Los ordenadores modernos y los centros de datos consumen una enorme cantidad de energía. Sólo en Estados Unidos, la energía consumida en todo el país corresponde en un 3% a los ordenadores y equipos relacionados, según el Annual Energy Outlook 2013. Por no hablar de los sistemas de refrigeración que protegen los ordenadores y servidores contra el sobrecalentamiento. La tarea de aumentar la eficacia energética y reducir el coste del consumo de energía es abrumadora. Significa mucho para el medio ambiente en el marco de la conservación de los recursos naturales, la simplificación del trabajo de determinadas empresas y la economía nacional a escala bruta. https://www.youtube.com/embed/O96PwWkJdUoThe La métrica predominante que describe la eficiencia con la que los centros de datos informáticos utilizan la energía en condiciones normales de funcionamiento es la Eficacia del Uso de la Energía (PUE). The Green Grid (un grupo industrial sin ánimo de lucro que se centra en la eficiencia energética de los equipos informáticos) es, en realidad, el desarrollador de este ratio. Pero desde hace dos años, el PUE se ha convertido en la principal métrica que se utiliza para medir la eficacia del consumo de energía de los centros de datos.
¿Cómo se calcula el PUE?
La eficacia del uso de la energía es la relación entre la energía total que entra en un centro de datos y la energía utilizada por los equipos de TI dentro del centro de datos (refrigeración, calefacción, ventilación, conversión y distribución de energía, iluminación, enchufes de servicios públicos). Además, la energía total puede provenir no sólo de la electricidad, sino de otras fuentes, por ejemplo, gas natural, combustible, agua (utilizada para la refrigeración adiabática). El consumo de energía de los equipos informáticos se define como la cantidad de energía utilizada para gestionar, almacenar, procesar y enrutar los datos dentro de un centro, así como para hacer funcionar las redes y los dispositivos adicionales, como los monitores y las estaciones de trabajo.
Por lo tanto, la fórmula típica del PUE es la siguiente:
PUE = la potencia total de la instalación / la energía utilizada por los equipos de TI
La fórmula ha de utilizarse para determinar la eficiencia de un centro de datos concreto a lo largo del tiempo, no para comparar otros diferentes.
Para que quede claro, me gustaría introducir un ejemplo de cálculo del PUE:
Digamos que la energía total de las instalaciones de un centro de datos es de 12.000 MWh y los equipos informáticos consumen 9.000 MWh. Por tanto, PUE = 12.000 MWh / 9.000 MWh = 1,333.
Por supuesto, la energía utilizada por todo un centro de datos será mayor que la energía consumida por los equipos informáticos. Así que ese parámetro siempre será mayor que uno. Pero, ¿cuánto mayor?
¿Cuál es el PUE normal?
Obviamente, el ratio PUE puede oscilar entre 1,0 e infinito. Un PUE ideal es 1,0, lo que significa una eficiencia del 100% (es decir, toda la energía consumida se utiliza sólo en los equipos de TI, sin pérdidas de distribución de energía). Pero es casi imposible de conseguir.
Gigantes de la industria como Google y Microsoft están creando centros de datos para PUE`s de 1,2 o mejores. Pero son líderes del sector. Según la investigación del Uptime Institute, un centro de datos estadounidense medio tiene un PUE de 2,5. Sin embargo, también es habitual encontrar servidores con un PUE de 3,3 o superior. Esto significa que sólo 1/3 de toda la energía consumida por los centros de datos es utilizada por los equipos informáticos y 2/3 de esa energía se desperdicia.
La temperatura del entorno y su impacto en el PUE
Según las últimas investigaciones, los centros de datos consumen unos 420 teravatios que representan el 3% de la demanda energética mundial. Además, los sistemas de refrigeración se llevan aproximadamente el 45% de esa energía. En este marco, la ubicación de los servidores del centro de datos tiene mucho que ver. Cuanto más frío es el clima, menor es la energía, más eficiente es su funcionamiento, mejor (, menor) es el PUE.
Actualmente, dado que la creación de centros de cómputo ecológicos es una de las tareas prioritarias para los fabricantes, estos se esfuerzan por implementar tecnologías modernas y soluciones fuera de lo común para que sus sistemas de refrigeración sean más efectivos y menos intensos en energía. Por ejemplo, en 2018, Microsoft sumergió su centro de datos en el fondo del Mar del Norte, cerca de las islas Orcadas de Escocia, a una profundidad de 35,5 metros. Los centros de datos submarinos autosuficientes pretenden ser más ahorradores de energía debido a que su enfriamiento es gratuito y se ejerce en las frías aguas del Mar del Norte. https://www.youtube.com/embed/L2oJw1a_qEMHowever, es necesario entender que la cápsula sumergida en el agua es sólo una pequeña copia del centro de datos real. El contenedor con una longitud de 12 metros consta de 12 racks y 824 servidores, pero lo más importante es que el centro tiene una arquitectura modular. En el fondo del mar, es relativamente fácil encajar los contenedores como si fueran módulos espaciales de la ISS.
¿Cómo puede el centro de datos ser más eficiente?
Ahorrar energía es más sencillo de lo que muchos propietarios de empresas de TI podrían suponer. Al poner en práctica estas estrategias, puede ahorrar su dinero en las facturas de electricidad y hacer que el trabajo de los servidores sea más eficiente.
- Reducir la carga de los equipos de TI. Ahorrar 1 vatio a nivel de servidor se transformará en casi 3 vatios de ahorro total en un centro de datos debido a un menor consumo de energía. Esta estrategia de reducción de la carga incluye la compra de equipos energéticamente eficientes, la eliminación de los servidores que no se utilizan y la llamada «virtualización» de los servidores.»
- Gestión del flujo de aire. Esta estrategia significa llevar el flujo de aire frío de las unidades de acondicionamiento a donde más se necesita, específicamente a los frentes de los servidores, así como eliminar el flujo de aire caliente de la parte trasera de los servidores de la manera más eficiente posible.
- Cuidado con la temperatura y el nivel de humedad. Como ya se ha mencionado anteriormente, la temperatura y el microclima, donde se encuentra el servidor, son un factor importante que influye en la Eficiencia del Uso de la Energía. Cuanto más fresco es el lugar, menos energía se consume para el enfriamiento.
- Mejore el sistema de refrigeración. Utilizar sistemas de «Free Cooling» siempre que sea posible. Además, utilizar el aire acondicionado para todo un lugar es mucho menos eficaz para evitar el sobrecalentamiento de un centro de datos en comparación con la refrigeración modular local. La ubicación de un centro de datos también es esencial. Es mejor asignar los módulos en función de su densidad de potencia y de la carga presupuesta.
Los ingenieros aprovechan cualquier oportunidad para reducir el consumo de energía de los centros de datos. Teniendo en cuenta la relevancia de esta tarea, las soluciones irregulares de software y hardware, centradas en el consumo de energía en el marco de la eficacia de los centros de datos, se generalizarán. Algunas de ellas probablemente se originarán en la confluencia de varias tecnologías.