Қарау саны: 0 Автор: Сайт редакторы Жариялау уақыты: 06.06.2025 Шығу: Сайт
Қазіргі цифрлық әлемде деректер орталықтары бейне ағыны мен бұлттық есептеулерден бастап онлайн-банкинг пен жасанды интеллектке дейін барлығын басқаратын көрінбейтін қозғалтқыштар болып табылады. Бірақ біз жылдам жүктелетін веб-сайттар мен нақты уақыттағы деректерге қол жеткізудің ыңғайлылығын сезінсек те, көптеген адамдар мұны мүмкін ету үшін қажет ауқымды инфрақұрылымды сирек қарастырады. Бұл инфрақұрылымның ең маңызды құрамдастарының бірі – қуат.
Деректер орталықтары мыңдаған серверлерді, желілік жабдықты және салқындату жүйелерін орналастыратын энергияны көп қажет ететін нысандар. Бірақ деректер орталығына қанша қуат қажет? Жауап бірнеше факторларға байланысты, соның ішінде деректер орталығының өлшемі, пайдаланылатын технология, салқындату инфрақұрылымы және қуат қаншалықты тиімді басқарылады.
Бұл мақалада біз не анықтайтынын қарастырамыз деректер орталығының қуат тұтынуы, оның қалай өлшенетіні, неліктен маңызды екені және қазіргі заманғы деректер орталықтары тұрақтылыққа көбірек алаңдайтын әлемде энергияны үнемдеуге қалай ұмтылатыны.
Қуат қажеттіліктеріне кіріспес бұрын, деректер орталығының не екенін түсіну маңызды. Деректер орталығы – серверлер, сақтау құрылғылары, қосқыштар және қауіпсіздік жүйелері сияқты компьютерлік жүйелерді және оларға қатысты құрамдастарды сақтайтын және басқаратын мамандандырылған мекеме. Бұл орталықтар веб-сайттарды орналастыру, бұлттық қызметтерді басқару, деректерді сақтау және компанияларға немесе жеке тұлғаларға арналған қолданбаларды іске қосуға арналған негіз ретінде қызмет етеді.
Деректер орталықтары бірнеше жабдығы бар шағын бөлмелерден бастап Amazon, Google, Microsoft және Facebook сияқты технологиялық алпауыттар басқаратын гипер масштабты деректер орталықтары ретінде белгілі жүздеген мың шаршы футтарды қамтитын үлкен нысандарға дейін ауытқиды.
А деректер орталығының қуат тұтынуы тек жұмыс істейтін компьютерлермен шектелмейді. Шын мәнінде, серверлерді қуаттандыру суреттің бір бөлігі ғана. Қуатты тұтынатын негізгі аймақтарға мыналар жатады:
АТ жабдықтары : серверлер, сақтау жүйелері және желілік құрылғылар.
Салқындату жүйелері : қызып кетудің алдын алу үшін кондиционерлер, салқындатқыштар және желдеткіштер.
Қуатты тарату : Трансформаторлар, үздіксіз қуат көздері (UPS) және резервтік генераторлар.
Жарықтандыру және қауіпсіздік : шамдар, камералар және өрт сөндіру жүйелері.
Өйткені бұл жабдықтың барлығы үздіксіз жұмыс істеуі керек — тәулігіне 24 сағат, жылына 365 күн — қуат тұтыну үздіксіз және маңызды.
Деректер орталығының қуат қажеттіліктері әртүрлі болуы мүмкін, бірақ жалпы түсінік алу үшін кейбір жалпы сценарийлерді қарастырайық.
Бір компанияға қызмет көрсететін шағын бизнес немесе кәсіпорын деректер орталығы кез келген жерде 100 киловатт (кВт) пен 500 кВт аралығындағы қуатты пайдалана алады. Бұл олардың қаншалықты тиімді пайдаланылғанына байланысты бірнеше жүзден бірнеше мыңға дейін серверлерді қуаттандыруға жеткілікті.
Орташа өлшемді деректер орталықтары 1-5 мегаватт (МВт) қуат тұтына алады. Бір мегаватт 1000 киловаттқа тең, сондықтан бұл қазірдің өзінде айтарлықтай секіріс. Бұл деректер орталықтары ондаған мың виртуалды машиналарды немесе веб-сайттарды орналастыра алады.
Бұлттық провайдерлерге немесе ірі корпорацияларға тиесілі ірі нысандар 10 МВт-тан 100 МВт-тан астам қуатты тұтына алады. Мұны перспективаға қою үшін, 100 МВт Америка Құрама Штаттарындағы 100 000 орташа үй пайдаланатын қуат мөлшерімен бірдей. Facebook, Google және Microsoft көбіне тапсырыс бойынша жасалған инфрақұрылыммен және жаңартылатын энергия көздерімен жұмыс істейтін осындай үлкен деректер орталықтарын басқарады.
Деректер орталығының өз қуатын қаншалықты тиімді пайдаланатынын түсіну үшін сала мамандары жиі қуатты пайдалану тиімділігі (PUE) деп аталатын көрсеткішке жүгінеді. Бұл жалпы қондырғы қуатының тек АТ жабдығы пайдаланатын қуатқа қатынасы.
PUE = Құрылғының жалпы қуаты / АТ жабдығының қуаты
PUE 1,0 өте қолайлы және әрбір ватт есептеу үшін пайдаланылатынын білдіреді.
әрбір 1,5 PUE мәні АТ қуаты үшін тағы 0,5 ватт салқындату, жарықтандыру немесе басқа функциялар үшін жұмсалатынын білдіреді.
Заманауи, энергияны үнемдейтін деректер орталықтарында жиі 1,1 немесе 1,2-ге жақын PUE болады, ал ескі немесе тиімділігі төмен нысандарда 2,0-ден жоғары PUE болуы мүмкін.
Деректер орталығының қанша қуат тұтынатынына әсер ететін негізгі элементтерді бөліп көрейік.
Шағын кеңістіктегі көбірек серверлер есептеу қуаты мен салқындату қажеттілігін арттырады. Тығыздығы жоғары тартпа 10–20 кВт немесе одан көп, ал төмен тығыздықтағы 2–4 кВт-ты пайдалана алады.
Салқындату - деректер орталығындағы ең үлкен АТ емес қуат тартуларының бірі. Дәстүрлі ауаны баптау энергияны көп қажет етеді, ал сұйық салқындату немесе бос ауамен салқындату (сыртқы ауаны пайдаланатын) сияқты заманауи әдістер энергия қажеттілігін айтарлықтай азайтады.
Виртуализация бірнеше қолданбаларға аз физикалық машиналарда жұмыс істеуге мүмкіндік береді, бұл жалпы жабдықты және қуатты пайдалануды азайтады. Виртуализацияны жақсырақ пайдаланатын деректер орталықтары бір есептеу тапсырмасына жиі қуатты аз тұтынады.
Ескі серверлер мен желілік жабдық заманауи, энергияны үнемдейтін машиналарға қарағанда көбірек қуат тұтынады және көбірек жылу шығарады. Инфрақұрылымды жаңарту энергия тұтынуды айтарлықтай азайтуға мүмкіндік береді.
Салқынырақ климаттағы деректер орталықтары салқындату үшін аз қуат қажет болуы мүмкін. Сондықтан көптеген деректер орталықтары Исландия немесе Скандинавия сияқты жерлерде орналасқан, мұнда жылдың көп бөлігінде серверлерді салқындату үшін сыртқы ауаны пайдалануға болады.
Энергияны пайдалану ауқымын жақсырақ түсіну үшін мына жерде бірнеше нақты мысалдар келтірілген:
Google деректер орталықтары : Google бүкіл әлем бойынша деректер орталықтарын қуаттандыру үшін бір жылда шамамен 5,6 тераватт-сағат (ТВт/сағ) электр энергиясын пайдаланғанын хабарлады. Бұл орташа деңгейдегі елдің жылдық электр энергиясын тұтынуымен салыстыруға болады.
Facebook (Meta) : Facebook деректер орталықтары бір ғимаратқа шамамен 3–4 МВт тұтынады, ал үлкен кампустарда бірнеше ғимарат болуы мүмкін.
Гипермасштабты деректер орталығының кампусы : бір гипермасштабтық кампустың жалпы жүктемесі 50 МВт немесе одан да көп болуы мүмкін, бұл бүкіл қалаларды қуаттандыруға жеткілікті.
Қуат деректер орталықтары үшін ең үлкен операциялық шығындардың бірі болып табылады, көбінесе персоналдан кейінгі екінші орында. Бір МВт қуат жергілікті қуат бағасына және нысанның тиімділігіне байланысты жылына шамамен 700 000 доллардан 1 миллион долларға дейін тұрады.
10 МВт деректер орталығы үшін бұл тек электр энергиясының құнына жыл сайын 7 миллионнан 10 миллион долларға дейін айналады. Сондықтан электр қуатын тұтынуды аз болса да азайту жаппай үнемдеуге әкелуі мүмкін.
Климаттың өзгеруіне және көміртегі шығарындыларына қатысты алаңдаушылықтың артуына байланысты деректер орталықтары қоршаған ортаға зиянсыз болу үшін күшейіп келеді. Көптеген компаниялар инвестиция салады:
Жаңартылатын энергия : Google, Amazon және Microsoft өздерінің деректер орталықтарын жел, күн және су арқылы 100% жаңартылатын энергиямен қуаттандыруға міндеттенді.
Көміртегінің орнын толтыру : Кейбір компаниялар шығарындыларын өтеу үшін көміртегі несиелерін сатып алады.
Энергияны үнемдейтін дизайн : төмен PUE конструкциялары, жақсартылған ауа ағыны жүйелері және тиімдірек салқындату технологиялары бар жаңа деректер орталықтары салынуда.
Деректер орталықтары сонымен қатар жұмыс жүктемесіне байланысты қуатты бөлу мен салқындатуды оңтайландыру үшін машиналық оқыту алгоритмдерін қолданып, AI негізіндегі энергияны басқарумен тәжірибе жасауда.
Деректерді сақтауға, бұлтты есептеулерге және жасанды интеллектке ғаламдық сұраныс тез өсуде. Нәтижесінде деректер орталықтары кеңейе береді және көбірек қуат тұтынады.
Халықаралық энергетикалық агенттіктің (IEA) мәліметтері бойынша, дүние жүзіндегі деректер орталықтары 2022 жылы шамамен 200 ТВт/сағ электр энергиясын пайдаланды және бұл сан әсіресе AI мен жоғары өнімді есептеулердің (HPC) өсуімен айтарлықтай өседі деп күтілуде.
Жаңа технологиялар мен ақылды дизайн тұрақтылық мақсаттарымен өсіп келе жатқан қуат талаптарын теңестіруде маңызды болады.
Сонымен, деректер орталығына қанша қуат қажет? Жауап нысанның өлшемі мен мақсатына байланысты, бірақ ол шағын қондырғыдағы жүздеген киловатттан гипершкаладағы кампуста 100 мегаваттқа дейін болуы мүмкін. Қуат тек серверлердің жұмысын қамтамасыз ету ғана емес, ол сонымен қатар салқындату, қуатты тарату және мекеме жұмысы үшін қажет.
Цифрлық қызметтерге сұраныстың өсуіне байланысты дата орталықтары болашақта тек энергияны көп қажет ететін болады. Дегенмен, энергия тиімділігін арттыру, жаңартылатын қуат көздерін біріктіру және инфрақұрылымды ақылды басқару саласындағы жетістіктер заманауи деректер орталықтарына ғаламдық есептеу қажеттіліктерін қанағаттандыра отырып, олардың қоршаған ортадағы ізін азайтуға көмектесуде.
Деректер орталықтарының қуат динамикасын түсіну технология мамандары, бизнес көшбасшылары және қоршаған ортаны қорғау саласындағы саясаткерлер үшін өте маңызды. Сервер фермасын құрып жатсаңыз немесе бұлттық қызметтерді пайдалансаңыз да, цифрлық әлемімізді қуаттандыратын көзге көрінбейтін электр энергиясы жаһандық энергетикалық ландшафттың маңызды бөлігі болып табылады.
