Les exploitants des centres de données se tournent vers les technologies d’ABB pour accroître leur capacité concurrentielle, satisfaire aux normes mondiales en matière de durabilité et assumer des charges de travail plus rapidement et plus efficacement grâce à l’électrification intelligente.
Avec la demande grandissante des services de données, la manière habituelle de garantir la fiabilité d’un centre de données consiste à accéder à davantage de puissance électrique en faisant appel au suréquipement. Toutefois, la nouvelle vision en ce qui a trait à l’augmentation de l’approvisionnement en énergie électrique de façon durable porte désormais sur la nécessité d’assurer une meilleure visibilité des demandes énergétiques et sur la façon dont la puissance est répartie au sein même du centre de données? Cette approche peut également conférer un avantage concurrentiel aux exploitants des centres de données.
En 2020, nous avons été nombreux à devoir adopter de nouvelles méthodes de travail et à changer notre mode de vie. Le recours aux transactions électroniques s’est accéléré : d’après les institutions financières, elles ont augmenté de 250 % rien qu’au premier trimestre. Un émetteur de carte de crédit indique que, depuis janvier 2020, les paiements sans contact se sont accrus de 69 % aux États-Unis. La majorité des petites entreprises américaines disent avoir utilisé en 2020 davantage de données dans le cadre de leur gestion analytique. Dans toutes sortes d’entreprises, la pandémie a accéléré le passage au tout-numérique.
Résultat : les centres de données doivent produire davantage de données et de rapports d’analyse, et ce, à une cadence accrue. Selon une estimation, la charge pourrait avoir augmenté de près de 50 %. La grande majorité des exploitants de centres de données ont l’intention d’accroître la capacité de leurs installations ou d’y adjoindre de nouvelles installations.
On considère habituellement qu’un centre de données qui doit répondre à une demande accrue en produisant des données plus rapidement, plus efficacement et plus fréquemment, tout en rehaussant le niveau de sécurité et de fiabilité, a besoin d’un surcroît de puissance électrique. Est-ce bien vrai? Voici trois raisons pour lesquelles une meilleure connaissance des modes de consommation d’énergie d’un centre de données est tout à fait possible, ce qui permet à l’exploitant de mieux gérer cette consommation, donc ses coûts.
Le suréquipement n’a jamais été la bonne solution
On a longtemps cru que, pour optimiser la charge nominale de chacun des systèmes d’un centre de données, il fallait le dédoubler (génératrice ou autre composante d’un système). C’est ce qu’on appelle le suréquipement.
Le suréquipement entraîne la sous-utilisation de l’équipement, c’est le cas des systèmes d’alimentation sans coupure redondants, ou une utilisation tellement sporadique que la fiabilité finit par être compromise (dans les cas des commutateurs et des génératrices). Soit par exemple une charge de 800 kW. Pour y subvenir, l’exploitant type prévoira deux systèmes d’alimentation sans coupure de 1 MW, chacun pouvant fournir une pleine charge ET une surcharge de 25 %.
L’exploitant se retrouvera avec deux systèmes d’alimentation sans coupure en fonction; pour chacun, la charge ne sera que de 400 kW, ce qui n’est ni rentable ni efficace.
« Auparavant, le suréquipement était un mal rendu nécessaire en raison des exigences rigides en matière de fiabilité, explique Brian Johnson, responsable des Centres de données du groupe ABB. Or une meilleure connaissance de la consommation et de l’état de fonctionnement de chaque système rend le suréquipement obsolète tout en assurant les gains d’efficacité et la conformité aux normes de durabilité qui s’imposent aux centres de données modernes. »
Pour mieux comprendre les enjeux que représentent l’équipement à prévoir et sa consommation électrique, les acteurs de l’industrie utilisent un indicateur d’efficacité énergétique conçu par l’organisme Green Grid, le PUE (Power Usage Effectiveness), qui est en quelque sorte l’équivalent de la mesure de la consommation d’essence d’un véhicule.
Les centres de données peuvent réduire leur PUE en consentant à une température de fonctionnement plus élevée (donc en refroidissant moins les systèmes), en utilisant des serveurs plus efficaces (avec des dispositifs d’alimentation en énergie certifiés 80 PLUS) et en évitant de les laisser fonctionner pour rien. Appliquée à la conception des systèmes d’alimentation électrique, cette approche implique un moindre recours à la redondance, grâce à l’informatique en nuage.
Tout comme le handicap au golf, il faut chercher à abaisser au maximum le PUE (qui est un ratio). Certains exploitants de centres de données ont réussi à atteindre 1.2. C’est tout un exploit et il n’est pas facile de faire mieux. Toute la difficulté est de savoir où, comment et quand la puissance disponible est utilisée. Le PUE est un objectif imbriqué dans un défi majeur. C’est pourquoi l’électricité demeure le plus important des coûts variables d’un centre de données.
Un suivi minutieux de la consommation permet de savoir quels systèmes n’ont pas été optimisés (dispositifs de refroidissement, serveurs inactifs, moteurs de ventilateur inefficaces, unités de disque mal paramétrées ou transformateurs en surchauffe). Armé de cette information, l’exploitant d’un centre de données prendra de meilleures décisions quant au mode d’exploitation de ses équipements.
Avantages et limitations de l’infonuagique
Une façon de réduire le PUE consiste à opter pour des sauvegardes logicielles plutôt que matérielles et à transférer les dispositifs de sauvegarde redondants dans le nuage. Dans un tel environnement, on peut en effet prévoir deux centres de données physiques, miroirs l’un de l’autre. Dans chacun d’eux, l’équipement électrique peut être « moins » redondant qu’il devrait l’être s’il n’y avait qu’un seul centre de données. Cette approche nécessite donc un équipement moins coûteux et moins complexe.
L’infonuagique et les innovations plus récentes que sont les infrastructures modulables permettent une activation immédiate sans nécessiter, en matière d’alimentation, autant de redondance et de suréquipement.
Pourtant, cela ne suffira pas, compte tenu de la demande toujours grandissante en données et en capacité de traitement, de l’établissement en cours des services 5G, de l’extension des réseaux de transmission 4K et de la multiplication des fonctions propres aux villes intelligentes (chauffage, éclairage, etc.), fondées elles aussi sur les données. La question demeure : il ne s’agit pas pour un centre de données de savoir comment il peut obtenir plus de puissance électrique, mais de mieux déterminer ses besoins afin de planifier comment, quand et où ils doivent être comblés.
(1/2) Niveau de transparence assuré par ABB Ability Energy and Asset Manager 
(1/2) Niveau de transparence assuré par ABB Ability Energy and Asset Manager
Une façon d’y parvenir consiste à utiliser des dispositifs intelligents comme les disjoncteurs Tmax XT d’ABB, qui peuvent mesurer la consommation d’électricité et produire des indicateurs au plus près des charges en jeu.
Importance des raccordements directs
Avec l’augmentation des besoins en énergie des centres de données est née l’idée de rapprocher les installations des producteurs d’électricité afin de bénéficier de raccordements haute tension, moins susceptibles de tomber en panne et qui permettent de s’approvisionner en électricité à un moindre coût (l’objectif initial). Sachant que les risques de panne ne sont pas négligeables, les médias en font d’ailleurs leurs choux gras, cette approche est à la fois très intéressante et, par conséquent, difficile à mettre en œuvre : concurrence oblige.
Bref, les points de raccordement H.T., très convoités, ne sont pas en nombre suffisant, le suréquipement n’est pas rentable et il est trop risqué de se reposer uniquement sur des installations infonuagiques jumelles. Le problème exige donc d’autres solutions.
L’une d’elles consiste à utiliser des appareillages numériques d’ABB, dans lesquels des capteurs remplacent les dispositifs analogiques traditionnels, ce qui facilite la personnalisation, entraîne des économies d’espace et assure une sécurité accrue. Les possibilités de contrôle-commande et la protection des communications qui caractérisent les appareils électriques intelligents reposent sur la norme non exclusive de dialogue numérique d’égal à égal IEC 61850, ce qui en fait des solutions pratiques et faciles à mettre à niveau.
L’occasion de faire le ménage
En principe, les produits et services TI sont mis à jour régulièrement, selon des cycles de trois à cinq ans, généralement. À chaque fois, c’est l’occasion pour les exploitants de centre de données d’essayer des solutions innovantes, mais aussi de revoir les décisions prises jusqu’ici concernant les produits, les services et les scénarios d’utilisation considérés.
« Les mises à jour permettent aussi de faire le point sur les équipements qui fournissent l’alimentation électrique, indique Brian Johnson. L’essentiel est de disposer d’une vue aussi claire que possible de ces systèmes, afin d’exploiter les possibilités qui s’offrent. »
D’autres avantages, sur le plan de la durabilité cette fois, découlent de cette transparence accrue et de l’amélioration de la gestion des équipements du centre de données. Parce qu’un équipement mieux géré utilise mieux les ressources (c’est le cas quand on fait coïncider besoins en alimentation et impératifs d’exploitation), le temps de disponibilité s’accroît, les réserves de puissance augmentent et la consommation générale diminue.
La gestion continue des systèmes autorise un repérage plus précoce des risques de défaillance matérielle auxquels on peut parer, ce qui évite les retards et temps d’arrêt qu’entraînent les réparations non planifiées.
Pour l’exploitant du centre de données, de tels gains d’efficacité opérationnelle sont loin d’être négligeables. L’objectif consiste à obtenir une vue détaillée des composantes du système, des plus complexes aux moins importantes. La défaillance de ces dernières n’entraînerait pas forcément l’arrêt du système tout entier, mais pourrait causer des dégradations de service fréquentes ou imprévisibles. Une telle transparence n’est pas facile à obtenir, car les composantes mineures (les nœuds) sont les moins susceptibles d’être dotées de technologies intelligentes.
On dispose heureusement du ABB Ability™ Energy and Asset Manager, qui recueille des données pertinentes auprès des dispositifs d’ABB installés dans un réseau de distribution électrique basse ou moyenne tension. De plus, il combine les données en fonction des paramètres environnementaux en jeu (température, eau, gaz). Les dispositifs peuvent par ailleurs être raccordés en un tournemain par échange d’informations d’égal à égal selon les plus récents protocoles de communication. Cela garantit non seulement l’évolutivité du centre de données, mais aussi l’accès aux indicateurs de consommation, ce qui facilite l’installation des équipements et rend leur mise en service immédiate d’un bout à l’autre du réseau de distribution.
« Les exploitants préfèrent perdre un serveur plutôt qu’une armoire complète, une armoire plutôt qu’une rangée, une rangée plutôt qu’une salle, une salle plutôt que le centre tout entier, conclut Brian Johnson. Nous disposons d’outils de suivi intelligent qui permettent de dresser un portrait détaillé de l’ensemble du parc matériel en place dans un centre de données. L’exploitant sait ainsi qu’il pourra répondre aux besoins croissants de ses utilisateurs. »
De simples installations assurant le soutien informatique, les centres de données sont devenus les prestataires de services à la demande et évolutifs. C’est un secteur stratégique dont dépendent étroitement les économies nationales et grâce auquel les particuliers peuvent rester en contact entre eux. En adoptant une approche ciblée et en investissant dans les technologies les plus efficaces, les exploitants des centres de données pourront exploiter au mieux les possibilités qui vont se présenter durant la nouvelle « décennie numérique », tout en tirant le maximum de chaque watt d’électricité.
