Главная » Хабрахабр » Почему нельзя так просто взять и внедрить «зеленые» технологии в ЦОД

Почему нельзя так просто взять и внедрить «зеленые» технологии в ЦОД

В последнее время все чаще поднимаются вопросы, касающиеся экологии. В том числе среди участников ИТ-индустрии. Сегодня ЦОДы потребляют более 2% вырабатываемого электричества в мире и выделяют примерно столько же углекислого газа, сколько авиатранспортная отрасль.

Таким образом, ухудшающаяся экологическая обстановка сформировала запрос на «зеленые» технологии и ИТ-инфраструктуру, использующую возобновляемые источники энергии. Участники «зеленого симпозиума» Green Enterprise Computing предрекали такой исход еще 10 лет назад.

Расскажем об этом под катом. Однако не все «зеленые» решения оказались эффективными.


/ фото Robert McGoldrick CC

Не такое уж «зеленое» электричество

Энергию в общую электросеть поставляют как производители «зеленой» энергии, так и те, кто добывает ее переработкой угля или, например, нефти. Если дата-центр желает использовать энергию из возобновляемых источников, то в США компания-владелец может приобрести специальные сертификаты — Renewable Energy Certificates (REC).

Компания-производитель «зеленой» энергии получает сертификат на каждый произведенный мегаватт-час. Принцип их работы состоит в следующем. Компания-потребитель же может приобрести эти REC, как бы подтверждая, что использует энергию из возобновляемых источников. Сертифицирующее агентство присваивает REC уникальный идентификатор, а электричество отправляется в общую сеть.

Потому у этой системы есть определенные недостатки. Однако получаемое ими электричество может (и скорее всего будет) поступать из невозобновляемых источников. Так они как бы доказывают свою приверженность «зеленой» энергии. Например, часть компаний-потребителей закупает такие сертификаты в маркетинговых целях. Подобная практика даже имеет специальное название: greenwashing («зелёный камуфляж»).


/ фото Hiroo Yamagata CC

Свои «зеленые» источники энергии — дорого и долго

Помимо покупки электричества у поставщиков, некоторые компании самостоятельно возводят солнечные и ветряные фермы. В Google еще в 2012 году заявили, что намереваются полностью перевести все процессы, в том числе энергоснабжение дата-центров, на энергию, полученную из возобновляемых источников. И вот через 6 лет, в апреле этого года, ИТ-гигант объявил о достижении своей цели.

Возобновляемые источники энергии питают магазины, заводы, офисы и дата-центры компании в сорока трех странах. Практически одновременно с Google этой же цели достигли в Apple. При этом ЦОДы корпорации работают на «чистой» энергии еще с 2013 года.

Например, Apple Park, новый офис компании в Купертино, имеет на крыше 17-мегаваттную солнечную установку. Для достижения таких показателей Apple реализовали ряд энергетических проектов. В Китае для энергоснабжения заводов Apple построены солнечные и ветряные фермы общей мощностью в 485 мегаватт.

Всего панели генерируют 18 тыс. Что касается Японии, то там ИТ-гигант заключил договор с местной компанией Daini Denryoku на установку 300 солнечных панелей на крышах строений, принадлежащих корпорации. мегаватт-часов «чистой энергии» ежегодно.

«Чистые» энергетические проекты обходятся дорого — тот же Google на реализацию своих решений потратил более 3 млрд долларов. Однако не все компании могут себе позволить выстроить такую инфраструктуру. Например, постепенно использовать возобновляемые источники энергии начинает Amazon, но пока они обеспечивают лишь 40% потребляемого компанией электричества. При этом сам процесс перехода на «зеленую» энергию довольно длительный.

Та же Apple столкнулась с препятствиями, которые чинила местная энергетическая фирма Duke Energy. Бывает сложно осуществить переход на «зеленую» энергию, из-за противодействия энергетических компаний, лоббирующих интересы традиционной энергетики. Когда ИТ-гигант строил сеть ветряных и солнечных ферм для центра обработки данных в Северной Каролине, Duke Energy препятствовала попаданию «зеленой» энергии в общую сеть — та составляла всего 3% от общего энергетического портфеля компании.

Просто многие ЦОД расположены в крупных городах, где нет физической возможности построить масштабные ветряные и солнечные установки. Также сложно начать использовать электричество из возобновляемых источников энергии в Азии. Потому в этом регионе фиксируется большое количество вредоносных выбросов.

Для сравнения, в Норвегии (где в основном используется гидроэлектроэнергия) этот показатель составляет 3 грамма, во Франции — 100 грамм, в Калифорнии — 300 грамм. По подсчетам шведской энергетической компании Vattenfall, углеродсодержащие выбросы в Бангалоре (Индия), где расположен гигантский дата-центр Tulip, составляют 900 грамм на каждый киловатт-час.

В таких условиях китайские дата-центры даже вынуждены прибегать к особым способам очистки воздуха, так как смог городов вызывает отказы систем кондиционирования и вентиляции ЦОДов.

Например, команда дата-центра Baidu снабдила каждую серверную стойку охладительным модулем — змеевиком теплообменника и кожухом, направляющим холодные потоки к критическим системам. Помимо фильтрации, компании меняют подход к охлаждению ИТ-систем, снижая количество используемого воздуха с улицы, но повышая эффективность охлаждения внутри машинного зала.


/ фото Lydur Skulason CC

Холодный климат не панацея

При этом часть дата-центров вместо перехода на возобновляемые источники энергии, снижает потребление электричества в целом.

Он равен отношению общей мощности, которую потребляет весь ЦОД, к мощности, потребляемой непосредственно ИТ-оборудованием. Для определения эффективности использования энергии в индустрии применяется специальный показатель — PUE. Ряд северных компаний близок к этому показателю за счет умелого использования климата. Google сумели довести PUE своих ЦОД до 1,12. Однако средний коэффициент по Европе 1,8, а значит другим организациям еще есть куда развиваться в этом направлении.

По предварительным подсчетам, холодный климат и доступ к гидроэнергии позволит сократить затраты на энергетические ресурсы на 60%. Например, в рамках норвежско-американского партнерства строится крупнейший в мире ЦОД Kolos, который будет расположен в норвежском городке Балланген внутри полярного круга.

Технический директор Verne Global Тейт Кантрелл (Tate Cantrell) сказал: «Наша система охлаждения — это открытое окно». Еще один пример — лондонская компания Verne Global, которая построила ЦОД в Исландии на месте заброшенной военной базы. При этом сам дата-центр «питается» геотермальной и гидроэлектрической энергией.

Он расположен в подземном бункере, который охлаждается водой из ближайшего фьорда. Другой пример — норвежский дата-центр Green Mountain. Среди клиентов ЦОД — одно из самых крупных финансовых учреждений Норвегии — банк DNB. Водоем обеспечивает бесперебойную подачу «охлаждающий жидкости» с температурой всего 8 градусов Цельсия.

Есть ЦОДы, которые стоят там, где температура может опускаться до 70 градусов по Цельсию. Однако иногда холодный климат совершенно не играет на руку.

Он построен в Антарктике на станции «Амундсен — Скотт». К примеру, в таких условиях работает центр обработки данных Ice Cube Lab. Потому на станции настроена специальная система вентиляции, которая особым образом управляет потоками ледяного воздуха снаружи. В таких условиях открыть дверь и охладить «железо» не получится, так как низкие температуры повредят всю технику за короткое время. Но как отмечают инженеры, работающие с оборудованием, в особо экстремальных ситуациях случается, что замерзает и эта система.

Также стоит учитывать проблемы с доступностью и пропускной способностью сетей, так как клиенты будут находиться далеко от «источника данных». Со строительством дата-центров во льдах связаны и другие сложности, в частности, дороговизна возведения и обслуживания в тяжелых условиях.

Хотя иногда станция все же получает доступ к мегабитному каналу — 8 часов в день его обеспечивает бывший метеоспутник НАСА GOES-3. В том же ЦОД Ice Cube lab для «общения» с миром используется сеть спутников Iridium, которые обеспечивают скорость передачи данных в 2400 бит/с. Этого оказывается достаточно для решения специфических задач, которые стоят перед этим ЦОДом, однако совершенно неприемлемо для крупных дата-центров «общего назначения».

P.S. Несколько материалов из Первого блога о корпоративном IaaS:
P.P.S. Свежие посты из нашего блога на Хабре:


Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан
Обязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Ещё Hi-Tech Интересное!

Классный тимлид ответит за сервис

Кто такой тимлид в Яндексе? Чем хороший отличается от плохого и стоит ли приглашать на эту должность человека со стороны — в нашем интервью с Алексеем Шаргаевым, занимающим одну из руководящих должностей в поисковых службах Яндекса. — Чем ты занимаешься ...

Job system и поиск пути

Карта В предыдущей статье я разобрал, что из себя представляет новая система задач Job system, как она работает, как создавать задачи, наполнять их данными и выполнять многопоточные вычисления и лишь в двух словах объяснил где можно использовать эту систему. В ...