.
Модуль прогнозирования позволяет на основе аналитики предсказать наперед имеющийся запас электроэнергии и ожидаемый объем ИТ-нагрузки. Модуль планирования распределяет нагрузку по времени в зависимости от доступной на каждый конкретный момент мощности питания. Исполнительный модуль управляет подачей энергии в реальном масштабе времени в соответствии с ИТ-нагрузкой. Модуль верификации и отчета выявляет рассогласование в работе модулей планирования и исполнения с целью более тщательного согласования энергетических ресурсов и потребности в питании ИТ-нагрузки, дабы обеспечить достижение целей по расходу электроэнергии и в то же время удовлетворить потребности в питании оборудования.
Данная концепция была протестирована HP Labs на собранной в Пало-Альто демонстрационной установке. В ней применено естественное воздушное охлаждение, а функции внутреннего генератора энергии выполняет массив фотоэлементов. Установка подключена к общей электросети на случай, если питания от фотоэлементов не хватает, и снабжена механическим чиллером, позволяющим улучшить ее охлаждение.
Благодаря применению фотоэлементов программные модули прогнозирования и управления ИТ-нагрузкой подвергаются серьезному испытанию, поскольку объем генерируемой энергии варьируется в зависимости от изменения освещенности фотоэлементов. Это позволяет сотрудникам HP Labs более тщательно отработать алгоритмы прогнозирования и распределения нагрузки, поскольку в данном случае ситуация оказывается менее определенной, чем, например, при использовании био-газовой установки, которая выдает более стабильный уровень энергии.
На установке также отрабатываются подходы, позволяющие повысить уровень загрузки серверов (вплоть до 90%, тогда как в реальных дата-центрах многие серверы загружены лишь на 30% ) за счет динамического предоставления серверов и приложений и простого отключения излишних серверов.
Создание дата-центра с нулевым потреблением от общей электросети предполагает полную переработку принципов проектирования и функционирования таких дата-центров. Собранная HP Labs демонстрационная установка показывает лишь возможности, которые открываются при таком подходе, и не является прототипом реального дата-центра. Однако концепции, разрабатываемые в рамках данного подхода, особенно в отношении управления функционированием приложений и систем, могут оказаться применимыми и к существующим дата-центрам. Будет интересно посмотреть, что удастся сделать инженерам HP.
