Os computadores e centros de dados modernos consomem uma enorme quantidade de energia. Apenas nos EUA, a energia consumida em todo o país é contabilizada em 3% pelos computadores e equipamentos relacionados, de acordo com as Perspectivas Energéticas Anuais para 2013. Muito menos sistemas de arrefecimento que protegem computadores e servidores contra o sobreaquecimento. A tarefa de aumentar a eficácia energética e reduzir o custo do consumo de energia é esmagadora. Ela significa muito para o meio ambiente no âmbito da conservação dos recursos naturais, da simplificação do trabalho de determinadas empresas e da economia nacional em uma escala bruta. https://www.youtube.com/embed/O96PwWkJdUoThe métrica predominante que descreve a eficiência com que os centros de dados computadorizados utilizam a energia em condições normais de operação é a Eficácia do Uso de Energia (PUE). O Green Grid (um grupo industrial sem fins lucrativos que se concentra na eficiência energética de equipamentos de TI) é, na verdade, o desenvolvedor desta relação. Mas nos últimos dois anos, PUE tornou-se a métrica primária que é usada para medir a eficiência do consumo de energia dos centros de dados.
Como é calculada a PUE?
Eficácia do Uso de Energia é a relação entre a energia total que entra num centro de dados e a energia usada pelos equipamentos de TI dentro do centro de dados (refrigeração, aquecimento, ventilação, conversão e distribuição de energia, iluminação, fichas de serviços públicos). Além disso, a energia total pode ser produzida não só a partir de electricidade, mas também de outras fontes, por exemplo, gás natural, combustível, água (utilizada para arrefecimento adiabático). O consumo de energia dos equipamentos informáticos é definido como a quantidade de energia utilizada para gerir, armazenar, processar e encaminhar dados dentro de um centro, bem como para operar as redes e dispositivos adicionais como monitores e estações de trabalho.
Whence, a fórmula típica de PUE é a seguinte:
PUE = a potência total da instalação / a energia utilizada pelos equipamentos informáticos
A fórmula tem de ser utilizada para determinar a eficiência de um determinado centro de dados ao longo do tempo, e não para comparar os diferentes.
Para deixar claro, gostaria de introduzir um exemplo de cálculo PUE:
Vamos dizer que a energia total da instalação de um centro de dados é de 12.000 MWh e o equipamento TI consome 9.000 MWh. Assim, PUE = 12.000 MWh / 9.000 MWh = 1.333.
O curso, a energia utilizada por todo um centro de dados será maior do que a energia consumida pelo equipamento de TI. Portanto, esse valor de referência será sempre superior a um. Mas quanto maior?
Qual é o PUE normal?
Obviamente, a razão PUE pode variar de 1.0 a infinito. Um PUE ideal é 1.0, o que significa 100% de eficiência (ou seja, toda a energia consumida é usada apenas em equipamentos de TI, sem perda de distribuição de energia). Mas é quase impossível alcançar.
Tantos gigantes da indústria como Google e Microsoft estão criando centros de dados para PUE`s de 1,2 ou melhor. Mas eles são líderes na indústria. De acordo com a pesquisa do Uptime Institute, um centro de dados americano médio tem um PUE de 2,5. No entanto, servidores com um PUE de 3,3 ou superior também são comuns de se encontrar. Isto significa que apenas 1/3 de toda a energia consumida pelos centros de dados é usada por equipamentos de TI e 2/3 dessa energia é desperdiçada.
A Temperatura do Ambiente e Seu Impacto sobre o PUE
De acordo com as últimas pesquisas, os centros de dados consomem cerca de 420 terawatts, representando 3% tão maciço quanto a demanda global de energia. Além disso, os sistemas de refrigeração consomem aproximadamente 45% dessa energia. Dentro desta estrutura, a localização dos servidores do centro de dados é muito grande. Quanto mais frio o clima, menor é a energia, mais eficiente é o seu funcionamento, melhor (, menor) é o PUE.
Actualmente, uma vez que a criação de centros de computação ecológicos é uma das tarefas prioritárias para os fabricantes, estes esforçam-se por implementar tecnologias modernas e soluções out-of-the-box para tornar os seus sistemas de refrigeração mais eficazes e com menor consumo energético. Por exemplo, em 2018, a Microsoft submergiu seu centro de dados no fundo do Mar do Norte, perto das Ilhas Orkney, na Escócia, até a profundidade de 35,5 metros. Os centros de dados subaquáticos auto-suficientes pretendem poupar mais energia devido ao facto de o seu arrefecimento ser livre e exercido nas águas frias do Mar do Norte. https://www.youtube.com/embed/L2oJw1a_qEMHowever, você precisa entender que a cápsula submersa na água é apenas uma cópia minúscula do centro de dados real. O recipiente com 12 metros de comprimento é composto por 12 racks e 824 servidores, mas o mais importante sobre ele é que o centro tem uma arquitetura modular. No fundo do mar, é relativamente fácil amarrar os contentores juntos como se fossem módulos espaciais no ISS.
Como pode o centro de dados tornar-se mais eficiente?
A poupança de energia é mais simples do que muitos proprietários de empresas de TI podem supor. Ao implementar tais estratégias, pode poupar o seu dinheiro nas contas de electricidade e tornar o trabalho dos servidores mais eficiente.
- Reduzir a carga de equipamento informático. A economia de 1 watt em um servidor irá se transformar em quase 3 watts de economia total em um centro de dados devido ao menor consumo de energia. Essa estratégia de reduzir a carga inclui a compra de equipamentos energeticamente eficientes, a remoção de servidores que não são usados e a chamada “virtualização do servidor”
- Gestão do fluxo de ar. Esta estratégia significa entregar o fluxo de ar frio das unidades de condicionamento para onde ele é mais necessário, especificamente para as frentes dos servidores, bem como remover o fluxo de ar quente das costas dos servidores da forma mais eficiente possível.
- Temperatura mental e nível de humidade. Como já foi mencionado anteriormente, a temperatura e o microclima, onde o servidor está localizado, são um fator significativo que influencia a Eficácia do Uso de Energia. Quanto mais frio é o local, menos energia é consumida para o resfriamento.
- Melhorar o sistema de arrefecimento. Use sistemas de “Free Cooling” sempre que for possível. Além disso, utilizar o ar condicionado para um local inteiro é muito menos eficaz para evitar o sobreaquecimento de um centro de dados, em comparação com o resfriamento modular local. A localização de um centro de dados também é essencial. É melhor alocar os módulos de acordo com sua densidade de potência e carga suposta.
Engenheiros aproveitam todas as oportunidades para reduzir o consumo de energia dos centros de dados. Levando em conta a relevância dessa tarefa, a solução irregular de software e hardware, focada no consumo de energia dentro da estrutura de eficácia dos centros de dados, se tornará mais difundida. Algumas delas provavelmente serão originadas na confluência de várias tecnologias.