Путь к "зеленому" ЦОД

14 Мая 2009 IT-manager
IT-manager
май, 2009 г.
Александр Аносов, начальник отдела инженерных систем, Открытые Технологии
Алексей Муравьев, технический руководитель направления, ОткрытыеТехнологии

Мировой экономический кризис заставил практически все компании провести переоценку показателей эффективности своей работы и заново взглянуть на проблемы снижения затрат и оптимизации производства, выдвинув на передний план минимизацию совокупной стоимости владения комплексом IT-средств.

Один из путей экономии связан с сокращением расходов на содержание инженерной инфраструктуры центров обработки данных.

В материалах, опубликованных в 2006 году компанией APC, утверждается, что 70% электроэнергии, поступающей в типичный ЦОД, либо потребляется охлаждающим оборудованием, либо теряется в процессе распределения. По другим оценкам, расход электроэнергии на охлаждение и потери ее при распределении составляют 50%. Эти цифры показывают, что начинать поиск источников экономии нужно именно с инфраструктуры ЦОД, а уже после этого переходить к более сложным, технологическим методам оптимизации.

Существуют три компонента инфраструктуры, которые следует проанализировать с точки зрения экономии:

  • оборудование инженерных систем и эффективность его работы;
  • служба эксплуатации;
  • количество и время внеплановых простоев, которые ведут к прямым и косвенным потерям для компании.


Считаем правильно

Самый большой "вклад" в статью расходов вносится затраченной ЦОД электроэнергией. А значит, нужно внимательно проанализировать подсистему электроснабжения, куда входит оборудование от трансформаторных подстанций, устройства ввода, автоматы ввода резервов распределительной сети, источники бесперебойного питания, дизель-генераторные установки и т. п., вплоть до блоков питания потребителей.

Сегодня в мировой практике вводятся специальные коэффициенты для оценки эффективности работы центров обработки данных. Например, в США вычисляют коэффициент энергетической эффективности (Power Usage Effectiveness — PUE): общее электропотребление ЦОД делят на энергопотребление полезной нагрузки (серверного оборудования, систем хранения данных и т. д.). Это помогает определить эффективность трансформаторов, ИБП и другого оборудования, чтобы понять, где и сколько энергии теряется, и при необходимости заменить это оборудование более эффективным и тем самым сократить издержки. То же самое относится к системам охлаждения: необходимо определить, нет ли избытка по холоду или локальных зон перегрева оборудования, что сказывается на его долговечности.

Таким образом, с помощью анализа инженерных систем и, возможно, внедрения более эффективных решений, таких как технология естественного охлаждения или технология продвинутого естественного охлаждения с использованием систем автоматики, можно экономить довольно серьезные средства. А централизованное управление позволит сократить часть сотрудников службы эксплуатации, оставив на том же уровне качество услуг, предоставляемых ЦОД. Наконец, уменьшить стоимость владения поможет сокращение количества и времени внеплановых простоев.


Автоматизируем бизнес-процессы

Чтобы добиться снижения издержек по трем основным пунктам, надо собрать более полные сведения о работе ЦОД: выявить слабые места и сосредоточиться на экономии там, где она действительно может быть достигнута. А чтобы сократить издержки на персонал, следует выстроить систему, удобную для восприятия системными администраторами, дающую возможность не отходя от рабочего места оценивать состояние оборудования инженерных систем, определять, какие события происходят, принимать решения по их регулировке. Причем, не только находясь в самом ЦОД, но и удаленно. Например, если у компании есть распределенная по России сеть ЦОД, можно создать единый центр управления и резервный центр управления — это значительно снизит затраты на персонал: вместо 20 команд, обслуживающих ЦОД, останутся всего две или три.

Что касается сокращения потерь в результате внеплановых остановок, то здесь также потребуется собирать отчеты, анализировать события, контролировать действия персонала, следить за тем, как исполняются регламенты и что происходит в случае реагирования, внедрять определенные сценарии на случай кризисных ситуаций и т. п.

Все эти задачи эффективно решаются с помощью технологии, хорошо известной российским компаниям, — автоматизированной системы мониторинга и управления инфраструктурой ЦОД (АСМУ). Серьезные мировые исследования, направленные на повышение эффективности инженерных систем ЦОД и их экологической безопасности, начались еще в 2003-2004 годах. Они показали, что ЦОД, оснащенный системой АСМУ, может экономить до 40% расходов на эксплуатацию своей инженерной инфраструктуры.

Автоматизированная система мониторинга и управления (АСМУ) позволяет за счет применения контроллеров, конвертеров сигналов и системы SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) соединить в единую логическую структуру все инженерные подсистемы ЦОД. Тем самым обеспечивается возможность событиям, происходящим в одной из подсистем, влиять на другие подсистемы, то есть организуется единая среда мониторинга и управления.

В инженерных системах, имеющих штатные системы управления, устанавливаются шлюзы или преобразователи протоколов, с помощью которых организуется информационное взаимодействие с системой мониторинга и управления. В системах, не имеющих встроенных механизмов управления, размещаются необходимые датчики, преобразователи сигналов, приводы и управляющие устройства. Все оборудование соединяется в единую информационную среду с помощью одного или нескольких протоколов передачи данных. Физическое соединение оборудования осуществляется выделенной кабельной системой. Вся информация, получаемая от периферийных устройств и инженерных систем, поступает на систему SCADA.


Архитектура решения

Система SCADA представляет собой специализированное программное решение, осуществляющее сбор информации от удаленных объектов, ее визуализацию и управление этими объектами. Система работает в режиме реального времени. Данные могут поступать от распределенных контроллеров сбора данных, различных датчиков, систем управления инженерными системами и др. Эта информация отображается на мнемосхемах, анализируется дежурным персоналом, записывается в архив и используется для автоматизированного управления системами. В случае необходимости на базе сервера SCADA может быть развернуто несколько рабочих мест. Система мониторинга и управления инженерной инфраструктурой ЦОД обеспечивает заданное действие всей его инженерной инфраструктуры на возникшую чрезвычайную ситуацию. При этом достигается практически мгновенная реакция на события при отсутствии человека в контуре принятия решений.

Создаваемая единая среда мониторинга и управления расширяет возможности инструментов и штатных систем управления инженерным оборудованием. Дежурный персонал получает единый мнемонический интерфейс контроля и управления всеми инженерными системами ЦОД. В помещениях автоматически круглосуточно поддерживаются заданные климатические параметры, а отказы элементов инженерной инфраструктуры можно прогнозировать. Контроль состояния систем осуществляется с рабочей станции SCADA, избавляя от необходимости частых осмотров помещений для контроля параметров инженерных систем (как показывает практика, такие осмотры почти никогда не совершаются вовремя). Наконец, система предоставляет доступ к отчетам для анализа аварийных ситуаций и состояния оборудования за определенные промежутки времени. Все события и действия персонала протоколируются.


Есть предел, но есть и другие подходы

Имеются свидетельства, что отдельные компании уже добились существенного повышения эффективности распределения электроэнергии на уровне компонентов и ЦОД. Так, совсем недавно Microsoft сообщила, что PUE ее ЦОД в Чикаго составляет 1,22. А Google опубликовала значение PUE, равное 1,15. Идеальным PUE для ЦОД было бы, конечно, 1,0: это означало бы, что в энергораспределительной сети ЦОД нет потерь и для охлаждения оборудования электроэнергии вообще не требуется.

Однако ясно, что существует предел возможностям по совершенствованию компонентов архитектуры энергоснабжения/охлаждения с целью повышения энергетической эффективности ЦОД. Если мы хотим продолжать усилия в этом направлении, нужно искать новые подходы. IT-рынок уже предлагает ряд передовых технологий, помогающих не только значительно снизить стоимость владения ЦОД, но и гарантировать эффективное использование ресурсов и управление ими, а также добиться быстрого реагирования на изменение бизнес-требований. И если раньше большинство таких решений были доступны только крупным предприятиям, то новые технологии предоставляют возможность достичь высоких эксплуатационных характеристик и представителям малого и среднего бизнеса.




Предыдущая новость:
Персональные данные: закон работает?
Следующая новость:
Основные угрозы информационной безопасности