Kiedy korzystamy z dużego zbioru danych, lodówka przypomina nam o zakupach lub pytamy komunikator sztucznej inteligencji: Czy serwerownie mogą zupełnie nie potrzebować energii nieodnawialnej?, przyczyniamy się do zwiększenia gęstości mocy obliczeniowej centrów danych. Chłodzenie intensywnie pracującej infrastruktury serwerowej, umożliwiającej powszechne wykorzystanie BigData, Al czy internetu rzeczy, wciąż pochłania ok. 40% energii zużywanej przez centra przetwarzania danych. Nie należy więc pytać, czy można zerować zużycie energii nieodnawialnej przez centra danych, tylko jak to zrobić przy dzisiejszych wyzwaniach, ale i możliwościach technicznych.
Centra przetwarzania danych zużywają znaczne ilości energii - ok. 55% na procesy obliczeniowe, czyli funkcjonowanie infrastruktury IT, i ok. 40% na jej chłodzenie. Pomimo ciągłego poprawiania ich efektywności energetycznej i zwiększania temperatur, w których centra danych mogą poprawnie pracować, rosnąca gęstość obliczeniowa serwerów i coraz większa liczba upalnych dni sprawiają, że zapotrzebowanie na energię tych obiektów jest wciąż duże. Dla ich bilansu energetycznego niezbędne jest wykorzystanie odnawialnych źródeł energii i jej odzysk (reuse) oraz rozsądne gospodarowanie zasobami, np. wodą.
W związku z postępującą cyfryzacją wzrosło zapotrzebowanie na przetwarzanie informacji, a tym samym na zapewnienie ciągłości działania cyfrowej infrastruktury. W 2022 roku rynek klimatyzacji precyzyjnej dla centrów danych osiągnął wartość 3,5 mld dolarów. Szacuje się, że do 2026 roku będzie to już 6 mld dolarów. Ten wyjątkowy wzrost rynku odzwierciedla fakt, że w wielu przypadkach potrzebne są nowe technologie, aby nadążyć za zmianami. Jedną z nich jest chłodzenie cieczą, które staje się coraz bardziej popularne i jest szczególnie skuteczne w przypadku obliczeń o wysokiej gęstości danych wymaganych przez nowe zastosowania, takie jak sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe.
Centra danych przechowują dane dla potrzeb działania usług, aplikacji z których korzystają użytkownicy. W celu zwiększenia niezawodności w dostępie do danych oraz w obawie przed uszkodzeniem, zniszczeniami, atakami cybernetycznymi dane z serwerów replikuje się na inne centra, serwery, instancje. W artykule przedstawiono przykładowe wyniki z rzeczywistego systemu, w którym zbadano wpływ przepustowości łączy pomiędzy centrami danych na czasy replikacji.
EN
Data centers store the necessary data for the operation of services and applications used by users. In order to increase the reliability of data access and to protect the system from damage or destruction, data from servers are replicated to other centers, servers and instances. The article presents examples of results from a real system in which the influence of bandwidth between data centers on replication times was examined.
Znaczna energochłonność systemów chłodzenia centrów danych jest postrzegana jako cena ich niezawodności i pewności działania w niemal każdych okolicznościach zewnętrznych. Dążeniom do zmniejszania ilości zużywanej na chłodzenie energii zawsze towarzyszy pytanie, czy można tego dokonać bez wpływu na najważniejsze funkcjonalności klimatyzacji centrów danych? Na to pytanie od lat próbują odpowiedzieć praktycy, niezależne instytucje, naukowcy, a nawet ekolodzy.
Polska jest jedną z najbardziej obiecujących lokalizacji na globalnym rynku data center. Brak zagrożenia trzęsieniami ziemi, huraganami, powodziami czy ekstremalnymi temperaturami sprawia, że nasz kraj jest postrzegany jako bezpieczny pod względem warunków terenowych. Data center będą jednak musiały konkurować z mocami obliczeniowymi zasobów rozproszonych, tym samym zwiększy się znaczenie ich wydajności i efektywności energetycznej, w tym procesów chłodzenia.
Postępująca cyfryzacja naszego życia powoduje konieczność przetwarzania coraz większej ilości danych. Serwery, mimo że mogą pracować w wyższych temperaturach, nadal potrzebują dużo energii na chłodzenie – wciąż więcej niż potrzeba na samo przetwarzanie danych. Dlatego tak ważne jest korzystanie z chłodu niewymagającego wysokich nakładów energetycznych lub wręcz free coolingu, a także z energii odnawialnej.
Państwa na całym świecie podejmują zdecydowane kroki w celu redukcji emisji gazów cieplarnianych i ich śladu węglowego. Co najmniej 40 państw wdrożyło systemy obowiązkowego raportowania w celu oceny zgodności z międzynarodowymi umowami jak Protokół z Kioto, Porozumienia Paryskie i Poprawka z Kigali podpisana przez 170 krajów w październiku 2016 roku.
Systemy chłodnicze centrów danych pochłaniają znaczne ilości energii i muszą występować w układach nadmiarowych, stąd stanowią istotny składnik kosztów budowy oraz eksploatacji tych obiektów. Stąd dla firm prowadzących centra danych niezwykle istotna jest energooszczędność zastosowanych systemów chłodniczych. Jej zapewnienie nie jest łatwym zadaniem, szczególnie, że musi iść w parze z wysokimi parametrami technicznymi, skutecznością i niezawodnością.
Ubiegy rok upłynął pod hasłem finalizacji znaczących inwestycji komercyjnych na rynku centrów danych w Polsce. Kolejna fala dużych projektów przypadnie na przełom 2018 i 2019 roku. Inwestorzy znów celują głównie w Warszawę.
W pracy opisano wybrane problemy z zakresu modelowania przepływów powietrza, rozkładów temperatur oraz przestrzennego planowania serwerowni centrów danych. Dodatkowo, omówiono szczegółowo wybrane kierunki badań związane z szeroko pojętą problematyką obniżania kosztów zużycia energii w nowoczesnych serwerowniach poprzez odpowiednie zarządzenie przepływem ciepła w tego typu obiektach. Przedstawiono także trendy rozwojowe w zakresie ewolucji tego typu systemów. W pracy przedstawiono ponadto wybrane wyniki prac badawczo-rozwojowych, badań symulacyjnych oraz studiów literaturowych będących rezultatem projektu nr POIG.01.04.00-22-063/13 pn.: „Opracowanie aktywnego systemu zarządzania przepływem ciepła” zrealizowanego przez zespół Laboratorium Przetwarzania Obrazu i Dźwięku Sp. z o.o.
EN
This paper describes some problems of modeling air flow, temperature distribution and spatial planning in data centers. Additionally, we discussed in detail the selected lines of research related to the wider issue of reducing energy costs in modern data centers through appropriate management of the flow of heat in this type of objects. A trends in the evolution of such systems was analyzed. We also presented selected results of research and development, simulation studies and literature studies resulting from the project no. POIG.01.04.00-22-063/13.: The development of an active heat flow management system for data centres made by the team of the Laboratory of Sound and Image Processing LLC.
Koszty utrzymania centrum danych istotnie zależą od kosztów zużycia energii elektrycznej. Zapotrzebowanie na energię elektryczną w tego typu obiektach można optymalizować poprzez monitoring warunków klimatycznych oraz odpowiednie sterowanie czasem pracy urządzeń utrzymujących. W pracy przedstawiono analizę czynników wpływających na zużycie energii elektrycznej w centrach danych oraz ich wpływ na koszty zużycia energii. Przedstawiono projekt dedykowanego, przenośnego urządzenia pomiarowego do monitorowania podstawowych wielkości fizycznych takich jak temperatura, ciśnienie oraz przepływ medium chłodzącego.
EN
The cost of maintaining the data center significantly depends on the cost of electricity consumption. The demand for electricity in this type of objects can be indirectly optimized by monitoring of climatic conditions and accurate work time scheduling of cooling system devices. The paper presents an analysis of factors influencing energy consumption in data centers and their impact on energy costs. Finally, a dedicated portable measuring device for monitoring the basic physical quantities such as temperature, pressure, and flow of cooling medium has been presented.
W pracy opisano wagę problematyki kontroli i diagnostyki przepływu powietrza chłodzącego pod podniesiona podłogą techniczną w centrach danych telefonii komórkowej, z uwzględnieniem funkcji podwójnego zastosowania. Opisano specjalizowane narzędzie pomiarowe, oraz metodę pomiarów i weryfikacji, które pozwalają identyfikować problemy przepływu powietrza chłodzącego. Narzędzia i metoda zostały opracowane przez zespół Laboratorium Przetwarzania Obrazu i Dźwięku Sp. z o. o., jako rezultat realizacji projektu badawczo‐rozwojowego nr POIG.01.04.00‐22‐063/13.
EN
Importance of monitoring and diagnostics of air flowing under raised floor in cellular telecom datacenters has been described, stressing dual‐use function of such data centers. Specialized measurement tools have been described, as well as a method of measurement and verification that enables to identify flow issues of cooling air. The tools and the method have been developed by the team of the Laboratory of Image and Sound Processing LLC, which is the result of implementation of the R&D project No. POIG.01.04.00‐22‐063/13.
Przedstawiono ideę obliczeń oraz przechowywania danych w chmurze w kontekście dostarczania tych usług przez sieci optyczne Zaprezentowano, stosując zaproponowaną klasyfikację, problemy związane z dostarczaniem tych usług w sposób efektywny energetycznie Przedstawiono motywację do poszukiwania rozwiązań umożliwiających zmniejszenie zapotrzebowania na energię i emisję dwutlenku węgla przez sektor telekomunikacyjny.
EN
The paper presents the idea of cloud computing services provided by optical networks. A taxonomy to present issues associated with delivering distributed services in energy-efficient way is proposed. The article provides motivation to minimize energy consumption and carbon footprint by the ICT sector.
Rosnące wymagania inwestorów w branży IT postawiły przed projektantami coraz trudniejsze zadanie zaprojektowania i dostarczenie optymalnego pod względem energetycznym i kosztowym systemu chłodzenia i utrzymania odpowiednich warunków środowiskowych we wszelkiego typu obiektach ze sprzętem IT.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Usługi gromadzenia danych i dostępu do informacji przedmiotowej są ważnymi składowymi budowy struktur wirtualnego środowiska informacji. Korzystamy z systemów dostępowych i organizowanych obecnie coraz częściej centrów danych i aplikacji. W ramach centrów realizuje się mechanizmy zarządzania: (a) gromadzeniem zasobów poprzez dostęp do hostów i serwerów sieciowych, z uwzględnieniem ochrony danych i wymaganych przepustowości w wymianie danych, (b) zmianami treści gromadzonych zasobów.
EN
Services of data storing and the access to information problem oriented are important elements of the virtual information environment development. We use access systems organized more and more frequently as data and application centers. Within centers there are realized management mechanisms of: (a) storing resources through the access to hosts and network servers including data protection and required performance in the data exchange, (b) changes of contents of storing resources.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.