Изначально термин «зеленый» имел сугубо экологическое значение и применялся для описания деятельности без ущерба для окружающей среды. Однако в ИКТ-сфере, где «зеленые» решения в основном нацелены на уменьшение потребляемой энергии, подразумевается и достижение высоких экономических показателей. Экология и экономика тут тесно связаны: снижение потребления электроэнергии приводит к сокращению выбросов углекислого газа, образующегося при ее выработке.

Таким образом, «озеленение» ИКТ сводится к поиску оптимальных путей для решения одной из основных задач построения современных информационных систем — снижения затрат на электроэнергию. Под словом «зеленый» однозначно понимается «энергетически эффективный», и этот термин воспринимается большинством управленцев как обоснованный.

Сегодняшние ресурсоемкие приложения и обрабатываемые объемы данных требуют от аппаратуры все большей производительности. А при ее наращивании энергопотребление является одним из мощных сдерживающих факторов. На практике каждый сервер требует электроэнергии в 2–2,5 раза больше по сравнению с номинальным значением. Столько же, сколько на сам сервер, тратится энергии на отвод тепла; а еще есть источники питания, освещение, инженерные системы. В результате получается, что КПД ЦОДа редко превышает 30%. По оценкам аналитиков, за последние 10 лет энергопотребление на единицу вычислительной площади возросло в 10 раз. В результате перед производителями встает задача разработки энергосберегающих технологий для вычислительных комплексов и решений для оптимизации работы систем охлаждения.

Мы не будем останавливаться на решениях с применением альтернативных источников энергии, таких как энергия солнца или ветра, хотя подобные эксперименты проводятся. Сейчас в мире есть по крайней мере один ЦОД, работающий на солнечной энергии, но это пока — скорее исключение, нежели правило. Реалии российского климата не позволяют в полной мере получить отдачу от таких решений, а «входной билет» слишком дорог. Рассмотрим, какими путями можно достичь снижения потребления электрической энергии.

Отметим, что подход должен быть комплексным: не получится взять отдельный компонент, улучшить его и незамедлительно получить отдачу. Так, приобретение сервера с низкопотребляющим процессором не приведет к нужному результату, если система кондиционирования морально устарела и не в силах эффективно управлять воздушными потоками.

Собственно, низкопотребляющие микропроцессоры — первое из решений. С каждым годом производители процессоров Intel и AMD наращивают мощности кристаллов, добавляя ядра, и стараются уменьшить энергопотребление. Они вводят такие технологии, как снижение тактовой частоты при уменьшении нагрузки на ПА или отключение от питания не задействованных в данный момент компонентов системы.

Повышение эффективности сети хранения данных вместо покупки новой дисковой стойки также ведет к экономии электричества. В большинстве ЦОДов идентичная информация хранится более чем в одном месте, причем не в целях обеспечения высокого уровня доступности — это сложилось исторически или по причине отсутствия принятых к исполнению политик хранения данных. Устранить ненужную избыточность данных позволяет дедубликация. Подавляющее большинство производителей систем хранения и библиотек данных обратили внимание на эту новую технологию; достаточно упомянуть решения Data Domain, EMC/Avamar, IBM/Diligent Technologies.

Вместо стандартных стоечных серверов можно и нужно использовать модульные шасси с серверами-лезвиями. Они позволяют снизить не только потребление энергии, но и операционные расходы на поддержку инфраструктуры, а одновременно значительно увеличивают плотность вычислительных ресурсов без потери производительности. Применение blade-серверов вместо стоечных аналогов, по оценкам экспертов, приводит к сокращению потребления электроэнергии до 30%. В арсенале всех ведущих игроков рынка серверных решений есть линейки таких продуктов — HP Blade System, IBM BladeCenter, SUN Blade, FSC Blade и др.

Что касается отвода тепла, альтернативой воздушного метода является система водяного охлаждения. По объему отводимого тепла она эффективнее в 4–5 раз, но требует повышенного внимания во время монтажа и в процессе эксплуатации, достаточно дорогостояща и может быть использована не во всех случаях.

Интересной разработкой является технология HP Dynamic Smart Cooling (DSC). Она дает 20–40% экономии расходов на электричество благодаря размещению на стойках с оборудованием нескольких температурных датчиков, непрерывно передающих информацию для регулирования работы системы кондиционирования. Производители серверов уделили максимум внимания вентиляции внутри серверов и blade-шасси, обеспечив высокую эффективность обдува за счет динамического регулирования скорости воздушного потока на основе данных о загрузке системы. Стоит упомянуть систему IBM CoolBlue — набор из серверных блоков питания с большим КПД, улучшенной системы воздушного обмена внутри серверной стоки, оборудования Calibrated Vector Cooling и специализированного ПО управления.

Системы управления и автоматизации позволяют динамически подключать и отключать компоненты вычислительной инфраструктуры, обеспечивая актуальный уровень производительности. Имеющиеся на рынке технологические решения автоматически, в соответствии с заданными политиками и показателями, управляют потреблением электроэнергии, выключая или переводя в спящий режим неиспользуемое серверное оборудование.

Оптимизации расходов электроэнергии помогает достичь и технология виртуализации. Не секрет, что вычислительные мощности обычных ЦОДов используются не более чем на 20–30%. Применяя консолидацию, можно на 50% и более сократить парк имеющегося серверного оборудования или предотвратить закупку нового. Это серьезно сказывается на потреблении электричества и занимаемой площади, а также приводит к снижению других операционных расходов на поддержку инфраструктуры.

Экономии электричества способствует технология VMware Distributed Power Mangement (DPM), переводящая в часы наименьшей загрузки (например, ночью) часть виртуальных машин на другие узлы. Неиспользуемое оборудование может быть выключено до наступления следующего рабочего дня или возникновения потребности в дополнительных вычислительных мощностях.

Пока стоимость электроэнергии в России относительно невелика, новейшие «зеленые» технологии внедряются медленно. Однако дефицит электрических ресурсов, особенно в крупных городах, и изнашивание распределительной инфраструктуры могут стимулировать применение технологий энергосбережения. А накапливаемый российскими специалистами опыт внедрения и снижение стоимости первоначальных вложений окажутся катализаторами «зеленого» движения в ИКТ-сфере.

Владимир Мешалкин (vmeshalkin@amt.ru), начальник отдела серверов и систем хранения компании «АМТ-Груп»

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями