ABB's website uses cookies. By staying here you are agreeing to our use of cookies. Learn more


עשרה צעדים לחיסכון באנרגיה בחוות שרתים

מאמר | 14-11-2021

ספקי כוח מתקדמים, מעבר למערכת אל פסק מתקדמת, הפחתה למינימום של מערכות IT בשימוש חלקי ועוד. ABB עם מגוון טיפים שימושיים לחיסכון באנרגיה בחוות שרתים.

אנחנו נוטים להסתכל על מהפכת הדאטה כעל 'מהפכה נקיה', אבל האמת היא שחווות השרתים, שמהוות את עמוד השדרה שמאפשר את 'מהפכת הדאטה', אחראיות על 1% מכלל צריכת החשמל העולמית בכל רגע נתון. זה אולי לא נשמע הרבה, אבל כגורם בודד הוא משמעותי. מה שהפך פקטור ברמה הגלובלית, משמעותי מאוד גם ברמת העסק או הארגון. מחירי החשמל עולים בהתמדה וכבר היום עלות החשמל היא המרכיב הדומיננטי בתקורה של כל חוות שרתים. 

החדשות הטובות הן שלמרות שכוח המחשוב שילש את עצמו בעשור האחרון, שיעור הצריכה של החשמל בחוות שרתים צמח רק ב-3%. איך זה קרה? החידושים הטכנולוגיים בתחום ותפיסות חדשות שמאפשרות התייעלות אנרגטית משמעותית בחוות השרתים. אפילו חוות שרתים קטנה עשויה לחסוך עשרות אלפי דולרים בכל שנה באמצעות התנהלות נכונה וחכמה. 

 

להלן 10 צעדים שיכולים להפוך את חוות השרתים שלכם ליותר חסכונית:

1. להפחית למינימום מערכות IT בשימוש חלקי

סוד גלוי הוא שמערכות IT מנצלות מעט מאוד מקיבולת העבודה האמיתית שלהן. שרתים נוטים לנצל בין 5% ל-15% מהנצולת שלהם; מעבדים מנצלים בין 10% ל-20%; התקני אחסון בין 20% ל-40%; ולציוד מרשתת יש בין 60% ל-80% ניצולת. הבעיה היא שגם מרכיבים במערכת שהשימוש בהם חלקי, "זוללים" אנרגיה חשמלית. על פי הערכות, בכל שנה 30 מיליארד דולר הולכים לאיבוד בגלל שרתים שאינם נמצאים בשימוש  ושסתם גוזלים אנרגיה. 

האסטרטגיה המומלצת במצב הזה היא לזהות איזה רכיבים במערכת מיותרים ולנטרל אותם. היום יש אלגוריתמים שיודעים לעשות זאת בכל רגע נתון, ולכבות (ולהדליק) את אותם רכיבים בהתאם לצורך. החיסרון של הגישה הזו היא שפעולת הכיבוי וההדלקה כשלעצמה צורכת אנרגיה עודפת וכיבוי והדלקה תכופים גוררים שחיקה ובלאי מוקדם.

גישה טובה יותר להתמודדות עם 10 מיליון שרתי ה"זומבים "ברחבי העולם היא מחשוב מבוזר, המקשר בין מחשבים לעבודה כאילו היו מכונה אחת. הגדלת

מספר חוות השרתים העובדים יחד מגביר את כוח העיבוד שלהם, ובכך מצמצם או מבטל את הצורך במתקנים נפרדים ליישומים ספציפיים.

2. וירטואליזציה של שרתים ואחסון

שרת או כונן אחסון שמוקדש להפעלת יישום אחד, נפוץ בחווות השרתים. במקרים רבים הבחירה הזו אינה נובעת מצורך בכוח מחשוב או חלל אחסון אלא מהצורך לקיים חיץ בין שירותים ויישומים שונים. בהקשר הזה שרתים וירטואליים יכולים להיות כלי רב עצמה שבאמצעותו ניתן לקבץ שרתים וחללי אחסון לפלטפורמה אחת ועדיין לשמור על הבידול הדרוש בין האפליקציות, המידע והמשתמשים השונים. אימוץ פתרון כזה של שרתים וירטואליים עשוי להעלות את יכולת הניצול של שרת ממוצע של 10%-20% ל-50%-60% ניצולת, ואפילו יותר. 

חשוב לשים לב לכך שהפתרון הזה אינו מתאים לכל חוות שרתים. למשל, שרתים שמכוונים לעבודה בעומסים לאורך כל היום, מה שדורש ניצול קיבולת מלאה, ולכן אינם יכולים לעבור וירטואליזציה גם אם רוב הזמן הם בשימוש חלקי.

3. קונסולידציה של שרתים, אחסון וחוות שרתים

שימוש בשרתי להב (Blade Servers) יחסוך בחלל ובניצול האנרגיה ויאפשר קונסולידציה של משאבים. שרתי להב הם מחשבים שעברו הפשטה והוסרו מהם מרכיבים מיותרים, הם עוצבו באופן שמאפשר חיבור מודולרי של מספר שרתים לפי הצורך ומהווים היום אבן בניין מרכזית בחוות שרתים מודרניות. ביחס לשרתים הרגילים מהדור הקודם, שרתי להב עשויים לחסוך 20% -40% מהאנרגיה על אותו הספק עבודה.

באופן דומה ניתן לעשות גם קונסולידציה של שטח אחסון באמצעות דרייברים גדולים שמראש יותר יעילים אנרגטית (וגם משפרים את ניצולת הזיכרון). את הדרייברים המהירים שצורכים הרבה אנרגיה נשמור רק לאפליקציות שדורשות תגובה מיידית.  

סוג נוסף של קונסולידציה הוא של חוות השרתים עצמן. אם ניתן לקבץ כמה חוות שרתים במתחם אחד התועלת של המהלך הזה, מבחינת התייעלות אנרגית, עשויה להיות עצומה. בקונסולידציה מהסוג הזה החוות יכולות לחלוק מערכות גיבוי וקירור ובכך ליהנות מחיסכון משמעותי באנרגיה, כמו גם בחיסכון בכל ההיבט הנדל"ני והתפעולי. 

4. ניצולת יעילה יותר של המעבדים

יותר מ-50% מהאנרגיה הדרושה להפעלת השרת מופנים לעבודת יח' העיבוד המרכזית (CPU). בשנים האחרונות יצרני השבבים מפתחים יחידות עיבוד חסכוניות יותר. כך למשל מעבר למעבד רב ליבתי, יגדיל את ההתייעלות האנרגטית. מרבית המעבדים כוללים פיצ'ר של ניהול כוח שמאפשר אופטימיזציה של צריכת אנרגיה באופן דינמי. 

ניהול כוח משתנה מסוג זה צפוי להוריד את הצריכה בלי שום פשרה ביכולות העיבוד. אם המעבד פועל מרבית הזמן, תוך ניצולת מקסימלית, פיצ'ר זה לא יעשה הבדל גדול. אך במעבדים שנדרשים לעבוד בניצולת משתנה, הפיצ'ר הזה עשוי להפחית משמעותית את צריכת האנרגיה. 

5. ספקי כוח מתקדמים

יחידת אספקת החשמל (PSU) הממירה את זרם החילופין שמגיע מרשת החשמל לזרם ישיר  (DC) צורכת בערך רבע מכמות החשמל של השרת כולו. לאחרונה רווח השימוש בדור חדש של ספקים - 80 PLUS. ספקים אלו מתאימים יותר לצרכים של מערכות IT מודרניות ופועלים ביעילות אנרגטית גבוהה יותר. לא זו בלבד שספקים אלו צורכים פחות אנרגיה הם גם מייצרים הרבה פחות חום. עובדה זו חשובה הן מפני שנדרשת פחות אנרגיה לקירור והן משום שההתחממות גורמת לשחיקה ולקיצור חיי המערכת. ספקים אלו אמנם יקרים יותר מהספקים הסטנדרטיים, אך לאורך זמן הם מתגלים כהשקעה מאוד משתלמת.

6. מעבר למערכות אל פסק מהדור החדש

מערכות אל פסק (UPS) נועדו לגבות מחשבים ושרתים ולהבטיח רציפות זרם במקרה של תקלה. כמו הרבה מערכות אחרות שסקרנו גם מערכות אלו 'גוזלות' אנרגיה ולא מצליחות להגיע לניצולת מלאה. גם במקרה של מערכות על פסק יש אבולוציה טכנולוגית והיום יש בשוק מערכות פחות בזבזניות ויותר יעילות אנרגטיות. 

7. חלוקת כוח בוולטאז' גבוה

בשל הסטנדרטיזציה הגלובלית, כמעט כל רכיבי ה-IT תוכננו לעבוד בטווח שבין 100 ל-240 וולט. ככלל, ככל שהוולטאז' גבוה יותר היחידה תעבוד ביעילות גבוהה יותר. בחירת רכיבים שעובדים על וולטאז' גבוה תייעל את כלל המערכת. למשל, מעבר ל-UPS שמספק 415 וולט בהזנה ישירה לשרת, עשוי לחסוך כ- 2% מהצריכה האנרגטית של המתקן.

8. הפחתת עלויות קירור

בין 30% ל-60% מעלויות האחזקה של חוות שרתים משויכות לעלות הקירור. יש מספר דרכים שבהן ניתן לייעל את מערכת הקירור. למשל, תכנון החלל עם מעברים חמים וקרים יביא לפיזור יותר נכון של כלל המיזוג בחלל. הקפדה על איטום החלל תמנע בריחות, וכמובן מעבר למערכות מיזוג מתקדמות עם מדחסים במהירות משתנה. בעתיד, ייתכן שנראה חוות שרתים שעוברות מקירור באמצעות מיזוג אוויר לקירור במים שצפוי להיות יעיל וחסכוני יותר אנרגטית.

9. טמפרטורת חדר גבוהה יותר

בהמשך לסעיף הקודם, הטמפרטורה המקובלת בחדרי שרתים היא 22 מעלות צלזיוס, אך מתברר שרכיבי IT מודרניים יכולים לתפקד יפה גם בטמפרטורה של 25 מעלות צלזיוס. עובדה זו מאפשרת להוריד את עלויות המיזוג ובעונות מסוימות אפילו לוותר על השימוש במיזוג ולחסוך הרבה מאוד כסף בעלות השנתית. 

10. שימוש ברשתות חשמל חכמות

בשונה מרשתות חשמל מסורתיות שמתמקדות בהעברת חשמל ממחולל האנרגיה לצרכנים, רשתות חשמל חכמות מאפשרות מעבר דו-כיווני של אנרגיה ומידע. תכונה זו מאפשרת לחבר להן אמצעי ניטור ושליטה שבאמצעותם ניתן לווסת ולנהל באופן יעיל את חלוקת האנרגיה הפנימית במערכת, וכמובן לייעל משמעותית את חוות השרתים. 


ליצירת קשר