Grönt datacenter

123Net Datacenter gångväg i Southfield, Michigan

Ett grönt datacenter , eller hållbart datacenter , är en serviceanläggning som använder energieffektiv teknik. De innehåller inga föråldrade system (som inaktiva eller underutnyttjade servrar) och drar fördel av nyare, mer effektiv teknik.

Med den exponentiella tillväxten och användningen av Internet har strömförbrukningen i datacenter ökat avsevärt. På grund av den resulterande miljöpåverkan, ökad medvetenhet hos allmänheten, högre energikostnader och lagstiftningsåtgärder har ökat tryck lagts på företag att följa en grön policy . Av dessa skäl har skapandet av hållbara datacenter blivit väsentligt i miljömässig och affärsmässig mening.

Energianvändning

Användningen av högpresterande beräkningstekniker har ökat, vilket byter energiförbrukning för ökad prestanda. Branschuppskattningar tyder på att datacenter förbrukar tre till fem procent av världens globala energi. Enligt en AFCOM State of the Data Center-undersökning angav 70 procent av datacenterleverantörerna att effekttätheten per rack har ökat avsevärt sedan 2013. Chefer har tvingats hitta nya sätt att driva sina datacenter med förnybara energikällor som vattenkraft. , sol, geotermisk värme och vind. Effektivare tekniker utvecklades för att minska strömförbrukningen i datacenter.

Hyrdopower generator i Data Center Light, Schweiz

Metrik

Flera mätvärden har utvecklats för att mäta energieffektivitet i datacenter. Effektivitet för energianvändning (PUE) och effektivitet för kolanvändning (CUE) är två ofta använda mätvärden skapade av Green Grid (TGG), ett globalt konsortium dedikerat till att förbättra energieffektiviteten i datacenter.

Effektiv energianvändning

PUE uppfanns 2007 och föreslog nya riktlinjer för att mäta energianvändning i datacenter.

$\mathrm {PUE} ={{\mbox{Total Facility Power}} \over {\mbox{IT-utrustning Power}}}$

Detta förhållande beskriver hur mycket extra energi ett datacenter behöver för att underhålla IT-utrustning för varje watt som levereras till utrustningen. Den bästa PUE ett datacenter kan ha är 1: en idealisk situation, utan extra energianvändning. När PUE introducerades fann studier att branschens genomsnittliga PUE låg mellan 2,5 och 3. I nyare studier sjönk den genomsnittliga PUE till cirka 1,7 genom att använda detta ramverk. PUE inledde förändringen av datacenterindustrin mot energieffektivitet.

PUE	1.2	1.5	2	2.5	3
Effektivitetsnivå	Väldigt effektiv	Effektiv	Genomsnitt	Ineffektiv	Mycket ineffektivt

Även om PUE är det mest använda måttet för datacenter för att mäta energieffektivitet, diskuteras dess tillförlitlighet fortfarande;

Effektivitet av kolanvändning

Carbon usage efficiency (CUE) är ett annat mått som används för att mäta energianvändning och hållbarhet i datacenter. Det beräknas med följande formel:

$\mathrm {CUE } ={\frac {Totalt{\rm {{CO_{2}}Utsläppsorsakade}}}{ITEquipmentPower}}$

Ett annat sätt att uttrycka denna formel är som produkten av koldioxidutsläppsfaktorn (CEF) och PUE, där CEF är kg ${\ce {CO2}}$ som produceras för varje kilowattimme av elektricitet:

$\mathrm {CUE} ={ \frac {\rm {{CO_{2}}emitterad(kg{\rm {{CO_{2}}ekv)}}}}{unitofenergy(kWh)}}$ × ${\displaystyle {\frac {TotalFacilityPower}{$

Certifieringar

LEED platina certifiering

Energi stjärna

Datacenter i USA kan ansöka om att bli certifierade som gröna datacenter. Det mest använda betygssystemet för gröna byggnader är Leadership in Energy and Environmental Design ( LEED). Den har utvecklats av US Green Building Council och finns i flera kategorier. Beroende på betyg kan datacenter få en silver-, guld- eller platinacertifiering. Platinacertifieringen ges till datacenter med den högsta nivån av miljöansvar konstruktion och effektiv resursanvändning.

Datacenter kan också certifieras enligt National Data Center Energy Efficiency Information Program av Energy Star , en del av ett initiativ från US Environmental Protection Agency och US Department of Energy. Programmet certifierar byggnader och konsumentprodukter för energieffektivitet. Endast datacenter som är i topp 25 procent i energiprestanda kan få Energy Star-certifiering.

Teknologier

Flera tekniker ökar effektiviteten och minskar energiförbrukningen i datacenter.

Lågeffektservrar

IBM modulära datacenter

Lågeffektservrar är mer energieffektiva än konventionella servrar i datacenter. De använder tekniken för smartphone-datorer, som försöker balansera prestanda med energiförbrukning. De första lågeffektservrarna introducerades 2012 av stora IT-leverantörer som Dell och Hewlett-Packard . Om de används på rätt sätt kan servrar med låg effekt vara mycket effektivare än konventionella servrar. De kan ha en betydande inverkan på datacentereffektiviteten, minskad energiförbrukning och driftskostnaden för kylanläggningar .

Modulära datacenter

Ett modulärt datacenter är ett bärbart datacenter som kan placeras var som helst där datakapacitet behövs. Jämfört med traditionella datacenter är de designade för snabb driftsättning, energieffektivitet och hög densitet. Dessa färdiga datacenter i en låda blev mycket populära. HP EcoPod modulära datacenter stöder över 4 000 datacenter med en PUE-klassning på 1,05 tum och friluftskylning.

Fri luftkylning

Schematisk ritning av serverställ med och utan kallgångsinneslutning (1) cirkulerande luftkylningsanordning (2) kallgång (3) serverställ (4) varmgång (5) barriär mellan kalla och varma gångar. Blå linjer: flöde av kall luft; röda linjer: flöde av varm luft

Friluftkylningssystem använder extern vind istället för traditionella enheter för luftkonditionering av datorrum i datacenter (CRAC). Även om utomhusluften fortfarande behöver filtreras och återfuktas, krävs mycket mindre energi för att kyla ett datacenter med denna metod. Utetemperaturen är ett problem här, och datacentrets placering spelar en avgörande roll i denna teknik.

Inneslutning av varm och kall gång

I den här metoden är raderna av rack i linje med baksidan av servrarna vända mot varandra; gångarna är inneslutna, för att fånga luften. I varmgångsinneslutning pumpas värmen som produceras av servrarna till kylenheterna. I kallgångsinneslutning pumpas kall luft till de slutna gångarna. Båda inneslutningsmetoderna är effektivare än traditionella kyltekniker och kan bidra till att minska energiförbrukningen (och dess påverkan). Även om det kan vara svårare att implementera, är inneslutning av varmgång effektivare än inneslutning av kallgång.

Återanvändning av spillvärme

Datacenter använder elektrisk kraft och släpper ut mer än 98 procent av denna elektricitet som värme. Spillvärme kan aktivt återanvändas och ett datacenter blir ett slutet värmesystem utan avfall. Exempel inkluderar:

• IBM Reusing Data Center i Schweiz , där värmen värmer en lokal pool
• I Finland ersätter Yandex och Academicas datacenter den värme som används av 500-1 000 hem med datacenterenergi.
• Amazon återanvände värme från ett närliggande datacenter för ett biosfärprojekt i Seattle.

Ultraljudsfuktning

Facebooks specialbyggda datacenter i Prineville, Oregon

Viss luftfuktighet är nödvändig för att datacenter ska fungera effektivt och förhindra skador på enheter och servrar. Ultraljudsfuktning använder ultraljud för att skapa fukt och använder 90 procent mindre energi än konventionella metoder som motståndsångbefuktare.

Evaporativ kylning

Evaporativ kylning minskar värmen genom avdunstning av vatten. Två huvudmetoder används: förångningsdynor och högtryckssprutsystem. Med evaporation pads – den mer populära metoden – dras luft genom kuddarna, vilket gör att vattnet avdunstar och kyler luften. Den andra tekniken, högtryckssprutsystem, behöver en större yta och förbrukar mer energi med pumpar. Evaporativ kylning är beroende av geografiskt läge och årstid, eftersom båda påverkar luftens fuktnivå. Jämfört med traditionella mekaniska kylsystem använder evaporativ kylning i allmänhet betydligt mindre el.

Investering i Green Data Center

Enligt en ny studie av Arizton Advisory & Intelligence uppgick den totala investeringen på den gröna datacentermarknaden över hela världen till 35,58 miljarder dollar 2021. Investeringen förväntas växa med en CAGR på 7,6%.