مصرف انرژی و آب در دیتاسنترها، دیگر فقط یک مسئله اقتصادی نیست بلکه تبدیل به چالشی بزرگ برای محیط زیست شده است. مراکز داده بزرگ، روزانه مصرف آب بسیار زیادی دارند و برق زیادی هم میسوزانند که این موضوع، فشار شدیدی به منابع طبیعی و شبکههای برق وارد میکند. از طرفی، هزینههای عملیاتی سازمان نیز به شکل قابل توجهی افزایش مییابد. هدررفت انرژی و آب نه تنها هزینهها را بالا میبرد، بلکه عمر تجهیزات را کاهش داده و پایداری اتاق سرور را به خطر میاندازد. اما خبر خوب این است که با طراحی دیتاسنتر بهینه به شیوه هوشمندانه، انتخاب تجهیزات مناسب و استفاده از سیستمهای خنک کننده پیشرفته، میتوان مصرف آب و برق را تا حد زیادی کاهش داد.
در این مقاله از سایت شرکت داده پردازی رایکا، بررسی خواهیم کرد که چگونه طراحی دیتاسنتر بهینه میتواند مصرف انرژی و آب را تا 40٪ کاهش دهد. لطفاً همراه ما بمانید.
اهمیت طراحی دیتاسنتر بهینه
با طراحی بهینه دیتاسنتر، عملکرد تجهیزات بهتر خواهد بود و دیتاسنتر هم پایدارتر خواهد بود. برخی از دلایل اهمیت طراحی دیتاسنتر بهینه به شیوه بهینه، شامل:
کاهش هزینههای انرژی
هزینه برق یکی از بالاترین هزینههای عملیاتی دیتاسنترهاست به طور مثال، یک دیتاسنتر 200 کیلوواتی در طول 10 سال حدود 4 میلیون دلار برای برق هزینه خواهد داشت ولی با طراحی بهینه و انتخاب زیرساخت مناسب، میتوان بین 20 تا 50٪ از مصرف انرژی دیتاسنتررا کاهش داد که به معنای صرفهجویی میلیونها دلار برای سازمان است.
بهبود عملکرد تجهیزات
طراحی دیتاسنتر بهینه باعث مدیریت حرارت شده و عملکرد تجهیزات هم بهبود مییابد. این امر باعث خواهد شد تجهیزات با کارایی بالاتری کار کنند. به طور مثال، سیستمهای خنککننده که به درستی طراحی شدهاند، دمای سرورها را در محدوده مناسب نگه میدارند و از تلفات انرژی اضافی جلوگیری میکنند.
افزایش طول عمر تجهیزات
استفاده از زیرساخت مناسب و مدیریت صحیح بارها، فشار وارده بر روی تجهیزات را هم کاهش میدهد. کاهش حرارت اضافی، نوسانات برق و بار بیش از حد، عمر مفید سرورها و تجهیزات شبکه را افزایش میدهد. به عنوان مثال، یک سرور که در دمای مناسب و با بار استاندارد کار میکند، چند سال بیشتر از حالت غیر بهینه عمر خواهد کرد و هزینه جایگزینی تجهیزات کاهش مییابد.
کاهش مصرف آب و منابع طبیعی
در دیتاسنترها از آب برای سیستمهای خنککننده استفاده میشود که با طراحی بهینه از طریق به کارگیری سیستمهای حلقه بسته یا خنکسازی هوا، مصرف آب کاهش یافته و افزایش پایداری اتاق سرور را هم به همراه دارد.
صرفهجویی در فضای فیزیکی و تجهیز اتاق سرور
اهمیت دیگر رعایت اصول درست در طراحی دیتاسنتر بهینه ، صرفه جویی در فضای فیزیکی است. طراحی صحیح شامل چیدمان بهینه رکها، تجهیزات و مسیرهای کابلکشی میشود. این کار باعث استفاده بهتر از فضای موجود و کاهش هزینههای ساخت و توسعه دیتاسنتر خواهد شد.
چطور متوجه شویم دیتاسنتر ما انرژی زیادی هدر میدهد؟
تشخیص اینکه دیتاسنتر شما مصرف آب و برق زیادی دارد، اولین قدم برای صرفه جویی است. از طریق چند نشانه میتوانید این موضوع را تشخیص دهید:
- اگر هزینه برق شما خیلی بالاتر از حد انتظار است یا نسبت به دیتاسنترهای مشابه زیاد است، این نشانه هدررفت انرژی است.
- اگر سرورها خیلی گرم یا خیلی سرد هستند، سیستمهای خنککننده بیش از حد کار میکنند و برق زیادی مصرف میشود. استفاده از سنسور دما و مانیتورینگ جریان هوا کمک میکند مشکل را پیدا کنید.
- سرورها یا UPSها وقتی فقط 20–30٪ ظرفیتشان استفاده شود، انرژی زیادی هدر میرود. مانیتور کردن مصرف واقعی هر دستگاه نشان میدهد چه بخشی از انرژی تلف میشود.
- چراغها و فنها هرچند کوچک هستند اما اگر بهینه نباشند، برق زیادی مصرف میکنند.
روشهای کاهش مصرف انرژی با تجهیز اتاق سرور
خوشبختانه، راهکارهای زیادی هستند که از طریق آنها میتوانید مصرف انرژی را در دیتاسنتر کاهش دهید. برخی از این راهکارها، به شرح زیر هستند:
انتخاب تجهیزات فیزیکی متناسب برای طراحی دیتاسنتر بهینه
اولین و مهمترین اقدام برای کاهش مصرف انرژی در دیتاسنترها، انتخاب تجهیزات فیزیکی متناسب با نیاز واقعی مراکز داده است. بسیاری از کاربران دیتاسنترها تصور میکنند که اگر سیستمهایی با ظرفیت بیش از نیاز واقعی تهیه کنند، به نفع سازمان است. اما این کار باعث میشود سیستمهای خنککننده و UPS همیشه در حالت نیمهپر کار کنند و انرژی زیادی هدر رود. برای جلوگیری از این مشکل، اقدامات زیر را انجام دهید:
- ابتدا باید بار واقعی IT، شامل سرورها، تجهیزات ذخیرهسازی و شبکه، به دقت محاسبه شود.
- سپس تجهیزات باید با توجه به این بار انتخاب شوند؛ نه خیلی کوچک که با افزایش بار سریع به ظرفیت برسند و نه خیلی بزرگ که تلفات انرژی ایجاد کنند.
- نصب و راه اندازی اتاق سرور همراه با سیستمهای مانیتورینگ انرژی نیز اهمیت بالایی دارد تا مصرف واقعی هر دستگاه قابل رصد باشد و نقاط هدررفت شناسایی شوند.
مجازیسازی سرورها
اقدامی دیگر برای کاهش مصرف انرژی مراکز داده، مجازی سازی سرورها میباشد. سرورهای فیزیکی تعداد بالا علاوه بر اینکه برق زیادی مصرف میکنند، بلکه نیازمند خنک سازی هم میباشند اما با مجازی سازی، چندین سرور فیزیکی با بار کم میتوانند بر روی یک سرور واحد اجرا شوند. بدین ترتیب، ظرفیت خنک سازی هم آزاد شده و برای تجهیزات دیگر به کار میرود.
خنکسازی هوشمند با تجهیز اتاق سرور
از راهکارهای کاهش مصرف انرژی دیتاسنتر، خنک سازی هوشمند است. یکی از مشکلات رایج در دیتاسنترها، عملکرد غیرهماهنگ سیستمهای تهویه است؛ برخی دستگاهها ممکن است هوا را گرم کنند و برخی دیگر تلاش کنند آن را خنک کنند یا در کنترل رطوبت با هم در تضاد باشند. نصب سیستمهای کنترل مرکزی برای هماهنگی جریان هوا و کمک گرفتن از متخصصان جریان هوا میتواند مصرف انرژی را تا حد قابل توجهی کاهش دهد.
مدیریت برق و UPS برای طراحی دیتاسنتر بهینه
برای بهینه سازی مصرف برق، انتخاب یو پی اس با ظرفیت مناسب هم کمک کننده است. تنظیم دقیق بارهای الکتریکی برای جلوگیری از نوسانات و استفاده از سیستمهای مانیتورینگ هوشمند برای شناسایی نقاط پرمصرف، از دیگر اقداماتی است که به صرفهجویی قابل توجه منجر میشود.
بهینهسازی روشنایی دیتاسنتر
حتی روشنایی دیتاسنتر هم قابل بهینه سازی است و میتواند در کاهش مصرف انرژی دیتاسنتر هر چند به مقدار کم، تاثیر داشته باشد البته در دیتاسنترهای بزرگ، میتواند قابل توجه باشد. برای بهینه سازی روشنایی دیتاسنتر، راهکارهای زیر پیشنهاد میشوند:
- جایگزینی لامپهای قدیمی با LED یا CFL.
- نصب سنسور حرکتی و تایمر برای خاموش شدن خودکار.
- کاهش روشنایی در زمانهایی که فعالیت انسانی کم است.
راهکارهای طراحی دیتاسنتر بهینه برای کاهش مصرف آب
مصرف آب در سیستمهای خنک کننده نیز قابل بهینه سازی است. برای این منظور چندین راهکار عملی پیشنهاد میشوند:
به کارگیری سیستم حلقه بسته (Closed-loop Cooling)
سیستمهای حلقه بسته به شکلی طراحی شدهاند که آب خنککننده در یک چرخه بسته گردش کند و هیچ اتلافی رخ نمیدهد. در این سیستم، آب پس از یکبار عبور از تجهیزات خنککننده دوباره به چرخه بازمیگردد و استفاده مجدد میشود. مزایای سیستم حلقه بسته، به شرح زیرند:
- کاهش چشمگیر مصرف آب تا بیش از 70 درصد در برخی دیتاسنترها.
- کاهش هزینههای تامین و دفع آب.
- کاهش نیاز به افزودنیهای شیمیایی برای جلوگیری از خوردگی و رسوب.
- افزایش پایداری عملکرد تجهیزات با دمای پایدار آب.
چیلرهای هوا خنک
چیلرهای هوا خنک به جای آنکه از آب برای تبادل حرارت استفاده کنند، هوای محیط را به عنوان خنک کننده اصلی به کار میبرند. این سیستمها، در مناطقی که منابع آب فراوان است نیز قابل اجرا هستند و میتوانند جایگزین چیلرهای سنتی آبخنک شوند. چیلرهای هوا خنک مزیتهایی دارند، از جمله آنکه:
- کاهش مصرف آب نسبت به چیلرهای سنتی.
- صرفهجویی در انرژی به خصوص زمانی که طراحی بهینه و تجهیزات با بازده بالا استفاده شود.
- کاهش وابستگی به منابع آب شهری یا طبیعی.
- عملکرد پایدار حتی در دورههای کمآبی.
سیستمهای مبتنی بر هوا در مناطق کم آب
در مناطقی که منابع آب محدود یا گران هستند، استفاده از سیستمهای خنککننده مبتنی بر هوا پیشنهاد میشود. این سیستمها تقریباً مصرف آب را صفر میکنند و همزمان با کاهش انرژی و هزینههای عملیاتی، دیتاسنتر را پایدار میکنند. مزایایی که سیستمهای مبتنی بر هوا دارند، عبارتند از:
- صرفهجویی حداکثری در مصرف آب.
- کاهش هزینههای عملیاتی و نگهداری.
- بیشتر شدن پایداری اتاق سرور و تجهیزات با دمای کنترل شده.
- کاهش اثرات زیستمحیطی دیتاسنتر و افزایش شاخص سبز بودن مرکز داده.
سخن پایانی برای طراحی دیتاسنتر بهینه
اگر طراحی دیتاسنتر بهینه و به درستی باشد، هم مصرف انرژی و آب کمتر میشود، هم هزینهها بهطور چشمگیری کاهش پیدا میکنند و هم تجهیزات دوام بیشتری خواهند داشت. با چند تصمیم هوشمندانه در انتخاب تجهیزات، سیستمهای خنککننده و روشهای مدیریتی، میتوان دیتاسنتری ساخت که سالها پایدار، اقتصادی و سازگار با محیط زیست کار کند. شما میتوانید خدمات نصب و راه اندازی اتاق سرور را از شرکت داده پردازی رایکا دریافت کنید. این شرکت، از مهندسان و متخصصانی تشکیل شده است که صفر تا صد اجرای دیتاسنتر از طراحی زیرساخت تا انتخاب تجهیزات، نصب و استقرار آنها را انجام میدهند. دعوت میشود برای کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان تماس بگیرید.
