現代のコンピューターやデータセンターは、膨大な量のエネルギーを消費しています。 2013年のAnnual Energy Outlookによると、国全体で消費されるエネルギーのうち、コンピュータと関連機器が3%を占めているのはアメリカだけだそうです。 コンピューターやサーバーを過熱から保護する冷却システムは言うに及ばず。 エネルギー効率を高め、電力消費コストを下げるという課題は、圧倒的です。 それは、天然資源の保全という枠組みの中での環境、特定の企業の仕事の簡素化、そして国民経済という総体的なスケールにおいて、大きな意味を持つのである。 https://www.youtube.com/embed/O96PwWkJdUoThe コンピュータ・データセンターが通常の運用状態でどれだけ効率的にエネルギーを使用するかを示す主な指標は、電力使用効率（PUE）である。 この比率を開発したのは、実はグリーングリッド（IT機器のエネルギー効率に焦点を当てた非営利の業界団体）である。
How Is PUE Calculated?
Power Usage Effectiveness は、データ センターに入る総エネルギーとデータ センター内の IT 機器（冷却、加熱、換気、電力変換と分配、照明、商用プラグ）が使用するエネルギー間の関係である。 さらに、総エネルギーは電気だけでなく、例えば、天然ガス、燃料、水（断熱冷却に使用）など、他の供給源から生成されることもある。 IT 機器のエネルギー消費は、センター内のデータの管理、保存、処理、ルーティング、およびネットワークやモニター、ワークステーションなどの追加デバイスの操作に使用されるエネルギー量と定義されます。
したがって、典型的な PUE 式は以下のようになります。com
PUE = 設備の総電力 / IT 機器の使用エネルギー
この式は、異なるデータ センターを比較するのではなく、特定のデータ センターの効率性を長期にわたって判断するために使用する必要があります。
それを明確にするために、PUE の計算例を紹介したいと思います。
あるデータ センターの合計設備エネルギーが 12.000 MWh で、IT 装置が 9.000 MWh 消費したとします。 よって、PUE＝12.000MWh÷9.000MWh＝1,333となる。
もちろん、データセンター全体の使用電力は、IT機器が消費するエネルギーよりも高くなります。 ですから、そのベンチマークは常に1より高くなります。 しかし、どのくらい大きいかというと、
What Is the Normal PUE?
当然ながら、PUE比は1.0から無限大までの範囲で変化させることができます。 理想的な PUE は 1.0 で、これは 100% の効率 (つまり、消費されたすべてのエネルギーが IT 機器にのみ使用され、配電損失がない状態) を意味します。 しかし、これを達成するのはほとんど不可能です。
GoogleやMicrosoftなどの業界大手は、PUE1.2以上のデータセンターを構築しています。 しかし、彼らは業界をリードしています。 Uptime Institute の調査によると、米国の平均的なデータセンターの PUE は 2.5 です。 しかし、PUEが3.3以上のサーバーも普通に見受けられます。
The Temperature of the Environment and Its Impact on the PUE
最新の研究によると、データ センターは約 420 テラワットを消費し、これは世界のエネルギー需要の 3%に相当します。 さらに、そのうちの約45％を冷却システムが占めています。 その中で、データセンターのサーバーの位置は非常に重要です。 気候が寒ければ寒いほど、エネルギーは低くなり、運用効率が良ければ良いほど、PUEは低くなります。
現在、環境に優しいコンピューティングセンターの構築はメーカーにとって優先課題の1つであるため、メーカーは冷却システムをより効果的でエネルギー負荷の少ないものにするために、最新の技術や常識にとらわれないソリューションの導入に努めています。 例えば、2018年、マイクロソフトはスコットランドのオークニー諸島に近い北海の海底にあるデータセンターを水深35.5mまで沈めた。 自給自足の水中データセンターは、チリングが無料で北海の冷たい海水で行使されるため、より省電力になることを意図しています。 https://www.youtube.com/embed/L2oJw1a_qEMHoweverでは、水に沈んだカプセルは、実際のデータセンターのちょうど小さなコピーであることを理解する必要があります。 長さ12mのコンテナは、12台のラックと824台のサーバーで構成されていますが、最も重要なことは、このセンターがモジュラーアーキテクチャを採用していることです。 海底では、まるでISSの宇宙モジュールのように、コンテナをレースでつなぐことが比較的簡単にできます。
How Can The Data Center Become More Efficient?
省エネは、多くのIT企業のオーナーが思っているよりも簡単です。 このような戦略を実行することで、電気代を節約し、サーバーの作業を効率化することができます。
- IT機器の負荷を軽減することができるようになります。 サーバー レベルで 1 ワットを節約すると、消費電力が少なくなるため、データ センターでは合計で 3 ワット近く節約することができます。 その負荷低減戦略には、エネルギー効率の高い機器の購入、使用していないサーバーの削除、およびいわゆるサーバーの「仮想化」が含まれます。 この戦略は、空調装置からの冷気を最も必要とされる場所、特にサーバーの前面に送り、サーバーの背面からの熱気をできるだけ効率的に除去することを意味します。
- 温度や湿度にも気を配る。 すでに述べたように、サーバーが設置されている場所の温度と微気候は、電力使用効率に影響を与える重要な要因です。 涼しい場所であればあるほど、冷却のために消費されるエネルギーは少なくなります。
- 冷却システムを改善する。 可能な限り「フリークーリング」システムを使用する。 また、場所全体を空調することは、局所的なモジュール冷却に比べ、データセンターの過熱を防止する効果が非常に低くなります。 データセンターの立地条件も重要である。 7234>
エンジニアは、データセンターの電力消費を削減するためにあらゆる機会を利用しています。 そのタスクの関連性を考慮すると、データセンターの有効性の枠組みの中でエネルギー消費に焦点を当てた不規則なソフトウェアとハードウェアのソリューションは、より広く普及するようになります。 その中には、複数の技術が合流することで生まれるものもあるはずです。