Wprowadzenie do Data Center
W typowym centrum danych energia elektryczna jest wykorzystywana do obsługi sprzętu technologii informacyjno-komunikacyjnych (ICT) i jego urządzeń pomocniczych. Około 45% energii elektrycznej zużywa sprzęt ICT, który obejmuje serwery, magazyny i sieci. Pozostałe 55% energii elektrycznej jest zużywane przez urządzenia, w tym system dystrybucji energii, zasilacze awaryjne, agregaty chłodnicze, klimatyzatory do pomieszczeń komputerowych, światła i tak dalej. Poprawa zużycia energii przez sprzęt i urządzenia ICT jest niezbędna dla efektywnego wykorzystania energii. Wiele badań dowiodło, że zwiększa się ilość gazów cieplarnianych spowodowanych działalnością człowieka powodującą globalne ocieplenie. Zanim zaczniemy mówić o zarządzaniu centrum danych, spójrzmy na wprowadzenie do Data Center .
Centra danych i globalne ocieplenie
Ludzie wytwarzają wszelkiego rodzaju ciepło z gotowania żywności, produkcji towarów, budowania domów, transportu pasażerskiego i towarowego oraz działań ICT. Technologie informacyjno-komunikacyjne nadal są wszechobecną siłą w globalnej gospodarce, która obejmuje surfowanie po Internecie, informatykę, zakupy online, bankowość internetową, telefon komórkowy, sieci społecznościowe, usługi medyczne i maszynę eksaskalową (superkomputer). Wszystkie wymagają energii w centrach danych i w rezultacie oddają ciepło. Jeden watowy sygnał wejściowy do przetwarzania danych daje 1 W mocy cieplnej. W rezultacie wszystkie centra danych pobierają energię i oddają ciepło. Nie możemy przestać wydawać ciepła, ale możemy zmniejszyć moc cieplną poprzez wydajne zarządzanie poborem energii.
Definicja centrum danych
Termin „centrum danych” oznacza inaczej dla różnych osób. Niektóre z używanych nazw to centrum danych, hala danych, farma danych, hurtownia danych, sala komputerowa, serwerownia, laboratorium oprogramowania badawczo-rozwojowego, laboratorium o wysokiej wydajności, obiekt hostingowy, kolokacja i tak dalej. Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska definiuje centrum danych jako:
„Przede wszystkim sprzęt elektroniczny używany do przetwarzania danych (serwery), przechowywania danych (sprzęt do przechowywania) i komunikacji (sprzęt sieciowy). Łącznie ten sprzęt przetwarza, przechowuje i przesyła informacje cyfrowe ”.
„Specjalistyczny sprzęt do konwersji mocy i zapasowy, zapewniający niezawodne zasilanie o wysokiej jakości, a także sprzęt do kontroli środowiska w celu utrzymania odpowiedniej temperatury i wilgotności dla urządzeń ICT”.
Centra danych są zaangażowane w każdy aspekt życia prowadzony przez Amazon, AT&T, CIA, Citibank, Disneyworld, eBay, FAA, Facebook, FEMA, FBI, Harvard University, IBM, Mayo Clinic, NASA, NASDAQ, State Farm, rząd USA, Twitter, Walmart, Yahoo, Zillow, itp. Ta lista A – Z odzwierciedla „podstawowe potrzeby” żywności, odzieży, schronienia, transportu, opieki zdrowotnej i działań społecznych, które obejmują relacje między jednostkami w społeczeństwie. Centrum danych może zużywać energię elektryczną od 1 do ponad 500 MW. Niezależnie od wielkości i celu, wszystkie centra danych służą jednemu celowi, a mianowicie przetwarzaniu informacji.
Trendy zużycia energii i efektywne wykorzystanie energii elektrycznej
W wyniku rosnących działań, takich jak analityka dużych zbiorów danych, usługi online, mobilne łącza szerokopasmowe, działalność społeczna, biznes komercyjny, przemysł wytwórczy, opieka zdrowotna, edukacja, medycyna, nauka i inżynieria, zapotrzebowanie na energię będzie nadal rosło. W centrum danych znajdują się urządzenia i urządzenia ICT wykorzystywane do chłodzenia sprzętu ICT. Podczas gdy chłodzenie powietrzem jest nadal najbardziej ekonomicznym sposobem chłodzenia serwerów w szafach, chłodzenie wodą jest najbardziej wydajnym sposobem usuwania ciepła wytwarzanego przez procesory.
Możliwości oszczędzania energii na poziomie serwera obejmują korzystanie z urządzeń o oznaczeniu ENERGY STAR, serwera chłodzenia wodą, dysku półprzewodnikowego i wentylatora o zmiennej prędkości w serwerach. Wirtualizacja może być zastosowana w celu zwiększenia wydajności wykorzystania serwera.
Różne typy centrów danych
Centrum danych wirtualizacji . Wirtualizacja to metoda uruchamiania wielu niezależnych wirtualnych systemów operacyjnych na jednym komputerze fizycznym. Jest to sposób na umożliwienie tej samej ilości przetwarzania na mniejszej liczbie serwerów poprzez zwiększenie wykorzystania serwera. Zamiast obsługiwać wiele serwerów przy niskim wykorzystaniu procesora, wirtualizacja łączy moc przetwarzania na mniejszej liczbie serwerów, które działają przy wyższym wykorzystaniu.
Centrum danych Cloud Computing . Cloud computing to ewoluujący model. Charakteryzuje się łatwym dostępem, na żądanie, szybko adaptowalnym, elastycznym, ekonomicznym i samoobsługowym do współdzielenia puli zasobów komputerowych, które obejmują serwery, pamięć masową, sieci, aplikacje i usługi. Pojemność chmury może być szybko dostarczana, kontrolowana i mierzona. Chmura obliczeniowa zapewnia różne modele usług, w tym oprogramowanie jako usługę (SaaS), infrastrukturę jako usługę (IaaS) i platformę jako usługę (PaaS). HP „Everything as a Service” zapewnia model usług w następujący sposób: „Dzięki chmurze wszystko będzie dostarczane jako usługa, od mocy obliczeniowej do procesów biznesowych, do osobistych interakcji”. Przetwarzanie w chmurze jest wdrażane w publicznych, prywatnych, społecznościowych lub modele chmur hybrydowych. Przynosi korzyści menedżerom centrów danych, oferując gromadzenie zasobów i optymalizację wykorzystania zasobów przy niższych kosztach. IDC szacuje, że do 2015 r. 20% informacji zostanie „dotkniętych” przez przetwarzanie w chmurze.
Centrum danych definiowane przez oprogramowanie . Oprogramowanie Data Defined Data Center (SDDC), pionierskie w VMware, jest podejściem architektonicznym, które obejmuje całą infrastrukturę teleinformatyczną (serwer, pamięć masową, sieć i bezpieczeństwo) wirtualizowaną za pomocą niezależnego od sprzętu systemu zarządzania. SDDC może być budulcem chmury, a chmura może być rozszerzeniem SDDC. Maszyny wirtualne można wdrożyć w ciągu kilku minut przy niewielkim zaangażowaniu człowieka. Aplikacje obsługujące mogą działać w ciągu kilku minut, co skraca czas uzyskania wartości. SDDC maksymalizuje wykorzystanie infrastruktury fizycznej. W rezultacie SDDC zmniejsza wydatki kapitałowe, zwiększa wykorzystanie zasobów, poprawia wydajność operacyjną i zwiększa wydajność ICT. SDDC prawdopodobnie obniży koszty sprzętu centrum danych.
