Сколько электричества потребляет сервер

29 июня 2015 г. | МакФарлейн Роберт | Категория: Вопросы эксперту

Вопрос: Мы оборудуем серверный зал площадью 350 кв. м, где будут располагаться 175 серверных стоек и внутрирядное охлаждение. Это проект с нуля. Как нам оценить потребление энергии и вес в расчете на одну стойку?

Ответ: Расчет требований к энергоснабжению – самая сложная задача для проектировщика дата-центра, и на этот вопрос нет ни однозначного ответа, ни простых решений.

Когда проектируется общее потребление, наиболее действенным оказывается метод расчета киловатт на стойку, чем ватт на кв. м, который на протяжении многих лет не является признанным. Правильная методология расчета зависит от того, как много вам известно о ваших существующих операциях в дата-центре и о будущем масштабировании.

Создайте группы репрезентативного оборудования как единицы ресурсов, но не слишком мельчите. Крупная, отдельно взятая система может быть взята в качестве одной единицы ресурсов, но имейте ввиду, что для обычных шкафов на площадях менее тысячи кв. м – от 8 до 12 единиц ресурсов уже много. Вы не разрабатываете единицу ресурсов для каждого шкафа, поскольку ваше IT оборудование может быть расположено как угодно. Вашим намерением должно быть создание реалистичных, общих требований, которые можно экстраполировать на весь зал.

Не переоценивайте потребление энергии. Цифры на маркировке IT-оборудования в этом смысле бесполезны, так как ведут к сильно завышенной оценке. Используйте, если это возможно, конфигуратор производителя оборудования онлайн. В крайнем случае, используйте указанные параметры питания сервера – сервер мощностью 300 Вт никогда не сможет потребить 800 Вт. Выбирайте размер систем энергоснабжения на основании реальных нагрузок.

Оборудование, запитываемое от двух источников, добавляет надежности вашей IT-системе, а две линии питания делят мощность между собой. Если сервер имеет два источника питания, каждый 300 Вт, он в вашем проекте все равно не может забрать энергии больше, чем 300 Вт, потому что каждый источник должен быть способен справиться с полной нагрузкой сервера (не включая расчеты эффективности энергоснабжения).

Другой способ измерить общее потребление серверов – использование отраслевых норм. Если вы не содержите высокопроизводительные серверы, то с большой вероятностью сможете выделить в группы три уровня плотности: шкафы низкой плотности, от 3,5 до 5 КВт, средней плотности от 5 до 10 КВт, высокой плотности от 10 до 15 КВт. Количество стоек того или иного типа, которые вам предстоит разместить, зависит от ваших операций. Обычно дата-центры эксплуатируют около 50% стоек низкой плотности, 35% – средней и 15% – высокой.

После того, как вы произвели расчеты тем или иным способом, проверьте себя путем деления показаний существующих ИБП на количество имеющихся у вас шкафов, чтобы получить среднее. Проделайте эти же манипуляции с предполагаемым количеством шкафов и общей прогнозируемой нагрузкой серверов в проекте. Не забывайте, что небольшое количество серверов на самом деле работает где-то вблизи проектируемых максимальных значений первоначальной нагрузки.

Читайте также:  Почему долго загружается опера браузер при запуске

Если ваша проектируемая средняя мощность в полтора раза выше, чем существующее среднее значение, повнимательнее приглядитесь к цифрам. Этот результат можно принять, если вы ожидаете значительного повышения плотности вследствие новых требований бизнеса или из-за повышения виртуализации на блейд-серверах. Но если очевидной причины для роста плотности нет, пересчитайте ваши цифры еще раз.

Роберт МакФарлейн – один из руководителей ShenMilsomandWilkeLLC,, отвечающий за проектирование дата-центров. Эксперт с более чем 35-летним опытом в области консультирования телекоммуникаций. Он является специалистом в энергоснабжении и охлаждении, участником разработки передовых технологий прокладки кабеля и членом-корреспондентом ASHRAE TC9.9. Также г-н МакФарлейн преподает в институте колледжа Marist (Marist College’s Institute) учащимся по специализации «Дата-центры».

По данным аналитического департамента компании АРС, структура потребления электроэнергии современного дата-центра выглядит следующим образом: системы охлаждения (чиллеры, прецизионные кондиционеры, системы вентиляции) потребляют 50 %, собственно компьютерное оборудование — 36 %, источники бесперебойного питания (ИБП) — 11 %, освещение, пожарная сигнализация — 3 %.

Для оценки эффективности энергопотребления серверной комнаты применяется такой параметр как PUE (Power Usage Effectiveness) — показатель использования электроэнергии. PUE определяется как отношение суммарной потребляемой серверным помещением за год мощности к той ее части, которая расходуется на работу информационной инфраструктуры и служит наиболее полной интегральной характеристикой эффективности технологических и административных решений, принятых в серверном помещении. Хорошее значение показателя, к которому стремятся передовые разработчики — 1,3. То есть, PUE=1,3 означает, что 30% электроэнергии в год расходуется исключительно на поддержание работоспособности серверного помещения. Лучшие мировые дата-центры имеют приблизительно PUE=1,1. В России для большинства серверных помещений характерен, как правило, показатель PUE=2. Это значит, что в «воздух» утекает ровно половина всей электроэнергии, расходуемой на работу серверного помещения.

Лучшие крупнейшие дата-центры в России имеют PUE =1,5 и ставят своей задачей снизить этот показатель до значений 1,3. Достаточно часто энергопотребление серверной комнаты оценивают усреднено в расчете на стандартный телекоммуникационный шкаф типоразмера 19” (на «стойку»). Энергопотребление одной компьютерной стойки может варьироваться в зависимости от установленного оборудования от 2 кВт до 40 кВт.

Даже если принять, что в небольшом серверном помещении установлено 2 маломощные «стойки» по 5кВт, — чистое энергопотребление стоек будет 10кВт. И при коэффициенте PUE=2 общее энергопотребление серверного помещения составит 20кВт.

Читайте также:  Рейтинг самых продаваемых смартфонов в россии

Где происходят потери электроэнергии в серверном помещении? Первый источник — потери на пути от поставщика энергии до вычислительной нагрузки. Как правило, они определяются потерями на трансформаторах, на источниках бесперебойного питания (ИБП) и в сети распределения электропитания. Обычно их доля невелика, однако для мощных мегаваттных дата-центров и единицы процентов в абсолютном денежном исчислении хорошо ощутимы. Например, многие относительно дешевые ИБП имеют КПД 85-87%. Это и значит, что 15-13% уже на этом этапе теряется безвозвратно. Современные «продвинутые» ИБП имеют КПД до 96%, что снижает потери энергопотребления до 4%.

15% потерь на ИБП означает, что это тепло идёт в воздух. И это избыточное тепло тоже куда-то надо отвести. Чем? Кондиционированием воздуха, в свою очередь. Но кондиционирование воздуха тоже энергоемкая задача.

Cерверное оборудование требует достаточно жестких климатических условий по эксплуатации для продолжительной бесперебойной работы. Согласно стандарту ASHRAE “Thermal Guidelines for Data Processing Enviroments” 2004 года, рекомендуемая температура 20-25° С при рекомендуемой относительной влажности 40-55%. Кроме того, стандартами нормируется скорость изменения температуры и влажности воздуха в серверном помещении. Скорость изменения температуры в серверном помещении не должна превышать 5° за 1 час. Изменение влажности не должно превышать 20% за 1 час.

Современное серверное оборудование может работать и при более высоких температурах. Слабое место серверов и систем хранения данных — жесткие диски (хранители информации). При повышении температуры воздуха выше 30° С частота отказов жестких дисков лавинообразно нарастает. А вместе с отказом жесткого диска теряется и самое ценное, ради чего строится серверное помещение — информация.

Разница температур воздуха на входе и выходе современного серверного оборудования может составлять 30° С , а в нагруженных режимах до 40° С. Это значит, что при температуре воздуха на входе в сервер 20°С на выходе будет 50°С. И этот уже горячий воздух снова поступает на вход серверного оборудования.

Обеспечить в таких условиях необходимые климатические режимы в серверном помещении 24 часа в сутки, 365 дней в году непросто! Бытовые сплит-системы для этого не подходят. Система кондиционирования воздуха должна обеспечивать требуемые стандартами параметры вне зависимости от температуры окружающего воздуха. А ведь в Кировской области летом на улице может быть и +35°, а зимой и -35°.

В таких условиях на систему кондиционирования воздуха приходится в среднем около 40% всей электроэнергии, потребляемой инженерным оборудованием серверного помещения. Способов снизить расходы на охлаждение воздуха серверной на сегодняшний день придумано много, есть среди них весьма экзотические — охлаждение морской/речной водой, адиабатная технология (испарение), технологии естественного охлаждения, использование отводимого тепла для отопления соседних зданий и т. д.

Читайте также:  Регистрация в вацапе бесплатно на ноутбук

Еще один способ снизить энергопотребление серверного помещения — эффективная загрузка серверного оборудования. Технология повышения загрузки серверного оборудования называется виртуализация. По статистике, установленное серверное оборудование, особенно старое, чаще всего загружено на 5-30%. При этом каждый сервер потребляет 500-1000Вт. Редкие серверы бывают загружены на 50-60%. А ведь каждый сервер при этом потребляет электроэнергию. Новые современные энергоэффективные серверы позволяют на одной аппаратной платформе запустить множество программных серверов и довести тем самым загрузку сервера до 70-80%. А старые серверы при этом утилизируются.

Таким образом, в среднем по статистике, один новый энергоэффективный сервер, оснащенный технологией виртуализации, потребляющий 500Вт, способен заменить 5 старых серверов, каждый из которых потребляет 1000Вт. Помимо экономии электроэнергии за счет снижения количества аппаратных серверов есть и другие преимущества — серверы занимают меньше места в стойках, меньшему количеству серверов требуется меньше мощности на охлаждение. Выгоды виртуализации столь очевидны, что это стало причиной победного шествия технологии виртуализации для всех серверных комнат.

Совокупность мер по увеличению энергоэффективности существующих серверных помещений может привести к суммарному снижению потребления серверного помещения в районе 5-10%. Если рассмотреть серверную с суммарным потреблением 400кВт, то экономия электричества в 20-40кВт/ч при нынешней стоимости электричества в течение года может составить 600 000 – 1 200 000 рублей.

Энергопотребление центров обработки данных может быть снижено на 50%, если в процессе проектирования использованы верные решения. Резервы экономии электроэнергии кроются в следующих направлениях: до 40% — при использовании методов виртуализации серверных мощностей, до 15% — при выборе эффективной архитектуры кондиционирования помещения, до 12% — при правильной планировке фальшпола, до 10% — при выборе эффективного оборудования электропитания.

Если брать стандартный ПК со встроенной видеокартой и с 1-2 жесткими дисками,
то потребление будет около 200 ватт.
Соответственно за каждый дополнительный жесткий диск добавляем по 10-15 ват
, видеокарта внешняя около 50-100 ватт

в итоге, 200 ватт * на 24 часа = 4800 ватт=4,8 Киловатт в сутки (это стандартный комп с 1-2 дисками и встроенной видеокартой, и БЕЗ МОНИТОРА :))

Монитор уже будет около 60 ватт в час при диагонали 17-19 дюймов

Leave a Reply

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

You may use these HTML tags and attributes:

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>