При всем предубеждении в отношении прогнозов утверждение аналитиков Gartner может служить вполне реальной оценкой формирующейся тенденции. Но с другой стороны, необходимо учитывать и достижения технического прогресса.
Именно новые серверные технологии — архитектуры модульных серверов, многоядерные процессоры, а также средства виртуализации — в первую очередь ответственны за «ползучее» увеличение удельной мощности в вычислительных центрах. По данным различных исследований, за последние десять лет этот показатель вырос на порядок. Однако увеличение потребности в вычислительной мощности обусловливает и соответствующие энергетические затраты, а кроме того, специалистам по ИТ приходится бороться с выделяющимся теплом. В старых вычислительных центрах 70% имеющихся источников тока работают на охлаждение систем, поэтому неудивительно, что многие ВЦ уже сегодня достигли пределов своих возможностей с точки зрения энергообеспечения.
НЕ ВСЕМ КОМПЬЮТЕРАМ НУЖНА СТОПРОЦЕНТНАЯ ГОТОВНОСТЬ
Если не принимать во внимание мэйнфреймы и системы среднего класса (где часто используется принцип работы на протяжении 24 ч. в сутки и семи дней в неделю), можно утверждать, что не все серверы должны работать в таком режиме под «полной нагрузкой». Если администратору ИТ известно время, когда от оборудования потребуется стопроцентная отдача, он может регулировать потребление питания в соответствии с установленным графиком и таким образом снизить расходы. Эффективными мерами могут быть адаптация производственных процессов, выбор оптимальной платформы, масштабируемые и модульные системы, инвестирование дополнительных средств в серверные системы в соответствии с потребностями и адаптируемое решение климатизации.
Детальное изучение счетов за электричество в различных вычислительных центрах позволяет утверждать, что электроэнергия становится одной из главных статей производственных затрат. Как выяснилось, лишь 20% потребляемой энергии идет на выполнение серверами поставленных перед ними задач, но для решения поставленной задачи не всегда нужны новые и более эффективные системы. Часто достаточно всего лишь тщательно проанализировать реально необходимую мощность и информацию о времени наибольшей нагрузки. Адаптация производственных процессов тоже может снизить энергопотребление и, как показывает практика, позволит «размазать энергетические пики» на длительные промежутки времени и тем самым добиться оптимизации расхода энергии.
Подбор параметров (выбор платформы) серверных систем, а также климатизация также представляются разумными мерами. Фактические затраты на электричество удается сократить, если системы рассчитаны на реальные потребности в энергии. Это еще одна причина для администраторов ИТ обратить внимание на хорошо масштабируемые модульные системы. Ограничительная — в разумной мере — инвестиционная политика обладает тем преимуществом, что умеренное количество систем или машин обеспечивает более выгодное соотношение пользы и нагрузки, а значит, и более высокую эффективность. Поскольку неиспользуемые и не в полной мере загруженные компьютеры тоже потребляют энергию, отделу ИТ нужен постоянный контроль за всей имеющейся инфраструктурой.
Постоянное внимание следует уделять и климатическим системам. К примеру, управление потоками воздуха помогает экономить энергию, а двойные полы не стоит «перегружать» — проложенные в них коммуникации следует «структурировать и расчищать». При размещении стоек для серверов и/или сетевых компонентов рекомендуется пользоваться адекватными и адаптируемыми системами климатизации. Как правило, применяются решения климатизации, где мощность охлаждения соответствует количеству выделяемой теплоты.
США ОТСТАЮТ В ВОПРОСАХ ЭКОНОМИИ ЭНЕРГИИ
Не во всех вопросах, касающихся информационных технологий, Соединенные Штаты занимают первое место. Это доказывает ситуация, сложившаяся во многих американских вычислительных центрах, где растет потребность в экономии энергии. Американские исследования свидетельствуют, что энергопотребление со стороны серверных систем, а также инфраструктур Internet за последние годы значительно выросло. Причина заключается в возросшем спросе на услуги Internet, такие как загрузка музыки, видео по запросу, Internet-телефония, службы электронной почты и др. По общим оценкам, с 2000 по 2005 гг. потребление энергии во всем мире выросло почти вдвое. Из общего энергопотребления США на серверные системы приходится около 0,6%, а на долю всей вычислительной инфраструктуры (вместе с системой климатизации) —до 1,2-1,3%. Германские компании, напротив, некоторое время назад поняли преимущества сокращения такого рода затрат и реализовали соответствующие меры на практике.
Между тем растущая потребность в вычислительной мощности и емкости хранения уже превышают достижимый для отрасли потенциал экономии. Благодаря преимуществам комбинирования многоядерных процессоров, модульных серверов и технологий виртуализации можно строить производительные и эффективные системы, тем самым уменьшая число работающих компьютеров и сокращая потребность в пространстве, необходимом для размещения систем в вычислительных центрах. Хорошим примером для демонстрации этой тенденции является Hewlett-Packard. За сравнительно короткое время компания смогла уменьшить количество вычислительных центров в США с 85 до шести.
Благодаря активному применению архитектур с модульными серверами плотность размещения компонентов в стойках стала заметно выше. Однако эксплуатация многочисленных процессоров на небольшой площади требует подачи определенного количества энергии. Наряду с энергией для питания процессоров необходимо учесть потребность в энергии для охлаждения стоек с плотно установленными модульными серверами (см. Рисунок 1). Как следствие, из-за растущих цен на энергию провайдеры услуг (в том числе и в области аутсорсинга) уже перешли на расчет стоимости услуг в зависимости от европейского энергетического индекса. Такой тариф особенно выгоден для провайдеров, в чьих помещениях клиенты размещают собственные компьютеры и системы. С ростом индекса пропорционально увеличивается и стоимость услуг для потребителя.
Между тем, при выборе систем и компьютеров (и принятии решения об инвестициях) потребление энергии имеет лишь второстепенное значение. Внимание отдела ИТ гораздо в большей степени фокусируется на используемых архитектурах (к примеру, им приходится решать, чему отдать предпочтение — мощным компьютерам под управлением UNIX или кластерам, состоящим из систем с модульными серверами). Наряду с темой выбора архитектуры вопрос совместимости оказывается более важным, чем сравнение уровня потребления энергии разных компьютеров — на базе Intel или на базе AMD.
Значительная часть энергии потребляется самими серверными системами, а также решениями для их климатизации. Однако при рассмотрении возможностей снижения затрат на энергию, а также экономии энергии нельзя забывать и о множестве периферийных устройств в ИТ- и сетевых ландшафтах. Опыт, к сожалению, показывает, что в случае большинства периферийных устройств контролировать эффективность использования энергии бесполезно. К примеру, в постоянно растущей инфраструктуре хранения затраты на энергию принимают более чем впечатляющие значения. Средние расходы на один гигабайт в управляемом хранилище варьируются от четырех до десяти евро, при том что соответствующая доля энергопотребления составляет от 0,3 до 0,6%.
ЗАТРАТЫ НА ЭНЕРГИЮ СТАЛИ ЗНАЧИТЕЛЬНОЙ СТАТЬЕЙ БЮДЖЕТА ИТ
Сегодня следует исходить из того, что затраты на энергию достигают 5-10% годовой стоимости эксплуатации вычислительного центра. Если цены на электроэнергию будут расти так же, как и ее потребление, то через несколько лет может наступить ситуация, когда соответствующие расходы составят 30-40% годовой стоимости эксплуатации вычислительного центра. Производители намерены бороться с этой тенденцией (см., например, Рисунок 2). Так, компания Transtec поставила себе целью оптимизировать организацию стоек для систем с модульными серверами и при этом консолидировать питание отдельных шасси. Это должно привести к заметному увеличению коэффициента полезного действия. В результате пользователь сможет сэкономить от пяти до шести тысяч евро на каждой стойке в зависимости от ее оснащения.
Однако самые большие возможности экономии появляются благодаря отключению ненужных устройств. Немало денег можно сберечь и за счет активного использования технологий виртуализации, возможностей сегментирования и преимуществ балансировки нагрузки.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При регулировании затрат на энергию важную роль играют экономические и экологические моменты. В современных условиях отдел ИТ вынужден заниматься такими темами, как потребление энергии и выделение углекислого газа в вычислительном центре. Это одна из причин создания отраслевого консорциума The Green Grid, чьей главной целью стала оптимизация эффективности энергопотребления. Членами этого некоммерческого объединения, существующего с конца февраля 2007 г., являются компании AMD, Intel, Dell, HP, IBM, Rackable Systems, Sun, Microsoft, VMware, APC и Spraycool.
Эффективность использования энергии в вычислительных центрах является сегодня одной из наиболее важных проблем, с которыми ежедневно приходится сталкиваться отделам ИТ, производителям и поставщикам информационного оборудования, пользователям. Постоянный рост энергопотребления серверными фермами и системами климатизации оказывается неизбежным из-за установки все более производительных серверных систем и плотного размещения модульных серверов в стойках. Следовательно, тема экономии энергии в вычислительных центрах еще долго будет находиться под постоянным контролем сотрудников отделов ИТ.
Юрген Гример — менеджер по ИТ-бизнесу и внутренним проектам, а также генеральный директор компании JG Consulting & Wirtschaftsberatung; Хорст Виттманн — генеральный директор компании Septacom.
© AWi Verlag