Lợi ích của hiệu quả cung cấp điện máy chủ

Khi năng lượng tiếp tục trở nên đắt đỏ hơn và khi các công dân toàn cầu bắt đầu chú ý đến tác động tập thể của chúng ta đối với môi trường, có những lợi ích tài chính và xã hội đáng kể cho các công ty thực hiện các sáng kiến ​​xanh. Trong bài đăng này, tôi cung cấp một cái nhìn tổng quan chung về cách thức cung cấp năng lượng của máy chủ hoạt động từ góc độ hiệu quả và giải thích một số cách cung cấp năng lượng hiệu quả hơn và mô hình sử dụng có lợi.

Tải cung cấp điện và hiệu quả

Một nguồn cung cấp năng lượng được sử dụng để chuyển đổi nguồn điện xoay chiều / tường thành nguồn DC, có thể được phân phối và sử dụng để cấp nguồn cho các thành phần khác nhau trong máy chủ, chẳng hạn như bo mạch chủ và ổ cứng. Quá trình chuyển đổi này có một số chi phí, dưới dạng nhiệt và làm giảm hiệu quả tổng thể của nguồn cung cấp điện. Cung cấp năng lượng càng hiệu quả, càng ít nhiệt được tạo ra. Nói một cách đơn giản, hiệu quả của việc cung cấp năng lượng là lượng năng lượng đi đến các bộ phận cần nguồn điện. Phần còn lại của năng lượng được đưa ra dưới dạng nhiệt.

Đừng quên rằng một bộ nguồn phải hoạt động đơn giản, do đó, có một chi phí vận hành cơ bản phải được đưa vào sử dụng chung. Điều này xuất hiện ngay trên đầu số liệu hiệu quả.

Nhiều máy chủ sử dụng một lần được xây dựng quá mức để xử lý các đỉnh nhu cầu tiềm năng. Điều này có nghĩa là các máy chủ này thường chạy ở mức thấp hơn thông số kỹ thuật của họ và không bao giờ đi vào phạm vi hiệu quả cao hơn về nguồn cung cấp do thực tế là nguồn cung cấp điện không bao giờ được đẩy đến giới hạn của họ. Khi bạn thêm nguồn cung cấp năng lượng dự phòng vào hỗn hợp, chế độ xem hiệu quả thậm chí còn tệ hơn. Hãy nhớ rằng, việc sử dụng đơn vị cung cấp năng lượng thấp hơn (PSU) bằng hiệu suất PSU thấp hơn, do đó, việc truyền tải giữa hai PSU tạo ra một tình huống trong đó các PSU, trung bình, hoạt động ở mức độ sử dụng thấp hơn. Có nhiều lý do thuyết phục để các tổ chức xem xét các PSU dư thừa trong các máy chủ quan trọng, nhưng hiểu được sự đánh đổi hiệu quả năng lượng tiềm năng là rất quan trọng khi xem xét các sáng kiến ​​xanh.

Bây giờ hãy xem xét điều này: Bạn đang chạy các máy chủ có nguồn cung cấp năng lượng rất cao nhưng không chạy chúng ở mức hiệu quả? Nếu bạn không chắc chắn về những gì bạn thực sự hoạt động, bạn có thể so sánh xếp hạng PSU trong máy chủ của mình với những gì bạn thực sự nhìn thấy bằng cách sử dụng một thiết bị như máy đo sử dụng năng lượng Kill A Watt. Nguồn cung cấp 1000 watt đó trong máy chủ của bạn có thực sự thu hút từ 400 đến 600 Watts dựa trên cấu hình phần cứng và cấu hình sử dụng không? Nếu không, máy chủ của bạn không chạy ở giữa đường cong sức mạnh, đó là điểm ngọt ngào. ( Lưu ý: Chỉ vì PSU của bạn được đánh giá 1000W không có nghĩa là nó luôn rút 1000 Watts, nó chỉ kéo điện cần thiết để vận hành hệ thống, có thể từ 400W đến 600W.)

Bộ nguồn máy chủ

Bộ nguồn máy chủ chất lượng có xu hướng duy trì hiệu quả ngay cả khi tải cao và không phải lúc nào cũng giảm theo cách lớn. Những thay đổi gần đây đối với các công nghệ như ảo hóa có thể có tác động đáng kể đến hiệu suất năng lượng của máy chủ cá nhân. Các máy chủ được ủy nhiệm là máy chủ ảo có xu hướng đặc biệt với nhiều phần cứng được đẩy mạnh hơn khá nhiều so với phần cứng trong các máy chủ sử dụng một lần; như vậy, các máy chủ này có nhiều khả năng xâm nhập vào điểm ngọt hiệu quả của PSU. Khi bạn thêm vào khả năng này để giảm số lượng máy chủ sử dụng năng lượng, bạn có thể thấy rằng các hoạt động riêng lẻ bắt đầu để tiết kiệm năng lượng thực sự. Hơn nữa, các bộ nguồn mới hơn có hiệu quả cao hơn nhiều so với các đối tác cũ, thường đạt mức hiệu suất vượt xa 90%.

Một mô hình hiệu quả cung cấp điện máy chủ điển hình

Biểu đồ trong Hình A mô tả một mẫu hiệu suất cung cấp điện máy chủ điển hình, bỏ qua phần trăm hiệu suất, có thể thay đổi theo nguồn cung cấp. Như bạn có thể thấy trong Hình A, với mức sử dụng dưới 40% đến 50%, nguồn điện không hoàn toàn hiệu quả. Trên thực tế, ở mức tải 20%, hiệu suất cung cấp điện có thể thấp hơn 10% so với hiệu suất ở mức tải 50% và thậm chí kém hiệu quả hơn ở mức thấp hơn. Từ khoảng 60% sử dụng đến 100% sử dụng, cũng có sự sụt giảm hiệu quả rõ rệt, mặc dù sự sụt giảm này dường như ít được chú ý hơn đối với các bộ nguồn dựa trên máy chủ. Trong nghiên cứu của tôi cho bài đăng này, tôi đã thấy một số bộ nguồn máy tính để bàn, với mức sử dụng 100%, sẽ giảm xuống mức hiệu quả rất kém, do đó, có rất nhiều thực tế hoạt động ngoài kia. Nói cách khác, một kích thước không phù hợp với tất cả, vì vậy kết quả của bạn có thể thay đổi. Hình A

Một mô hình hiệu quả cung cấp điện máy chủ điển hình

Thử nghiệm cung cấp điện trong thế giới thực

Nhiều thử nghiệm cung cấp năng lượng trong thế giới thực được thực hiện bởi một công ty thử nghiệm độc lập của bên thứ ba thay mặt cho Chương trình 80 PLUS®, một chương trình chứng nhận nhằm thúc đẩy các nguồn cung cấp năng lượng hiệu quả cao (hơn 80%) trong các máy chủ. Bạn có thể tìm thấy kết quả kiểm tra cho nhiều nhà cung cấp tại trang web thử nghiệm. Mặc dù một số kết quả đã lỗi thời, trong nhiều trường hợp, bạn sẽ thấy một kiểu sử dụng tương tự như trong Hình A.

Máy tính tiết kiệm hiệu quả PSU

Khi cần đo xem có hoàn vốn đầu tư hay không, bạn nên kiểm tra Máy tính tiết kiệm hiệu quả PSU, nó sẽ cho bạn thấy sự khác biệt về hiệu quả của hai nguồn cung cấp và cho bạn biết bạn sẽ tiết kiệm được bao nhiêu trên cơ sở hàng năm. (Trước khi sử dụng máy tính, bạn nên có ý tưởng về mức tải mà bạn sẽ đặt vào bộ nguồn.) Trong ví dụ của tôi, tôi sẽ tiết kiệm 20 đô la mỗi năm bằng cách chuyển từ PSU hiệu quả 85% sang 90 % PSU hiệu quả. Nếu chi phí để mua PSU hiệu quả 90% chỉ cao hơn 30 đô la so với 85% PSU và tuổi thọ dự kiến ​​của máy chủ là ba năm, có ROI dương nên tôi sẽ tiếp tục và có được đơn vị hiệu quả hơn. Nếu bạn nhân số này trên hàng trăm máy chủ, sẽ có tiền và năng lượng thực sự được tiết kiệm.

Lợi ích khác

Có những lợi ích thứ hai để cung cấp năng lượng hiệu quả hơn, quá. Hãy nhớ rằng, năng lượng "lãng phí" trong các nguồn cung cấp năng lượng được cung cấp dưới dạng nhiệt. Các nhà điều hành trung tâm dữ liệu dành rất nhiều thời gian và tiền bạc làm việc chăm chỉ để giữ cho phòng luôn mát mẻ để đảm bảo thiết bị không bị quá nóng. Khi các tổ chức này đang chi tiêu số tiền chưa từng có để làm mát không khí trong trung tâm dữ liệu, các nguồn cung cấp năng lượng không hiệu quả sẽ thêm vào khối lượng công việc đó. Bằng cách giảm tải nhiệt, có thể có thêm tiết kiệm năng lượng gián tiếp vì nhu cầu làm mát có thể giảm.

Cách Facebook

Facebook đã thực hiện một nỗ lực lớn để cải thiện hiệu quả năng lượng trong các trung tâm dữ liệu của mình. Với cấu hình phân phối điện truyền thống, các kỹ sư của Facebook xác định rằng tổng tổn thất năng lượng là từ 11% đến 17% cho mỗi máy chủ. Bằng cách chuyển sang hệ thống phân phối điện trung tâm dữ liệu dựa trên DC và thực hiện một số thay đổi khác, tổn thất này giảm xuống còn 2% cho máy chủ.

Mọi người trên trang web ZDNet của chúng tôi gần đây đã đăng một bài viết về Facebook mở nguồn thiết kế phần cứng cho các trung tâm dữ liệu của mình, bao gồm thông tin về việc tiết kiệm năng lượng này.

Tóm lược

Mặc dù con số có thể nhỏ - 30 đô la ở đây, 10 đô la ở đó - mức tiết kiệm tiềm năng khi sử dụng năng lượng có thể là không thể tin được. Một cách để bắt đầu là xem xét cẩn thận các quyết định về cung cấp điện và đảm bảo rằng khối lượng công việc phù hợp với công suất của máy chủ để đạt được các biện pháp tốt nhất có thể. Khi các công ty có thể buộc một nhu cầu vị tha vào điểm mấu chốt, những điều tuyệt vời có thể xảy ra.

© Copyright 2020 | mobilegn.com