A Climate Group és a Global e-Sustainability Initiative 2008-ban közzétett tanulmányában (SMART 2020: Enabling the Low Carbon Economy in the Information Age) rámutat, hogy az IT-iparág a többi szektorra gyakorolt hatásán keresztül a jövő évtized végére 15 százalékkal csökkentheti az üvegházhatást kiváltó gázok kibocsátását világszinten. A Greenpeace ezt követően indította Cool IT kampányát, melynek részeként évente rangsorolja a legnagyobb IT-cégeket aszerint, hogy mennyivel járultak hozzá e cél eléréséhez a zöld technológiák fejlesztésével, saját energiahatékonyságuk javításával és lobbizással.
Külön is felhívja a figyelmet a környezetvédő szervezet a felhőszolgáltatások térhódításával rohamos ütemben épülő adatközpontokra, amelyek többsége ma még szénerőművekben termelt energiát használ. Ezek a létesítmények már jelenleg is nagyobb mértékben növelik az üvegházhatást, mint például a légi közlekedés, és energiafogyasztásuk tavaly mintegy 62 százalékkal nőtt világszinten. Kétségtelen, hogy a további, várhatóan gyorsuló növekedés fenntarthatósága érdekében új, az adatközpontok energiahatékonyságát fokozó és a környezetet kímélő technológiákra lesz szükség - amelyekről öt szállítót kérdeztünk.
Okos elosztóhálózat
Az ABB nyílt platformra épülő, Decathlon adatközpont infrastruktúramenedzsment (DCIM)-rendszere - melynek új verziója a múlt év végén jelent meg - folyamatosan figyeli a szerverek terhelését és hőmérsékletét, segíti a terhelés optimális elosztását annak érdekében, hogy a lehető legkevesebb hűtéssel biztosítható legyen a működésükhöz szükséges hőmérséklet.
- Megoldásunk különlegessége, hogy az energiafogyasztás dinamikus optimalizálása mellett a smart grid, az intelligens energetikai gerinchálózat koncepcióját is támogatja - mondta Farkas Tibor, az ABB Magyarország adatközpontokért felelős menedzsere. - Ebbe beletartozik a megújuló energiaforrások, a nap- és szélenergia használata, valamint a helyben termelt energia visszaadása a hálózatba. A Decathlont gyakran DCEM-nek nevezzük, mert a jellemzően több adatközponttal rendelkező nagyvállalatok számára lehetővé teszi a létesítmények vállalati szintű menedzselését, ami további költségoptimalizálást eredményez. A legnagyobb cégek az északi és a déli féltekén is építenek adatközpontokat, és a terhelést oda csoportosítják át, ahol éppen tél van, így ki tudják használni a környezeti adottságokat a szabadlevegős hűtés által. Ugyanez kisebb régión belül is működik, a terhelés országok között is mozgatható az aktuális energiaárak függvényében.
Az ABB emellett bevált egyenáramú (DC) betáplálást is kínál az adatközpontokhoz, amely az AC/DC-átalakítás és az azt kísérő energiaveszteség kiiktatásával növeli az energiahatékonyságot, amit a cég egyik legnagyobb referenciája, a svájci Green adatközpontja is tanúsít. Az ABB harmadik generációs egyenáramú betáplálási megoldásai várhatóan 2014 első negyedében jelennek meg.
A szünetmentes áramforrások hatásfoka is sokat javult a kezdetek óta, mára eléri a 90-95 százalékot. Ilyen UPS-ek mellett az APC by Schneider Electric innovatív hűtési megoldásokat is kínál adatközpontok kialakításához.
- A fizikai infrastruktúra legnagyobb fogyasztója a hűtés, így ezen lehet a legtöbbet megtakarítani - fogalmazott Szarka Attila, az APC by Schneider Electric adatközpont-megoldásokért felelős üzletfejlesztési vezetője. - Az APC által kifejlesztett, soralapú InRow hűtéstől az EcoAisle rackfolyosó-lezáró megoldáson keresztül az Uniflair beltéri hűtőkig és vízhűtőkig számos eszközzel, szabadhűtési megoldásokkal segítjük a hatékony hűtési rendszerek kialakítását. Az ideálisnak tekinthető 1-es PUE (Power Usage Effectiveness) értéket azonban a különleges, háromféle hűtési elvet is alkalmazó, moduláris EcoBreeze hűtőinkkel lehet a legjobban megközelíteni. Berendezésünk úgy alkalmazza a szabadlevegős hűtést, hogy a kültéri levegőt nem keveri a szerverszoba levegőjével, míg a melegebb napokon adiabatikus hűtéssel minimális szinten tartja a kompresszor üzemelését.
Az APC by Schneider Electric DCIM-szoftvert is kínál. A StruxureWare for Data Centers a kapacitások optimalizálása révén nemcsak a működési, hanem a beruházási költségek csökkentését is segíti, leveszi az adminisztráció terhét az üzemeltetők válláról, és a tervezett változtatások hatáselemzésével támogatja a döntéshozatalt. A megoldás alapján az IDC MarketScape jelentésében immár második alkalommal sorolta a Schneider Electricet a DCIM-megoldások vezető szállítói közé.
Új szelek fújnak
Informatikai eszközök gyártójaként a Dell másfelől közelít a hűtéssel járó energiafogyasztás csökkentéséhez: FreshAir technológiát alkalmazó szerverei nem igényelnek speciális hűtést. Tekintve, hogy a hűtés energiafogyasztása a szerver energiafelvételének 1,6-szorosára rúghat, ez jelentős megtakarítást hoz.
- FreshAir minősítésű rendszereink a megszokottnál jóval magasabb, 37 fokos hőmérsékleten működnek teljes üzemidőben, de évi 3,5 napos időtartamban (az üzemidő 1 százalékában) a 45 fokot is tolerálják - mondta Sipos Zoltán, a Dell Magyarország rendszermérnöke. - Térségünkben nem jellemző, hogy a külső hőmérséklet huzamosabb időn keresztül elérné vagy meghaladná ezt a szintet. Több száz szervert befogadó adatközpontot azonban építettünk már az egyik észak-amerikai sivatagban is, amelyben szabadlevegős hűtés mellett 45 fokon 1,04-es PUE értéket értünk el. A létesítmény kialakítására nézve nincsenek speciális követelmények, a kültéri, szűrt levegőt kell bejuttatni a szerverterembe, majd onnan kivezetni. Ehhez nem kell feltétlenül ventilátorokat használni, a hideg és a meleg levegő eltérő tömege közötti különbség biztosíthatja a természetes áramlást.
A Dell szerverei mellett a tárolókba, hálózati eszközökbe és áramelosztókba is beépíti a FreshAir technológiát, amelyet a cég weboldalán látható videó szerint a Facebook, a Google és a Microsoft is használ adatközpontjaiban. A megoldás a legnagyobb, 150 wattot meghaladó fogyasztású processzorokra épülő szerverek esetében bizonyos megkötések mellett alkalmazható, egyébként pár hónapon belül, felár nélkül elérhetővé válik a teljes termékvonalon. A Dell az eszközökre továbbra is 3+2 éves garanciát vállal, amely 2 évvel meghosszabbítható.
- A rohamosan növekvő teljesítmény- és tárkapacitás-igényre a szállítók egyre újabb megoldásokkal válaszolnak, így a kiélezett verseny és a gazdasági válság hatására az eszközök bekerülési ára csökken, egyre kisebb hányadát teszi ki egy adatközpont birtoklási összköltségének - mutatott rá Dienes-Oehm Tivadar, a Dell Magyarország ügyvezetője. - Ezért fontos, hogy a vállalat egy-egy informatikai eszköz és a teljes adatközpont üzemeltetési költségeit is mérje. Egy ötéves költségelemzésben a nagyobb hatékonysággal működő eszközök 20-30 százalékos különbséget is eredményezhetnek. Az utóbbi egy-két évben tapasztaljuk, hogy Magyarországon is egyre több az olyan tenderkiírás, amelyben a pályáztató már az informatikai eszközök energiahatékonyságát, olcsóbb üzemeltethetőségét is fontos követelményként határozza meg. Tízből öt esetben már ezzel találkozunk.
Ösztönzés és együttműködés
A HP konténerbe épített adatközpontja, az EcoPOD (HP POD 240a) szintén a környezeti levegővel hűti a szervereket. Energiahasznosítás tekintetében ez az egyik leghatékonyabb adatközpont-infrastruktúra, amellyel a gyártó szerint akár 1,15-ös PUE érték is elérhető magyarországi éghajlati viszonyok között.
Konvergált infrastruktúra-portfóliójában - amely a szerverek, tárolók, a hálózat és a menedzsmentszoftverek mellett a létesítmények felügyeletét is felöleli - a HP számos további megoldást kínál az adatközpontok energiahatékonyságának javítására.
- A működési költségek jelentős hányada a létesítmények üzemeltetéséből ered, ezért nagyobb energiahatékonyságot csak akkor lehet elérni, ha az IT-szakemberek figyelme a fizikai infrastruktúra területére is kiterjed - hangsúlyozta Deliága Ákos, a HP kritikus létesítményekért felelős közép-kelet-európai üzletfejlesztési vezetője. - Az egyik leggyakoribb hiba, amit a magyar vállalatok elkövetnek adatközpontjaikban, hogy a teljes szervertermet túlhűtik 22 fok körüli hőmérsékletre. Valójában a rackszekrények előoldalán, a hideg oldalon uralkodó hőmérséklet számít, de még ott is el lehet menni 27 fokig. Ma már széles körben hozzáférhető a tudás, amelynek birtokában egy év alatt megtérülő kisebb beruházás, pl. hideg-meleg sorok kialakítása mellett 10-15 százalékkal csökkenthető az energiafogyasztás. Hasznosítani kellene az adatközpont-tervezés és -kialakítás bevált gyakorlatát.
Magyarországon azonban ezt hátráltatja, hogy az adatközpont villanyszámláját nem az informatikai osztály, hanem más szervezeti egység fizeti. Mivel nem mérik ezen a téren, a kockázatkerülő informatika túlbiztosítja magát a működés zavartalansága érdekében, ami többletköltséghez vezet. Négyzetméterre vetítve egy adatközpont 100-szor annyi energiát fogyaszt, mint egy iroda, egy nagyvállalat energiafogyasztásából az IT akár 40 százalékot meghaladó mértékben is részesülhet. De ezt ma még nagyon kevés vállalat méri Magyarországon, ami lehetetlenné teszi az optimalizálást. A nagyobb energiahatékonyság elérésének egyik fontos előfeltétele az IT érdekeltté tétele.
A HP az adatközpont-infrastruktúra konszolidálásához fejlett szerver- és tárolórendszereket, termékeket és szolgáltatásokat kínál, amelyekkel az IT-infrastruktúra fizikai lábnyoma és energiafogyasztása első lépésben 50 százalékkal csökkenthető, majd optimalizálással a hatékonyság további 20-25 százalékkal javítható. Összességében 60-70-százalékos megtakarítás érhető el az energiaköltségeken. A HP Moonshot szerverek családját például olyan célrendszerek alkotják, amelyek az adott alkalmazási területen rendkívüli teljesítménynövekedést, -sűrűséget és energiahatékonyságot adnak. A jövő év első negyedében várható, újabb termékével a gyártó pl. 100 kW teljesítményt sűrít majd egyetlen rackszekrénybe, amely az IT-eszközök mellett a teljes áramellátási rendszert és a hűtést is magába foglalja.
- A célirányos megközelítés az adatközpontok tervezésére is érvényes - fűzte hozzá Deliága Ákos. - Egyetlen üzemeltetési környezeten belül is érdemes több szervertermet kialakítani, az oda kerülő rendszerek szolgáltatási szintjeinek megfelelő paraméterekkel. A legnagyobb hatékonyság az IT-szolgáltatásokkal szembeni elvárások ismeretében megválasztott eszközökkel, megfelelően kialakított létesítményben érhető el. Ugyanakkor a kívülről jövő ösztönzés is hasznos lehet. Korábban a HP szingapúri leányvállalatánál dolgoztam, ahol az utolsó évben projektjeink 80 százaléka az adatközpontok energiahatékonyságának növelését célozta. A városállam környezetvédelmi minisztériuma megbízott bennünket, hogy mérjük fel 23 adatközpont energiahatékonyságát, amelyekben 2,1-es átlagos PUE értéket állapítottunk meg. A kormány azóta csak olyan adatközpont-beruházást hagy jóvá, amelynél a leendő létesítmény PUE értéke 1,7-nél alacsonyabb lesz.
Hatékonyság holisztikusan
Míg a '90-es években elsősorban az informatikai rendszerek megbízható működése foglalkoztatta a szervezeteket, az ezredfordulót követően az üzemeltetés költségei is a figyelem középpontjába kerültek. Az IBM 2007-ben bejelentett koncepciójával köztudatba ültette a zöld adatközpont fogalmát, és a Green Grid konzorcium tagjaként több más - összeállításunkban is szereplő - szállítóval karöltve kidolgozta az energiahatékonyságot mutató PUE-érték számításának módszerét. Ez az érték, amely megmutatja, hogy a létesítmény egésze mennyivel fogyaszt több energiát, mint a benne elhelyezett IT-eszközök, a kezdeti 3-ról ma már 2 alá csökkent. Az IBM budapesti adatközpontja 2011-ben például európai energiahatékonysági díjat kapott, miután a PUE értéket a megcélzott 1,8 alá vitte.
- A globális szolgáltatók gyakran hideg éghajlatú területekre költöztetik adatközpontjaikat, ahol 13-15 fokos napi középhőmérséklet mellett szabad levegős hűtéssel 1,25-ös PUE értéket is elérnek, de a jelenlegi technológiákkal a mi éghajlati viszonyaink között is biztosítható az 1,4-es érték - mondta Vad János, az IBM Magyarország adatközpont-szakértője. - A fizikai infrastruktúrát tekintve ez olyan komponenseknek köszönhető, mint a kimagasló hatásfokkal működő UPS-ek, vagy az áramátalakítás veszteségeinek 30 százalékát megszüntető, egyenáramú berendezések, a legnagyobb szerepet azonban az új hűtési megoldások játsszák.
Egy adatközpont energiafogyasztásának 60 százalékát a hűtés teszi ki. Ha 1 fokkal emeljük a hőmérsékletet, amelyen az informatikai eszközök működnek, az kb. 5 százalék energiamegtakarítást eredményez.
- Mára uralkodó nézetté vált, hogy nem a szervertermet hűtjük, hanem a hőt a keletkezés helyéhez minél közelebb kezeljük, elvezetjük és lehetőleg hasznosítjuk pl. melegvíz-ellátásban, épületek fűtésében - fejtette ki Vad János. - A klasszikus, padló alól történő léghűtést kiegészíti vagy felváltja a folyadékhűtés, amelyet bevezethetünk a racksorokba, lezárt hideg és meleg sorokat alakítunk ki. Az IBM egyik legfrissebb fejlesztése, amely eredetileg a PowerSystem 775 szuperszámítógéphez készült, lehetővé teszi az informatikai eszközök alkatrészeinek közvetlen, belülről történő hűtését. Maga az alaplap a hűtőtest, ebben áramlik a hűtőfolyadék, amelyet mikrocsövek a legnagyobb hőtermelő komponensekbe, a processzorokba is elvezetnek. Az IBM a teljes adatközpont hűtőfolyadékba süllyesztésével is kísérletezik. Az áramoltatott folyadék hőfelvevő képessége 7-10-szer jobb, mint a levegőé, folyadékba merített testek esetében azonban a hatásfok ezerszeresére növekszik.
Az IT-erőforrások jobb hasznosítása, a virtualizáció szintén alapvető egy energiahatékony adatközpontban, azonban itt is figyelni kell az olyan finomságokra, mint a tápegységek optimális terhelési szintje, hatásfokuk ugyanis ezen a legjobb.
- Power5-ös processzoraival az IBM olyan technológiát is bejelentett, amely folyamatosan figyeli az alkatrészek igénybevételét és energiafelvételét, majd csökkenti a kisebb terhelés alatt működő processzorok órajelét, illetve a terhelés átcsoportosításával kikapcsolja az átmenetileg feleslegessé vált komponenseket, így azok hűtőfelületté válnak - mondta Sepp Norbert, az IBM Magyarország rendszermérnöke. - A szabályozás dinamikusságát beépített szenzorokból nyert adatokra támaszkodó, szoftveres intelligencia szolgálja.
Az IBM hasonló, intelligens megoldással felügyeli a szerverek előoldalán beáramló levegő hőmérsékletét és sebességét, a ventilátorok működését, de olyan egyszerű fogással is növeli az energiahatékonyságot, mint a rackszekrények 90 fokos elforgatása. Az elsőként az iDataplex szuperszámítógépnél alkalmazott megoldás lényege, hogy a rackszekrények nem 60, hanem 100 cm széles felülettel fordulnak a hideg sor felé, és a levegő is rövidebb utat tesz meg a gépek belsejében, így magasabb hőfokon léphet be.
- Az IBM kutatói a jelenlegitől eltérő, optikai, illetve grafén-alapú processzortechnológiákat is fejlesztenek, amelyek a jövőben forradalmasíthatják az adatközpontok energiahatékonyságát is - tette hozzá Sepp Norbert. - A technológiai megoldások mellett azonban fontos, hogy a vállalat ne elszigetelten, hanem a szervezet egészének kontextusában értelmezze az adatközpont energiafogyasztását. A folyadékhűtés bevezetése nagyobb beruházással járhat, de lehetőséget ad arra, hogy a vállalat az adatközpontban keletkező hőt hulladék helyett erőforrásként kezelve pl. az irodáit fűtse. Egy első pillantásra alacsonyabb energiahatékonyságot mutató PUE érték ebben az összefüggésben más megvilágításba kerül. Az adatközpontot működtető szervezet számára gyakran a kevésbé hatékonynak tűnő részek összege adhatja a legjobb megoldást.
