Scopri queste nuove opzioni per l'efficienza energetica dei data center

I data center consumano enormi quantità di elettricità. Questo consumo è un compromesso ragionevole per le comodità informative moderne che tendiamo a dare per scontate. Tuttavia, un aumento drammatico dei prezzi dell'energia dovuto all'instabilità internazionale e all'inflazione significa che gli operatori dei server stanno esaminando attentamente quanto energia utilizzano i loro sistemi.

Oltre alla riduzione dei costi operativi, diminuire il consumo energetico offre benefici reputazionali che sono più difficili da misurare ma comunque significativi. La domanda diventa quindi: "Come possono i data center aumentare la loro efficienza?"

Queste idee potrebbero aiutarti a ottenere maggiore efficienza dai tuoi server.

Processori per data center (x86 vs ARM)

I processori ARM non sono storicamente comuni nei ruoli server. Tuttavia, l'architettura ARM, apprezzata per la sua efficienza energetica e il design fisicamente integrato (dominante nel mercato degli smartphone), sta diventando sempre più diffusa nell'informatica generica e nei ruoli server. Gli esempi più prominenti nell'informatica generica sono i processori M1 fino a M3 di Apple, che offrono numerosi vantaggi rispetto ai dispositivi x86 più ampiamente implementati oggi.

Sebbene x86ARM sia ancora l'architettura principale utilizzata nei server oggi, ARM consente implementazioni hardware strettamente integrate che offrono un eccellente rapporto tra potenza e prestazioni. Le aziende che implementano ARM oggi includono:

Sebbene i potenziali guadagni in termini di prestazioni siano entusiasmanti, ci sono ancora svantaggi nell'utilizzo dell'architettura ARM, tra cui un numero inferiore di opzioni software rispetto ai processori x86. L'x86 è stato lo standard per anni — molte applicazioni server e di calcolo generico sono scritte per esso. Anche se il paradigma x86 continua a rappresentare un'opzione interessante, se l'efficienza energetica è di fondamentale importanza, allora l'architettura ARM merita una nuova considerazione. Potrebbe evolversi da un'opzione di nicchia per server a qualcosa di più mainstream.

Efficienza dell'alimentazione elettrica

Gli alimentatori tipici prendono corrente alternata (AC) (ad esempio, 120VAC) e la convertono/riducono a 12VDC, 5VDC e 3.3VDC per l'uso informatico. Questo tipo di conversione/inversione comporta intrinsecamente una perdita di energia, ma il livello di perdita dipende dalla qualità dell'alimentatore. Fortunatamente, gli alimentatori sono migliorati. La loro efficienza è indicata dalla certificazione "80 Plus". Il marchio 80 Plus inizialmente si riferiva a un'efficienza di conversione pari o superiore all'80% al momento del lancio del programma nel 2004. Con il miglioramento degli alimentatori, questo è stato ampliato includendo diversi colori che indicano quanto siano migliori rispetto all'80%.

Per una conversione/inversione da 115 volt, diverse classificazioni 80 Plus sono le seguenti:

Dal punto di vista del costo/beneficio, i progettisti di sistemi devono considerare quale efficienza di alimentazione sia più adeguata al loro scopo. Ad esempio, un alimentatore 80 Plus Gold funziona con un'efficienza del 90% a un carico del 50%, quindi se la scelta è tra un alimentatore Gold più grande che opera con efficienza ottimale e un alimentatore Titanium più piccolo che funziona con un'efficienza del 90% quando caricato al 100%, l'opzione Gold potrebbe essere preferibile. In questo caso, l'opzione Gold consentirebbe anche di disporre di più potenza utilizzabile in futuro, sebbene potenzialmente con un'efficienza inferiore.

Opzione di gestione dell'alimentazione per data center a 48VDC

Come accennato, i server sono tradizionalmente alimentati da corrente alternata (AC) che viene ridotta e convertita a 12VDC per alimentare processori, RAM e altri elementi informatici. I progettisti di sistemi hanno a lungo considerato il tipo di alimentazione AC utilizzata (ad esempio, 120VAC rispetto a tensioni più alte), ma una tendenza più recente è l'uso di 48VDC per la distribuzione dell'energia, che viene poi ridotta a 12VDC più vicino al punto di utilizzo. Il metodo 48VDC offre una transizione molto più semplice rispetto alla riduzione e inversione completa da 120VAC e può essere più efficiente dal punto di vista della potenza elettrica e della densità dei sistemi.

Soluzioni creative per l'efficienza energetica del raffreddamento dei data center

I server generano molto calore che deve essere estratto. Gli alimentatori e la distribuzione a 48VDC offrono opzioni di efficienza che possono significare una minore generazione di calore. Si può anche valutare una configurazione di server rack da 1U rispetto al design più spazioso da 2U. Il design da 2U consente più spazio per il raffreddamento, insieme a componenti più grandi e potenzialmente più efficienti, sebbene la specifica implementazione determinerà i reali benefici in termini di raffreddamento ed efficienza.

I server generano molto calore che deve essere estratto. Gli alimentatori e la distribuzione a 48VDC offrono opzioni di efficienza che possono ridurre la generazione di calore. Si può prendere in considerazione una configurazione di rack server 1U rispetto al design più spazioso 2U. Il design 2U offre maggiore spazio per il raffreddamento, insieme a componenti più grandi, potenzialmente più efficienti, sebbene l'implementazione specifica determinerà i reali benefici in termini di raffreddamento ed efficienza ottenuti.

Opzioni di efficienza per i data center

Con l'aumento dei prezzi dell'elettricità, vengono continuamente sviluppate nuove soluzioni, come la distribuzione di energia a 48VDC e alimentatori ultra-efficienti. Le nuove soluzioni e le migliori pratiche energetiche per i data center, basate su esperienze comprovate, richiedono generalmente un investimento iniziale. Tuttavia, con l'incremento dei prezzi dell'energia e le preoccupazioni ambientali, è più facile giustificare l'acquisto di nuove apparecchiature, che contribuiscono positivamente al rendimento finanziario e alla reputazione di un'azienda.