Fujitsu vyvinulo simulátor datového centra

Snížení spotřeby energie v datových centrech vyžaduje integrovaný přístup, který zohledňuje nainstalovaný hardware, klimatizaci a ostatní vybavení. V datovém centru, kde se neustále mění provozní profil, je však obtížné předpovědět, jak změny provozního stavu hardwaru a klimatizace ovlivní celkovou spotřebu datového centra.

Společnost Fujitsu vyvinulu technologii, která dokáže určit tepelný tok uvnitř budovy s výpočetní rychlostí více než 1000krát větší než u dřívějších řešení. „Nová technologie, která kompletně modeluje hardware ICT, klimatizaci a další vybavení běžícího datového centra, umožňuje přesně vypočítat spotřebu energie datového centra. Nyní tak můžeme testovat účinnost opatření, která mají vést k úspoře energie, ještě před jejich aplikací v provozu. Toto řešení může výrazně snížit celkovou spotřebu energie datových center,“ řekl Luboš Štefek, manažer prodeje serverů a datových úložišť společnosti Fujitsu.

S nástupem cloud computingu a potřebou zajistit nepřetržitý provoz firem se společnosti stále více spoléhají na datová centra. Protože se neustále zvyšuje počet serverů, které jsou stále výkonnější, roste i spotřeba energie datových center.

Zároveň v závislosti na denní době a části roku kolísá zatížení při zpracovávání úloh na serveru. Z hlediska úspory energie je efektivní koncentrovat výpočetní zátěž na určitých serverech a zároveň snížit celkový počet běžících serverů. Vzhledem k tomu, že chlazení představuje přibližně 30 procent celkové spotřeby energie datového centra, je nutné v rámci opatření ke snížení spotřeby zohlednit také vlastnosti klimatizace.

Současné chladicí systémy jsou konstruovány tak, aby udržovaly stálou pokojovou teplotu. Pokud lze však klimatizaci odpovídajícím způsobem ovládat podle provozního stavu serverů, je možné spotřebu energie snížit. Tím, že se propojí řízení serverů a systém klimatizace, lze celkovou spotřebu datového centra snížit až o 40 procent.

Technologické problémy

Testy ve skutečném datovém centru není možné provést přímo (například přiřazení zatížení serveru či změna počtu běžících serverů v reakci na výkyvy zpracovávání nebo řízení klimatizace podle zatížení a teploty serveru). Slibnou alternativou je využít počítačovou simulaci a ověřit tak dopad těchto opatření. Stávající simulační technologie jsou příliš pomalé a testování v reálném čase je proto nemožné.

Nově vyvinutá technologie

Společnost Fujitsu vytvořila kompletní model datového centra a dokázala vyvinout první technologii, která ihned simuluje změny spotřeby energie podle koncentrace zátěže serverů a řízení klimatizace. Funkce nově vyvinuté technologie:

1. Vysokorychlostní technologie simulace tepelného toku

U simulací tepelného toku, které analyzují tok tepla budovou, byl automatickým získáním rozložení teplot a tepelných toků předem snížen počet požadovaných výpočtů. Výsledkem je tisícinásobný nárůst výpočetní rychlosti.

2. Celková simulace

Modelace všech elektrických a tepelných toků, včetně hardwaru ICT, systému klimatizace a napájecích zdrojů, přinesla přesnou simulaci spotřeby energie celého datového centra s tolerancí chyb menší než 5 procent.

Výsledky

Tato technologie umožňuje přesnou simulaci dopadů, které budou mít opatření k úspoře energie na datové centrum jako celek – což bylo pomocí skutečných datových center obtížné ověřit. Lze tak například testovat řadu strategií – například při nízké poptávce na zpracování koncentrovat zpracování na serverech ve vyhrazeném prostoru a současně odpojit přívod energie do ostatních serverů a snížit výkon klimatizační jednotky. Po implementaci těch nejúčinnějších opatření lze očekávat výrazné zvýšení energetické účinnosti datového centra.

Nová technologie umožňuje zohlednit klimatické podmínky (teplotu a vlhkost) v místě datového centra a prozkoumat možnosti chlazení, které jsou pro dané místo nejvhodnější. V chladnějších klimatických pásmech může být efektivnější přivést venkovní vzduch přímo do budovy. Pokud se hodnoty teploty a vlhkosti pohybují v rozmezí, které je zárukou spolehlivého provozu serveru, chlazení pomocí venkovního vzduchu vyžaduje méně energie než klimatizace.

Nedávné výpadky elektřiny v Japonsku také donutily datová centra řešit požadavky na uchování energie pro nouzové situace. Tato technologie také umožňuje testovat různá opatření bez dlouhých příprav.

Plány do budoucna

Technologie bude otestována v praxi a bude použita v datových centrech společnosti Fujitsu s cílem zvýšit energetickou účinnost datových center.