Blog

Nad Europę tego lata nadciągnęła niespotykana od kilku lat fala upałów. Dla wczasowiczów to dobra wiadomość, dla firm i data center, gdzie infrastruktura IT generuje ogromne ilości ciepła – przeciwnie. Bo wysoka temperatura oznacza, niejako z definicji, wyższe koszty.

Zapotrzebowanie na energię w centrach danych systematycznie rośnie. Ma to związek zarówno z liczbą przetwarzanych cyfrowych danych, jak i koniecznością zabezpieczenia teleinformatycznego ekosystemu. Jednym z największych konsumentów energii są systemy chłodzące w serwerowniach.

Według szacunków centrum badawczego ABB aż 40 proc. energii zużywanej przez centra danych przeznaczane jest wyłącznie na zasilanie systemów chłodzenia. To generuje ogromne koszty dla firm. Firma DCD Census szacuje, że w niektórych przypadkach 50 proc. wydatków operacyjnych operatora data center przeznaczanych jest tylko na ten cel. Dlatego wdrażanie energooszczędnych systemów chłodzących staje się coraz bardziej palącą potrzebą. Nie jest to jednak zadanie łatwe, szczególnie że systemy regulujące warunki klimatyczne, podobnie jak inne elementy wpływające na bezpieczeństwo całego kompleksu data center, muszą cechować się wysoką niezawodnością.

W poszukiwaniu energooszczędności

Zdaniem firmy Keystone podstawowym gwarantem energooszczędnego i wydajnego systemu chłodzącego data center jest dobór odpowiednich narzędzi, następnie jego regularne przeglądy i konserwacja. To wydawałoby się oczywisty i mało odkrywczy wniosek, ale niewłaściwie zaprojektowana infrastruktura zasilająca i chłodząca w centra danych roku skutkuje stratami energii rzędu 60 mln MWh rocznie w skali globalnej. W tym kontekście widać, jak duże znaczenie ma wybranie dla swojej infrastruktury operatora data center, któremu zależy na energooszczędności.

Centra danych obecnie można chłodzić za pomocą klasycznych sprężarkowych urządzeń klimatyzacyjnych, bezpośrednio świeżym powietrzem (o ile warunki atmosferyczne są odpowiednie) lub wykorzystując zanurzanie w cieczach. Rosnące grono zwolenników zdobywa także tzw. chłodzenie adiabatyczne, które działa poprzez wyparowywanie wody przy jednoczesnej redukcji temperatury.

Jednak najszybszym, a zarazem najtańszym sposobem pozwalającym na zmniejszenie zużycia energii w kontekście chłodzenia jest odejście od konserwatywnego traktowania parametrów środowiskowych. Klienci i specjaliści IT najczęściej określają wymaganą temperaturę w serwerowni na poziomie 18-22°C, a wilgotność w zakresie 40-60%, podczas gdy prawie wszystkie współczesne serwery mogą pracować w temperaturze do 35°C i przy wilgotności mieszczącej się między 10 a 90%. Warto pamiętać, że każdy °C i % wilgotności wiąże się z wymiernymi oszczędnościami.

W trosce o środowisko

W najbliższych latach na zmiany w obszarze chłodzenia centrów danych na pewno wpływać będą także nowe regulacje prawe mające na celu ochronę środowiska. W wielu centrach danych na całym świecie już teraz odbywają się kontrole mające na celu ograniczenie stosowania niektórych czynników chłodniczych ze względu na ich przyczynianie się do wzmocnienia efektu cieplarnianego (GWP).

W przypadku Europy już w 2015 r. wyszło unijne rozporządzenie w sprawie chłodzących F-gazów, które zakładało stopniowe ograniczenie stosowania m.in. gazu HFC, tak by w 2025 r. redukcja wyniosła aż 79 proc. Na rynku wywołało to z jednej strony wzrost cen środków chłodniczych, z drugiej wymusiło innowacyjne podejście i rozwój nowych technologii chłodzących serwerownie.

W wielu krajach zintensyfikowano prace nad większym wykorzystaniem naturalnych czynników chłodniczych, a więc czynników o niskim potencjale tworzenia efektu cieplarnianego. Są to m.in. propan i amoniak. Ten drugi bardzo dobrze sprawdza się w instalacjach chłodniczych o dużej mocy, np. w przemyśle, ale jest jednocześnie wysoce łatwopalny, co nie jest dobrym wyborem dla takich obiektów jak centra danych.

Obecnie trwają również intensywne prace nad tzw. czwartą generacją chłodziw – czynników o niskim potencjale tworzenia efektu cieplarnianego i jednocześnie trudnopalnych. Z uwagi jednak na swój młody staż, to rozwiązanie z pewnością nie będzie tanie.

W celu propagowania najlepszych praktyk sprzyjających ochronie klimatu powołany został do życia European Code of Conduct for Energy Efficiency in Data Centre. Tym unijnym programem zarządza Wspólne Centrum Badawcze działające w strukturach Komisji Europejskiej. Od momentu jego uruchomienia w 2008 r. do inicjatywy dołączyło ponad 100 uczestników, w tym Atman jako jedyny polski przedstawiciel rynku data center, a także przedsiębiorstwa spoza Europy, np. amerykański eBay. Ogółem wsparcia programowi udzieliło już wiele organizacji, wśród których wyróżnić można takie, jak IBM, Microsoft czy Dell.

Przyszłość dzieje się dziś

W poszukiwaniu sposobu na ograniczenie zużycia energii, a jednocześnie odpowiednie chłodzenie infrastruktury IT i obniżenie kosztów, warto zastanowić się nad możliwościami, jakie niesie ze sobą przyszłość i rozwój technologii. Na przykład Google w tym celu sięgnął po sztuczną inteligencję. Posługując się mechanizmem uczenia maszynowego DeepMind w swoich centrach danych, amerykańskiemu gigantowi udało się zmniejszyć ilość energii zużywanej przez systemy klimatyzacji nawet o 40 proc., a efektywność wykorzystania energii elektrycznej zwiększyć o 15 proc.

Zdaniem ekspertów z firmy Schneider Electric przyszłość należy do rozwiązań opartych na wodzie. Tak jak sami chłodzimy się w upalny dzień nad jeziorami, rzekami czy morzami, tak i centra danych mogą wykorzystać naturalne akweny. Tak się dzieje w przypadku serwerowni Google’a zbudowanej nad Zatoką Fińską i w pełni chłodzonej przy użyciu wody morskiej. Microsoft uruchomił z kolei Project Natick – zainstalował centrum danych pod wodą, a dokładniej na dnie morskim niedaleko szkockich Wysp Orkney. Przypominająca łódź podwodną konstrukcja zanurzona jest na głębokości 12 metrów i mieści 864 serwery. Jednak tego typu rozwiązania niosą ze sobą inne wyzwania, jak np. rozbudowane układy hydrauliczne, sposób dostarczenia innych mediów (prąd, łączność telekomunikacyjna) czy zapewnienie fizycznego dostępu do urządzeń.