Որքան ուժ է պետք տվյալների կենտրոնը:

Այսօրվա թվային աշխարհում տվյալների կենտրոնները անտեսանելի շարժիչներն են, որոնք ամեն ինչ վիդեո հոսքային եւ ամպային հաշվարկներից են առցանց բանկային եւ արհեստական ինտելեկտի համար: Բայց մինչ մենք զգում ենք արագ բեռնման կայքերի եւ իրական ժամանակի տվյալների հասանելիության հարմարությունը, մարդկանց մեծամասնությունը հազվադեպ է համարում հսկայական ենթակառուցվածքները: Այդ ենթակառուցվածքների ամենաքննիչ բաղադրիչներից մեկը ուժն է:

Տվյալների կենտրոնները էներգետիկ-ինտենսիվ հարմարություններ են, որոնք պահում են հազարավոր սերվերներ, ցանցային սարքավորումներ եւ հովացման համակարգեր: Բայց որքան էլ է անհրաժեշտ տվյալների կենտրոնը: Պատասխանը կախված է մի քանի գործոններից, ներառյալ տվյալների կենտրոնի չափը, օգտագործված տեխնոլոգիան, հովացման ենթակառուցվածքը եւ որքանով է արդյունավետ կառավարվում իշխանությունը:

Այս հոդվածում մենք ուսումնասիրելու ենք, թե ինչն է որոշում a Տվյալների կենտրոնի էներգիայի սպառումը, թե ինչպես է չափվում, թե ինչու է դա կարեւոր, եւ ինչպես ժամանակակից տվյալների կենտրոնները ձգտում են դառնալ ավելի էներգախնայող աշխարհում ավելի ու ավելի մտահոգված աշխարհում ավելի ու ավելի մտահոգված աշխարհում:

Հասկանալով հիմունքները. Ինչ է տվյալների կենտրոնը:

Նախքան իշխանության կարիքները սուզվելը կարեւոր է հասկանալ, թե որն է տվյալների կենտրոնը: Տվյալների կենտրոնը մասնագիտացված հաստատություն է, որը պահում եւ կառավարում է համակարգչային համակարգերը եւ հարակից բաղադրիչները, ինչպիսիք են սերվերները, պահեստային սարքերը, անջատիչները եւ անվտանգության համակարգերը: Այս կենտրոնները հանդիսանում են որպես ողնաշար, հյուրընկալող կայքերի, ամպային ծառայությունների կառավարումը, տվյալների պահումը եւ ընկերությունների կամ անհատների համար դիմումները վարելը:

Տվյալների կենտրոնները տատանվում են փոքր սենյակներից, որոնք պարունակում են սարքավորումներ մի քանի դարակաշարեր `հարյուր հազարավոր քառակուսի ոտքեր, որոնք ընդգրկում են հարյուր հազարավոր քառակուսի ոտքեր, որոնք հայտնի են որպես Hyperscale տվյալների կենտրոններ, որոնք գործում են Amazon- ի, Google- ի, Microsoft- ի եւ Facebook- ի կողմից:

Ինչպես է էներգիան օգտագործվում տվյալների կենտրոնում

Էունք Տվյալների կենտրոնի էլեկտրաէներգիայի սպառումը շատ ավելին է, քան պարզապես համակարգիչները: Փաստորեն, սերվերների էներգիան միայն նկարի մի մասն է: Հիմնական ոլորտները, որտեղ սպառվում է իշխանությունը, ներառում է.

• ՏՏ սարքավորումներ . Սերվերներ, պահեստային համակարգեր եւ ցանցային սարքեր:

• Սառեցման համակարգեր . Օդորակիչները, սառեցուցիչները եւ երկրպագուները `գերտաքացումը կանխելու համար:

• Էլեկտրաէներգիայի բաշխում . Տրանսֆորմատորներ, անխափան սնուցման աղբյուրներ (UPS) եւ պահուստային գեներատորներ:

• Լուսավորություն եւ անվտանգություն . Լույսեր, տեսախցիկներ եւ հրդեհային ճնշման համակարգեր:

Քանի որ այս բոլոր սարքավորումները պետք է գործեն շարունակաբար, օրական 24 ժամ, 365 օր տարեկան սպառումը շարունակական է եւ նշանակալի:

Տվյալների կենտրոնի միջին էներգիայի սպառումը

Տվյալների կենտրոնի էներգիայի կարիքները կարող են լայնորեն տարբեր լինել, բայց եկեք դիտենք որոշ ընդհանուր սցենարներ, ընդհանուր հասկացողություն ստանալու համար:

Փոքր տվյալների կենտրոններ

Մի փոքր բիզնեսի կամ ձեռնարկությունների տվյալների կենտրոն, որը ծառայում է մեկ ընկերությանը, կարող է օգտագործել ցանկացած վայրում `100 կՎտտցի (կՎտ) -ից մինչեւ 500 կՎտ: Սա բավարար է մի քանի հարյուրից մինչեւ մի քանի հազար սերվեր, կախված նրանից, թե որքանով են արդյունավետ օգտագործվում:

Միջին չափի տվյալների կենտրոններ

Միջին չափի տվյալների կենտրոնները կարող են սպառել 1-ից 5 մեգավատ (MW) իշխանություն: Մեկ Megawatt- ը հավասար է 1000 կՎտթի, ուստի սա արդեն զգալի թռիչք է: Այս տվյալների կենտրոնները կարող են հյուրընկալել տասնյակ հազարավոր վիրտուալ մեքենաներ կամ կայքեր:

Hyperscale տվյալների կենտրոններ

Ամպազմի մատակարարների կամ խոշոր կորպորացիաների պատկանող լայնածավալ հնարավորությունները կարող են սպառում 10 ՄՎտ-ից ավելի մինչեւ 100 ՄՎտ հզորություն: Դա հեռանկարում դնելու համար 100 ՄՎտ է մոտավորապես նույն քանակությամբ իշխանություն, որն օգտագործվում է Միացյալ Նահանգներում 100,000 միջին տների կողմից: Facebook- ը, Google- ը եւ Microsoft- ը գործում են այդպիսի զանգվածային տվյալների կենտրոններ, հաճախ սնուցվում են պատվերով կառուցված ենթակառուցվածքով եւ վերականգնվող էներգիայի աղբյուրներով:

Էլեկտրաէներգիայի օգտագործման արդյունավետություն (PUE)

Հասկանալու համար, թե որքանով է արդյունավետ տվյալների կենտրոնը օգտագործում իր ուժը, արդյունաբերության փորձագետները հաճախ վերաբերում են այնպիսի մետրային, որը կոչվում է Power օգտագործման արդյունավետություն (PUE): Սա ընդհանուր հաստատության հզորության հարաբերակցությունն է միայն ՏՏ սարքավորումների կողմից օգտագործվող ուժին:

Բանաձեւ:

Pue = Ընդհանուր հաստատության էներգիայի / ՏՏ սարքավորումների հզորություն

• իդեալական 1.0-ի PEU- ն  է եւ նշանակում է, որ յուրաքանչյուր Watt օգտագործվում է հաշվարկման համար:

• նախատեսված 1,5-ի համար  է, որ յուրաքանչյուր վտերի համար մեկ այլ ուժի համար օգտագործվում է եւս 0,5 վտ, սառեցման, լուսավորության կամ այլ գործառույթների համար:

Ժամանակակից, էներգաարդյունավետ տվյալների կենտրոնները հաճախ ունենում են 1.1 կամ 1.2-ի մոտ, իսկ ավելի հին կամ պակաս արդյունավետ հարմարությունները կարող են ունենալ 2.0-ից բարձր թեւեր:

Գործոններ, որոնք ազդում են տվյալների կենտրոնի էներգիայի կարիքների վրա

Եկեք քանդենք հիմնական տարրերը, որոնք ազդում են տվյալների կենտրոնի վրա, որքան ուժի մեջ է:

1. սերվերի խտություն

Փոքր տարածության ավելի շատ սերվերներ մեծացնում են ինչպես հաշվողական ուժի, այնպես էլ սառեցման անհրաժեշտությունը: Բարձր խտության դարակաշարը կարող է նկարել 10-20 կՎտ կամ ավելի, մինչդեռ ցածր խտությունը կարող է օգտագործել ընդամենը 2-4 կՎտ:

2-ը: Սառեցման տեխնոլոգիա

Սառեցումը տվյալների կենտրոնում ամենամեծ ոչ-ի ուժային խաղերից մեկն է: Ավանդական օդորակումը էներգիա-ինտենսիվ է, իսկ հեղուկի սառեցման կամ ազատ օդի սառեցման նման ժամանակակից տեխնիկան (որն օգտագործում է արտաքին օդը):

3. Վիրտուալացում եւ արդյունավետություն

Վիրտուալացումը թույլ է տալիս բազմաթիվ ծրագրեր գործարկել ավելի քիչ ֆիզիկական մեքենաներ, իջեցնելով ընդհանուր ապարատային եւ հոսանքի օգտագործումը: Տվյալների կենտրոնները, որոնք ավելի լավ են օգտագործում վիրտուալացումից, հաճախ սպառման առաջադրանքի համար ավելի քիչ ուժ են սպառում:

4. Սարքավորումների տարիքը եւ արդյունավետությունը

Ավելի հին սերվերներ եւ ցանցային սարքավորումներ հաճախ սպառում են ավելի շատ ուժ եւ ավելի շատ ջերմություն արտադրում, քան ժամանակակից, էներգաարդյունավետ մեքենաներ: Ենթակառուցվածքների արդիականացումը կարող է զգալիորեն նվազեցնել էներգիայի սպառումը:

5. Տեղադրություն եւ կլիմա

Սառեցման կլիմայի տվյալների կենտրոնները կարող են ավելի քիչ ուժ ունենալ սառեցման համար: Այդ իսկ պատճառով տվյալների շատ կենտրոններ տեղակայված են Իսլանդիայի կամ Սկանդինավիայի նման վայրերում, որտեղ արտաքին օդը կարող է օգտագործվել տարիների մեծ մասը սառեցնելու համար:

Տվյալների կենտրոնի էներգիայի սպառման իրական աշխարհի օրինակներ

Էներգիայի օգտագործման մասշտաբը ավելի լավ հասկանալու համար ահա մի քանի իրական աշխարհի օրինակներ.

• Google- ի տվյալների կենտրոններ . Google- ը հայտնում է, որ մեկ տարվա ընթացքում օգտագործելով էլեկտրաէներգիայի մոտ 5.6 Terawatt ժամ (TWH) էլեկտրաէներգիա `իր տվյալների կենտրոնները գլոբալացնելու համար: Դա համեմատելի է միջին չափի երկրի էլեկտրաէներգիայի օգտագործման հետ:

• Facebook (Meta) . Facebook- ի տվյալների կենտրոնները սպառում են շուրջ 3-4 ՄՎտ մեկ շենքում, իսկ մեծ ճամբարները կարող են ունենալ բազմաթիվ շենքեր:

• Hyperscale տվյալների կենտրոն Campus . Մի հիպերսեկալային ճամբար կարող է ունենալ ընդհանուր 50 ՄՎտ կամ ավելի բեռ, բավական է ամբողջ քաղաքները հոսելու համար:

Էլեկտրաէներգիայի արժեքը տվյալների կենտրոնում

Իշխանությունը տվյալների կենտրոնների ամենամեծ գործառնական ծախսերից մեկն է, հաճախ երկրորդը միայն աշխատակազմի համար: Էլեկտրաէներգիայի մեկ MW- ն արժե մոտավորապես $ 700,000-ից մինչեւ 1 միլիոն դոլար, կախված տեղական էներգիայի գներից եւ հաստատության արդյունավետությունից:

10 ՄՎտ տվյալների կենտրոնի համար դա միայն էլեկտրաէներգիայի ծախսերում տարեկան 7 միլիոն դոլար է թարգմանում մինչեւ $ 10 միլիոն: Այդ իսկ պատճառով էլեկտրաէներգիայի սպառումը նույնիսկ փոքր տոկոսով նվազեցնելը կարող է հանգեցնել զանգվածային խնայողությունների:

Կայունություն եւ կանաչ էներգիայի միտումներ

Կլիմայի փոփոխության եւ ածխածնի արտանետումների վերաբերյալ մտահոգությամբ տվյալների կենտրոնները մեծանում են ճնշման տակ, ավելի էկոլոգիապես մաքուր լինելու համար: Շատ ընկերություններ ներդրումներ են կատարում.

• Վերականգնվող էներգիա . Google- ը, Amazon- ը եւ Microsoft- ը պարտավորվել են իրենց տվյալների կենտրոններին հոսել 100% վերականգնվող էներգիայով քամու, արեւի եւ հիդրոյի միջոցով:

• Ածխածնի փոխհատուցում . Որոշ ընկերություններ գնում են ածխածնի վարկեր `իրենց արտանետումները փոխհատուցելու համար:

• Էներգաարդյունավետ ձեւավորում . Նոր տվյալների կենտրոններ են կառուցվում ցածր պուֆի դիզայնով, օդային հոսքի բարելավված համակարգերով եւ ավելի արդյունավետ հովացման տեխնոլոգիաներով:

Տվյալների կենտրոնները նույնպես փորձեր են կատարում AI- ի վրա հիմնված էներգիայի կառավարման միջոցով, օգտագործելով մեքենայական ուսուցման ալգորիթմներ `էներգիայի բաշխումը եւ սառեցումը` հիմնվելով ծանրաբեռնվածության պահանջների հիման վրա:

Տվյալների կենտրոնների հետագա ուժի կարիքները

Տվյալների պահպանման, ամպային հաշվարկման եւ արհեստական ինտելեկտի համաշխարհային պահանջարկը արագորեն աճում է: Արդյունքում, տվյալների կենտրոնները կշարունակեն ընդլայնել եւ սպառում ավելի շատ ուժ:

Ըստ միջազգային էներգետիկայի (IEA), ամբողջ աշխարհում տվյալների կենտրոնները 2022 թվականին օգտագործում էին մոտավորապես 200 TW հոսք, եւ այդ թիվը ակնկալվում է զգալիորեն աճել, հատկապես AI եւ բարձրորակ հաշվարկների (HPC) աճով:

Նոր տեխնոլոգիաները եւ խելացի ձեւավորումները կրիտիկական կլինեն կայունության նպատակներով բարձրացող ուժի պահանջները հավասարակշռելու համար:

Եզրափակում

Այսպիսով, որքան ուժ է պետք տվյալների կենտրոնը: Պատասխանը կախված է հաստատության չափից եւ նպատակից, բայց այն կարող է փոքր տեղակայվել հարյուրավոր կիլովատներից `ավելի քան 100 մեգավատ, հիպերսչալ համալսարանում: Իշխանությունը միայն սերվերների վազք պահելու մասին չէ. Այն անհրաժեշտ է նաեւ սառեցման, էլեկտրաէներգիայի բաշխման եւ հաստատությունների գործառնությունների համար:

Թվային ծառայությունների աճող պահանջարկով տվյալների կենտրոնները ապագայում կդառնան միայն ավելի էներգիա: Այնուամենայնիվ, էներգաարդյունավետության, վերականգնվող էներգիայի ինտեգրման եւ ավելի խելացի ենթակառուցվածքների կառավարման առաջընթացներն օգնում են ժամանակակից տվյալների կենտրոններին նվազեցնել իրենց բնապահպանական ոտնահետքը `համընդհանուր հաշվարկային կարիքները բավարարելիս:

Հասկանալով տվյալների կենտրոնների էներգիայի դինամիկան անհրաժեշտ է տեխնոլոգիաների մասնագետների, բիզնեսի ղեկավարների եւ բնապահպանական քաղաքականություն մշակողների համար: Անկախ նրանից, թե դուք սերվերի ֆերմա եք կառուցում, թե ամպային ծառայություններ եք օգտագործում, չտեսնված էլեկտրաէներգիան, որ մեր թվային աշխարհը հանդիսանում է գլոբալ էներգիայի լանդշաֆտի կարեւոր մասը: