Wyświetlenia: 0 Autor: Edytor witryny Publikuj czas: 2025-06-09 Pochodzenie: Strona
W dzisiejszym cyfrowym świecie centra danych to niewidoczne silniki napędzające wszystko, od przesyłania strumieniowego wideo i przetwarzania w chmurze po bankowość internetową i sztuczną inteligencję. Ale chociaż doświadczamy wygody szybko ładujących witryny i dostępu do danych w czasie rzeczywistym, większość ludzi rzadko rozważa ogromną infrastrukturę potrzebną, aby to umożliwić. Jednym z najważniejszych elementów tej infrastruktury jest moc.
Centra danych to energochłonne obiekty, w których znajdują się tysiące serwerów, sprzętu sieciowego i systemów chłodzenia. Ale ile mocy potrzebuje centrum danych? Odpowiedź zależy od kilku czynników, w tym wielkości centrum danych, zastosowanej technologii, infrastruktury chłodzenia i tego, jak skutecznie zarządzana jest moc.
W tym artykule zbadamy, co określa Zużycie energii w centrum danych , jak jest mierzone, dlaczego ma to znaczenie i jak współczesne centra danych starają się stać się bardziej energooszczędnymi w świecie coraz bardziej zaniepokojonym zrównoważonym rozwojem.
Przed zanurzeniem się w potrzeby władzy ważne jest, aby zrozumieć, czym jest centrum danych. Centrum danych to wyspecjalizowany obiekt, który przechowuje i zarządza systemami komputerowymi i powiązanymi komponentami, takimi jak serwery, urządzenia pamięci, przełączniki i systemy bezpieczeństwa. Centra te służą jako kręgosłup do hostowania stron internetowych, zarządzania usługami w chmurze, przechowywania danych i uruchamiania aplikacji dla firm lub osób fizycznych.
Centra danych wahają się od małych pokoi zawierających kilka stojaków sprzętu po masywne obiekty obejmujące setki tysięcy stóp kwadratowych, znane jako hiperskalne centra danych, obsługiwane przez gigantów technologicznych, takich jak Amazon, Google, Microsoft i Facebook.
A Zużycie energii w centrum danych wykracza daleko poza tylko uruchamianie komputerów. W rzeczywistości zasilanie serwerów jest tylko częścią obrazu. Główne obszary, w których spożywa się moc, obejmują:
Sprzęt IT : serwery, systemy pamięci i urządzenia sieciowe.
Systemy chłodzenia : klimatyzatory, chłodnicy i wentylatory, aby zapobiec przegrzaniu.
Rozkład zasilania : transformatory, zasilacze nieprzerwane (UPS) i generatory tworzenia kopii zapasowych.
Oświetlenie i bezpieczeństwo : światła, kamery i systemy tłumienia ognia.
Ponieważ cały ten sprzęt musi działać w sposób ciągły - 24 godziny dziennie, 365 dni w roku - konsumpcja siły jest ciągła i znacząca.
Potrzeby mocy centrum danych mogą się znacznie różnić, ale przyjrzyjmy się niektórym powszechnym scenariuszom, aby uzyskać ogólne zrozumienie.
Centrum danych dla małych firm lub przedsiębiorstw, które obsługuje jedną firmę, może użyć w dowolnym miejscu od 100 kilowatów (kW) do 500 kW mocy. To wystarczy, aby zasilić kilkaset tysięcy serwerów, w zależności od tego, jak wydajnie są one używane.
Średniej wielkości centra danych mogą zużywać 1 do 5 megawatów (MW) mocy. Jedna megawat równa się 1000 kilowatów, więc jest to już znaczący skok. Te centra danych mogą hostować dziesiątki tysięcy wirtualnych maszyn lub stron internetowych.
Obiekty na dużą skalę należące do dostawców chmur lub dużych korporacji mogą spożywać 10 MW do ponad 100 MW mocy. Mówiąc inaczej, 100 MW to mniej więcej tyle samo mocy używanej przez 100 000 średnich domów w Stanach Zjednoczonych. Facebook, Google i Microsoft obsługują tak ogromne centra danych, często zasilane przez niestandardowe infrastrukturę i odnawialne źródła energii.
Aby zrozumieć, w jaki sposób centrum danych wykorzystuje swoją moc, eksperci branżowi często odnoszą się do metryki zwanej efektywnością zużycia energii (PUE). Jest to stosunek całkowitej mocy obiektu do mocy używanej przez sam sprzęt IT.
Pue = zasilanie zasilania / sprzętu do ogółem
Pue 1,0 jest idealny i oznacza, że każdy wat jest używany do obliczeń.
Pue 1,5 oznacza, że dla każdej mocy IT, kolejne 0,5 watów są używane do chłodzenia, oświetlenia lub innych funkcji.
Nowoczesne, energooszczędne centra danych często mają PUE bliskie 1,1 lub 1,2, podczas gdy starsze lub mniej wydajne obiekty mogą mieć PUE powyżej 2.0.
Rozbijmy główne elementy, które wpływają na to, ile mocy zużywa centrum danych.
Więcej serwerów w małej przestrzeni zwiększa potrzebę zarówno mocy obliczeniowej, jak i chłodzenia. Stojak o wysokiej gęstości może pobierać 10–20 kW lub więcej, podczas gdy niska gęstość może użyć zaledwie 2–4 kW.
Chłodzenie jest jedną z największych losowania mocy innej niż IT w centrum danych. Tradycyjne klimatyzacja jest energooszczędna, podczas gdy nowoczesne techniki, takie jak chłodzenie cieczy lub chłodzenie wolnego powietrza (które wykorzystują powietrze zewnętrzne), mogą znacznie zmniejszyć potrzeby energii.
Wirtualizacja umożliwia wiele aplikacji na mniejszą liczbę maszyn fizycznych, zmniejszając ogólne zużycie sprzętu i zasilania. Centra danych, które lepiej wykorzystują wirtualizację, często zużywają mniej energii na zadanie obliczeniowe.
Starsze serwery i sprzęt sieciowy często zużywają więcej mocy i wytwarzają więcej ciepła niż nowoczesne, energooszczędne maszyny. Uaktualnianie infrastruktury może znacznie zmniejszyć zużycie energii.
Centra danych w chłodniejszych klimatach mogą wymagać mniejszej mocy do chłodzenia. Właśnie dlatego wiele centrów danych znajduje się w miejscach takich jak Islandia lub Skandynawia, gdzie powietrze zewnętrzne może być używane do ochłodzenia serwerów przez większość roku.
Aby lepiej zrozumieć skalę zużycia energii, oto kilka rzeczywistych przykładów:
Centra danych Google : Google zgłosił, że przy użyciu około 5,6 terawatowych godzin (TWH) energii elektrycznej w ciągu jednego roku w celu zasilania jej centrów danych na całym świecie. Jest to porównywalne z rocznym zużyciem energii elektrycznej w średnim kraju.
Facebook (meta) : centra danych Facebooka zużywają około 3–4 MW na budynek, a duże kampusy mogą mieć wiele budynków.
Kampus Centrum danych hiperskalnych : pojedynczy kampus Hyperscale może mieć całkowite obciążenie 50 MW lub więcej, wystarczająco, aby zasilić całe miasta.
Power jest jednym z największych kosztów operacyjnych centrów danych, często ustępujących tylko pracownikom. Pojedynczy MW energii kosztuje około 700 000 do 1 miliona USD rocznie, w zależności od lokalnych cen energii i wydajności obiektu.
W przypadku centrum danych 10 MW przekłada się to na 7 milionów do 10 milionów USD rocznie kosztów energii elektrycznej. Dlatego zmniejszenie zużycia energii nawet o niewielki procent może prowadzić do ogromnych oszczędności.
Wraz ze wzrostem obaw związanych z zmianami klimatu i emisji dwutlenku węgla centra danych są pod rosnącą presją, aby stać się bardziej przyjaznymi dla środowiska. Wiele firm inwestuje w:
Energia odnawialna : Google, Amazon i Microsoft zobowiązali się do zasilania swoich centrów danych 100% energii odnawialnej poprzez wiatr, słoneczne i hydro.
Offetowanie węgla : niektóre firmy kupują kredyty węglowe, aby zrekompensować emisję.
Energo efektywna : budowane są nowe centra danych z projektami o niskim poziomie, ulepszone systemy przepływu powietrza i bardziej wydajne technologie chłodzenia.
Centra danych eksperymentują również z zarządzaniem energią opartą na sztucznej inteligencji, wykorzystując algorytmy uczenia maszynowego w celu optymalizacji dystrybucji i chłodzenia w oparciu o wymagania obciążenia.
Globalne zapotrzebowanie na przechowywanie danych, przetwarzanie w chmurze i sztuczną inteligencję gwałtownie rośnie. W rezultacie centra danych będą nadal rozwijać i pochłaniać większą moc.
Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA) centra danych na całym świecie wykorzystały około 200 TWH energii elektrycznej w 2022 r. I oczekuje się, że liczba ta będzie znacznie wzrosnąć, szczególnie wraz ze wzrostem AI i wysokiej wydajności obliczeń (HPC).
Nowe technologie i mądrzejsze projekty będą miały kluczowe znaczenie dla równoważenia rosnących wymagań władzy z celami zrównoważonego rozwoju.
Ile mocy potrzebuje centrum danych? Odpowiedź zależy od wielkości i celu obiektu, ale może wynosić od setek kilowatów w niewielkiej konfiguracji do ponad 100 megawatów w kampusie Hyerscale. Moc nie polega tylko na utrzymaniu serwerów - jest również potrzebne do chłodzenia, dystrybucji energii i operacji obiektu.
Wraz z rosnącym zapotrzebowaniem na usługi cyfrowe centra danych staną się bardziej energooszczędne tylko w przyszłości. Jednak postęp w zakresie efektywności energetycznej, integracji energii odnawialnej i inteligentniejszym zarządzaniu infrastrukturą pomagają nowoczesnym centrom danych zmniejszyć ich ślad środowiskowy przy jednoczesnym zaspokajaniu globalnych potrzeb obliczeniowych.
Zrozumienie dynamiki władzy centrów danych jest niezbędne zarówno dla specjalistów technologicznych, liderów biznesu, jak i decydentów o środowisku. Niezależnie od tego, czy budujesz farmę serwerową, czy korzystasz z usług w chmurze, niewidzialna energia elektryczna zasila nasz świat cyfrowy, jest istotną częścią globalnego krajobrazu energetycznego.
