Anul trecut, pentru prima oară în cei 12 ani de când Uptime Institute monitorizează evoluția la nivel global a indicelui de eficiență energetică a industriei centrelor de date, valoarea acestuia a crescut. Conform Global Data Center Survey , Power Usage Effectiveness (PUE) a avut în 2019 o valoare de 1,67, în creștere față de anul precedent cu 0,09. Practic, valoarea PUE de anul trecut a fost egală cu cea înregistrată în 2012!

Pesimiștii susțin că evoluția trebuie interpretată ca un semnal de alarmă, în condițiile în care consumul anual de energie electrică al industriei Data Center (estimat la 200 TWh) crește constant. Și mai ales ținând cont de faptul că din 2007 până în 2018, indicele PUE a scăzut de la an de an, ajungând de la 2,5 la 1,58, adică cu peste 60% în intervalul menționat.

Este adevărat însă că, dacă privim mai cu atenție datele Uptime Institute, vom vedea că cea mai scădere a indicelui PUE s-a înregistrat în prima jumătate a perioadei. Și că din 2013 (PUE de 1,65) până în 2018 evoluția descrescătoare s-a atenuat, diminuarea fiind de doar 0,07.

Însă chiar și așa evoluția este inexplicabilă.

Aparent doar pentru că, evident, explicații există și motivele sunt cât se poate de solide.

Astfel, potrivit specialiștilor, principală cauză a creșterii indicelui de eficiență energetică semnalată de Uptime Institute o reprezintă migrarea aplicațiilor și serverelor din centrele de date on-premises către mediile cloud publice, respectiv adoptarea arhitecturilor hibride.

Este un fenomen extins, care face ca în numeroase situații Data Centerele deținute și operate in-house să funcționeze ineficient. Pe de o parte pentru că, în condițiile în care tot mai multe servere sunt mutate în Cloud, indicele PUE crește deoarece restul soluțiilor auxiliare – în special cele de răcire, care sunt responsabile de aproximativ 30% din consumul de energie electrică – nu sunt redimensionate corespunzător. Pe de altă parte, pentru că migrarea aplicațiilor crește numărul serverelor subutilizate (potrivit statisticilor Comisiei Europene, în 2015 nivelul de încărcare varia între 10 și 25%) și a celor menținute în funcțiune în mod inerțial (așa numitele „comatose servers“, care pot ajunge să reprezinte și până la 30% din totalul mașinilor fizice sau virtuale dintr-un centru de date, după cum arată studiile realizate de Stanford University și Uptime Institute).

O altă explicație a fenomenului constă în faptul că eficiența energetică a unui server este direct proporțională cu „mediul“ în care se află. Conform unui studiu realizat de Lawrence Berkeley National Laboratory și citat recent de Bloomberg,  un server aflat într-un Data Room are un indice PUE de 2, în timp ce același model de server hostat într-un centru de date hyperscale ajunge la o valoare de 1,2. În cazul unui astfel de Data Center, 80% din consumul de energie merge către echipamentele IT (servere, stocare, rețea) și doar 13% către sistemele de răcire.

Comparativ, valoarea PUE stabilită de Uptime Institute pentru 2019 (1,67) arată că doar 60% din consumul de energie revine IT-ului. În top se află marii funizori de servicii cloud, precum Google, care înregistrează în centrele sale de date o medie PUE de 1,11. (Și chiar de 1,06 în unele Data Centere, compensând astfel cel mai ineficient centru, cel din Singapore, unde temperaturile ridicate și umiditatea crescută fac că valoarea PUE să fie de 1,17.)

Unii analiști estimează că, în contextul în care adopția modelului hybrid cloud va continua să capete amploare, este posibil să asistăm și anul acesta la o evoluție similară a indicelui PUE la nivelul industriei Data Center. Pe de altă parte însă, efectele migrării în cloud pot fi „compensate“ prin reajustări ale sistemelor auxiliare și retehnologizări, respectiv prin adoptarea de soluții de răcire și electro-backup de nouă generație, mai eficiente energetic și mai bine adaptate noilor nevoi ale centrelor de date. Specialiștii Tema Energy vă pot ajuta să faceți alegerea corectă în acest sens și să vă rentabilizati investițiile deja realizate.

Anul acesta specialiștii în domeniul centrelor de date estimează că principalele „fenomene“ care vor influența evoluția pieței centrelor de date vor fi extinderea utilizării sistemelor IoT și a adopției 5G, adâncirea deficitului de personal calificat în operarea Data Centerelor și apariția de noi reglementări în ceea ce privește asigurarea nivelurilor de disponibilitate și a consumului de energie etc. Iată, pe scurt, care sunt previziunile analiștilor de piață:

•  Creșterea numărului centrelor de date mobile și a micro-Data Centerelor Extinderea utilizării soluțiilor IoT și a tehnologiilor Machine-to-Machine (M2M) va genera volume de date din ce în ce mai mari, care vor fi dificil de transportat către centrele de date. Potrivit Gartner, peste doi ani, aproximativ 70% din volumul total de date va fi creat în exteriorul centrelor de date (față de doar 40% în 2019), de aceea tot mai multe companii se orientează deja care adopția de centre de date mobile și de micro-Data Centere pe care le amplasează cât mai aproape de viitoarele contentrari de date. Un efect similar va genera și extinderea adopției 5G, centrele de date funcționând ca o verigă de legătură între rețelele mobile de mare viteză și consumatorii de servicii dezvoltate pe baza noii tehnologii. Este o tendință confirmată și de analiștii de la IDC, care estimează că în 2023 peste 50% dintre noile infrastructuri vor fi dezvoltate în locații „edge“ și nu în centrele de date corporate. Însă nu doar criteriul locației justifică această decizie – micro-Data Centerele și centrele de date mobile au avantajul că sunt mai ieftine, mai simplu și mai rapid de dezvoltat și relocat și oferă o serie de câștiguri importante.

•  Extinderea adopției sistemelor de monitorizare și automatizare Creșterea numărului de centre de date mobile și micro-Data Centere nu va genera o evoluție similară și în ceea ce privește resursa umană dedicată operării acestora. Specialiștii estimează că anul acesta deficitul de personal specializat din centrele de date se va mări, pe de o parte din cauza retragerii din activitate a „veteranilor“ din industrie, pentru care încă nu se găsesc înlocuitori, iar pe de alta ca urmare a creșterii numărului de noi centre și a extinderii celor existente deja. De aceea, până când măsurile de compensare – programe de formare profesională sau inițiative educaționale – vor da rezultate, din ce în ce mai multe Data Centere se orientează către adoptarea de soluții avansate de monitorizare și automatizare de tipul Data Center Infrastructure Management. Soluțiile DCIM de a doua generație sunt gândite astfel încât să asigure un timp mai scurt de implementare, configurare și personalizare, usurință în utilizare și integrează nativ instrumente preconfigurate de raportare și analiză. (Dacă doriți să aflați mai multe informații despre beneficiile soluțiilor DCIM vă invităm să citiți acest articol.) Următorul pas în această direcție îl reprezintă utilizarea tehnologiilor de Artificial Intelligence și a algoritmilor de Machine Learning în managementul și operarea centrelor de date. IDC estimează că deja din 2023 aproximativ 50% din Data Centerele principale și 75% din centrele „edge“ vor fi gestionate de la distanță folosind aceste tehnologii.

•  Sporirea investițiilor în retehnologizare. Deși solutile de electro-backup devin din ce în ce mai performante, numărul downtime-urilor neplanificate înregistrate de centrele de date continuă să crească, principala cauza a acestor evenimente reprezentând-o penele de curent. Este adevărat, durata acestora scade, însă chiar și o cădere de 30 de secunde generează disfuncționalități majore într-un Data Center, mai ales că, potrivit Uptime Institute și UPS-urile sunt responsabile de 29% din downtime-urile neplanificate. Pentru a preveni astfel de evenimente – mai ales că reglementările în domeniu devin tot mai stricte în ceea privește asigurarea disponibilității serviciilor – centrele încep să investească tot mai consistent în retehnologizare. Însă nu doar în achiziționarea de echipamente UPS de nouă generație, care folosesc baterii Li-Ion și vin cu o serie de avantaje operaționale solide (despre care puteți citi aici), ci și în direcția eficientizării energetice, un alt domeniu aflat sub presiunea măsurilor legislative de mediu prevăzute de Uniunea Europeană (detalii aici). Una dintre principalele metode de îmbunătățire a indicelui PUE o reprezintă modernizarea soluțiilor clasice de răcire (responsabile de aproape 40% din cosumul de energie electrică) prin utilizarea tehnologiilor de răcire adiabatică, care pot reduce cu 25% costul total de operare și cu până la 80% consumul de apa. (În acest articol găsiți mai multe informații despre cum vă poate ajuta să scădeți cheltuielile.)

Specialiștii mai prevăd pentru anul acesta: • creșterea numărului de centre de date de mari dimensiuni, din categoria „Hyperscale“ (cu peste 5.000 de servere); • concentrarea Data Centerelor în așa-numite „Gigacities“, amplasate în apropierea surselor de energie neconvențională (în principal, ferme de energie solară și eoliană) și • creșterea densității energetice per cabinet, ca urmare a înmulțirii numărului de aplicații care necesită putere mare de procesare.

O bună parte dintre tendințele prezentate mai sus vor deveni vizibile și pe piața locală, provocările identificate de analiștii de piață fiind universal valabile. Specialiștii noștri vă stau la dispoziție pentru a vă ajuta să identificați soluțiile adecvate nevoilor si bugetului dvs.

Mai multă putere de procesare! Iată o soclicitare pe care centrele de date din întreaga lume o aud tot mai frecvent din partea clienților și pe care trebuie să o satisfacă rapid dacă doresc să rămână competitive. Mai multă putere înseamnă însă și mai multă căldură. Adică supraîncărcarea clasicelor sisteme de răcire mecanice, care și așa în Data Centerele cu o vechime mai mare de 8-9 ani sunt responsabile de aproape 40% din cosumul de energie electrică. Dacă sunt ceva mai „tinere“, procentul scade, însă eficiența energetică tot scăzută rămâne.

Și pentru că „factura la curent“ devine tot mai apăsătoare – mai ales în contextul inițiativelor de mediu ale Comisiei Europene –, centrele de date încep să adopte soluții alternative la tradiționalele sisteme CRAC. Lucru vizibil și în evoluția valorică a pieței soluțiilor lor de răcire pentru Data Centere, care și-a accelerat creșterea în ultimii ani. De exemplu, conform Research&Markets ritmul de creștere pentru următorii patru ani va fi de peste 12%. Piața își va dubla practic valoarea, ajungând de la 8,3 miliarde de euro cât înregistra anul trecut, la 16,5 miliarde de euro în 2024.

Evident, o bună parte din această creștere va fi asigurată și de către tehnologiile „clasice“ de răcire – în versiuni îmbunătățite din punct de vedere al randamentului și eficienței energetice –, mai ales că strategiile de tip 2N sunt tot mai mult utilizate și în zona de Cooling. Dar încep să își extindă cota de piață sistemele de Free Cooling și cele de răcire adiabatică/evaporativă, care sunt tot mai mai accesibile financiar și reușesc să asigure economii consistente.

Și soluțiile de răcire cu lichid – directe și prin imersiune – înregistrează o evoluție ascendentă. Însă masa de clienți pe nișa de „Liquid Cooling“ este încă redusă, comparativ cu restul tehnologiilor, din cauza investițiilor inițiale mari și a lipsei de standarde în acest domeniu.

Utilizare cu acoperire extinsă

Un avantaj esențial al sistemelor de răcire adiabatică este acela că acționează complementar soluțiilor de Free Cooling și celor clasice/mecanice, fără a încerca să le înlocuiască pe niciunul dintre acestea.

De exemplu, cu ajutorul răcirii adiabatice, un centru de date poate folosi sistemul de Free Cooling atunci când temperatura ambientală o permite (în general, până în jurul temperaturii de 8-9˚C), soluția adiabatică până când temperatura va ajunge la 18˚C, iar peste acest prag sistemul mecanic cu compresor. (Valorile temperaturilor indicate variază în funcție de cât de „permisive“ sunt echipamentele din Data Center – de exemplu, în „ASHRAE 2016 Thermal Guidelines“ intervalul optim de operare recomandat este între 18°C și 27°C.)

Într-un astfel de scenariu „colaborativ“, Data Centerele pot valorifica atât avantajele oferite de Free Cooling, cât și de soluțiile adiabatice, indiferent unde sunt amplasate geografic centrele. (Conform studiilor statistice tandemul Free Cooling + Adiabatic poate fi utilizat 80% din timp în nordul Eropei și 75% în sudul continentului.) La fel de bine însă, Data Centerele pot folosi doar soluțiile evaporative ca o completare a sistemelor clasice de rărice și tot obțin economii substanțiale la „factura de curent“.

E adevărat, teoreticienii susțin că utilizarea soluțiilor adiabatice nu este fezabilă în arealele cu un regim ridicat de precipitații și/sau cu un nivel de umiditate crescut. Dar practica a demonstrat că sunt eficiente chiar și în orașe precum Manchester sau Londra, amplasate în cele mai umede zone ale Marii Britanii.

Beneficii imediate

Tehnologiile de răcire adiabatică au avantajul că sunt mature, accesibile și ușor de implementat. Dar acestea nu sunt singurele beneficii. Centrele de date încep să adopte soluțiile evaporative pentru că:

• Asigură scăderea costului total de operare (nu doar al consumului de energie electrică), care poate ajunge până la 25% din cel al unui sistem de răcire clasic cu compresor;
• Sunt ușor de utilizat și oferă numeroase posibilități de automatizare prin integrarea cu sistemele DCIM;
• Reduc cu până la 80% consumul de apă (există soluții care asigură recuperarea apei evaporate, prin condensare, și reutilizarea ei pentru răcire);
• Sunt flexible și se pot adapta facil la cerințele beneficiarilor în varii scenarii de utilizare (de exemplu, soluțiile evaporative pot fi utilizate și pentru creșterea eficienței chiller-elor soluțiilor de Free Cooling);
• Asigură economii de spațiu prin recuperarea suprafețelor ocupate de echipamentele mecanice (compresor, tansformatoare, panouri electrice etc.);
• Sunt mai prietenoase cu mediul.

Este adevărat însă că, în funcție de tehnologiile folosite – Direct, Indirect Injection sau sistemul mixt –, soluțiile necesită „accesorizarea“ cu sisteme de purificare a apei. De asemenea, în zonele cu un nivel de umiditate crescut, poate fi necesară folosirea unor instalații suplimentare de reducere a umidității din aerul introdus în Data Center.

Dar toate aceste investiii inițiale sunt amortizate rapid prin economiile consistente obținute în operare.

Dacă v-am stârnit interesul și sunteți interesați să aflați cum puteți valorifica soluțiile de răcire adiabatică în centrul dvs. de date, contactați-ne! Specialiștii Tema Energy vă pot ajuta să identificați soluția optimă, adaptată nevoilor și bugetului dvs., și să vă rentabilități investițiile deja făcute pe zona de răcire.