Les centres de données consomment 3 à 5% de toute l'électricité de la planète et dans certains pays, comme la Chine, ce chiffre atteint 7%. Les centres de données ont besoin d'électricité 24h / 24 et 7j / 7 pour assurer le bon fonctionnement des équipements. En conséquence, le travail d'un centre de données provoque des émissions de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, et en termes de niveau d'impact négatif sur la nature, ils peuvent être comparés au transport aérien.
Chez Selectel, nous avons rassemblé les derniers résultats de recherche pour savoir comment les centres de données affectent l'environnement, si cela peut être changé et s'il existe des initiatives similaires en Russie.
Selon les dernières recherches de Supermicro, les data centers verts pourraient réduire leur impact environnemental de 80%. Et l'électricité stockée doit maintenir tous les casinos de Las Vegas allumés pendant 37 ans. Mais pour le moment, seuls 12% des centres de données du monde peuvent être qualifiés de «verts».
Rapport Supermicrobasé sur une enquête auprès de 5 000 représentants de l'industrie informatique. Il s'est avéré que 86% des personnes interrogées ne pensent généralement pas à l'impact des data centers sur l'environnement. Et seuls 15% des responsables de data centers sont concernés par la responsabilité sociale et l'évaluation de l'efficacité énergétique de l'entreprise. La majeure partie de l'industrie se concentre sur des objectifs de résilience plutôt que sur l'efficacité énergétique. Bien que se concentrer sur les centres de données les plus récents soit bénéfique: l'entreprise moyenne peut économiser jusqu'à 38 millions de dollars en coûts énergétiques.
PUE
Le PUE (Power Utilization Efficiency) est une mesure de l'efficacité énergétique d'un centre de données. La mesure a été approuvée par les membres du consortium The Green Grid en 2007. Le PUE reflète le rapport entre l'énergie électrique consommée par le centre de données et l'énergie consommée directement par l'équipement du centre de données. Ainsi, si le centre de données reçoit 10 MW de puissance du réseau et que tous les équipements «tiennent» à 5 MW, l'indicateur PUE sera 2. Si «l'écart» dans les lectures diminue et que la majeure partie de l'électricité atteint l'équipement, le coefficient aura tendance à l'indicateur idéal en est un.
L'enquête sur les centres de données mondiaux de l'Uptime Institute pour août (900 opérateurs de centres de données interrogés) a estimé le PUE moyen mondialau niveau de 1,59. En général, l'indicateur a varié à ce niveau depuis 2013. À titre de comparaison, en 2013, le PUE était de 1,65, en 2018 - 1,58 et en 2019 - 1,67.
Bien que le PUE ne soit pas assez juste pour comparer différents centres de données et régions géographiques, l'Uptime Institute compile de tels tableaux de comparaison.
La comparaison est injuste en raison du fait que certains centres de données sont dans les pires climats. Ainsi, pour refroidir un centre de données conditionnel en Afrique, il faut beaucoup plus d'électricité qu'un centre de données situé dans le nord de l'Europe.
Il est logique que les plus inefficaces en énergie soient les centres de données en Amérique latine, en Afrique, au Moyen-Orient et dans certaines parties de la région Asie-Pacifique. Les indicateurs les plus «exemplaires» du PUE étaient l'Europe et la région réunissant les États-Unis et le Canada. À propos, il y a plus de répondants dans ces pays - respectivement 95 et 92 fournisseurs de centres de données.
L'étude a également évalué des centres de données en Russie et dans les pays de la CEI. Certes, seuls 9 répondants ont participé à l'enquête. Le PUE des centres de données nationaux et «voisins» était de 1,6.
Comment réduire le PUE
Refroidissement gratuit
Selon des recherches , environ 40% de toute l'énergie consommée par les centres de données va aux systèmes de refroidissement artificiels. La mise en œuvre du free cooling (freecooling) permet de réduire considérablement les coûts. Avec un tel système, l'air extérieur est filtré, chauffé ou refroidi, puis fourni aux salles serveurs. L'air chaud «d'échappement» est projeté ou partiellement mélangé, si nécessaire, au flux entrant.
Dans le cas du freecooling, le climat est d'une grande importance. Plus la température extérieure est adaptée au hall du centre de données, moins il faut d'énergie pour l'amener à la "condition" requise.
De plus, le centre de données peut être situé près du réservoir - dans ce cas, l'eau qui en provient peut être utilisée pour refroidir le centre de données. À propos, selon les prévisions de Stratistics MRC, d'ici 2023, la valeur marchande des technologies de refroidissement liquide atteindra 4,55 milliards de dollars. Parmi ses types, on trouve le refroidissement par immersion (immersion d'équipement dans l'huile d'immersion), le refroidissement adiabatique (basé sur la technologie d'évaporation, utilisé dans les centres de données Facebook) , échange de chaleur (le liquide de refroidissement à la température requise va directement au rack avec l'équipement, éliminant l'excès de chaleur).
En savoir plus sur le freecooling et son fonctionnement chez Selectel →
Surveillance et remplacement rapide de l'équipement
Une utilisation correcte de la capacité disponible dans le centre de données contribuera également à améliorer l'efficacité énergétique. Les serveurs déjà achetés doivent soit fonctionner pour les tâches des clients, soit ne pas consommer d'énergie pendant les temps d'arrêt. Une façon de contrôler la situation consiste à utiliser un logiciel de gestion d'infrastructure. Par exemple, Data Center Infrastructure Management (DCIM). Un tel logiciel redistribue automatiquement la charge sur les serveurs, éteint les périphériques inactifs et donne des recommandations sur la vitesse des ventilateurs des unités de refroidissement (encore une fois, pour économiser de l'énergie en cas de refroidissement inutile).
Une partie importante de l'amélioration de l'efficacité énergétique des centres de données est la mise à niveau rapide des équipements. Un serveur obsolète est souvent inférieur en performances et en intensité de ressources à la nouvelle génération. Par conséquent, afin de réduire le PUE, il est recommandé de mettre à jour l'équipement aussi souvent que possible - certaines entreprises le font chaque année. D'après la recherche de Supermicro: des cycles de mise à niveau du matériel optimisés peuvent réduire les déchets électroniques de plus de 80% et améliorer les performances du datacenter de 15%.
Il existe également des moyens d'optimiser votre écosystème de centre de données sans frais importants. Par exemple, vous pouvez fermer les logements dans les armoires de serveur pour éviter les fuites d'air froid, isoler les allées chaudes ou froides, déplacer un serveur fortement chargé vers une partie plus froide du centre de données, etc.
Moins de serveurs physiques - plus de machines virtuelles
VMware a calculé que le passage à des serveurs virtuels peut réduire la consommation d'énergie de 80% dans certains cas. En effet, placer plus de serveurs virtuels sur moins de machines physiques réduit logiquement les coûts de maintenance matérielle, de refroidissement et d’énergie.
Une expérience menée par NRDC et Anthesis a montré que le remplacement de 3 000 serveurs par 150 machines virtuelles permet d'économiser 2 millions de dollars en factures d'électricité.
Entre autres, la virtualisation permet de réallouer et d'augmenter les ressources virtuelles (processeurs, mémoire, stockage) dans le processus. Par conséquent, l'électricité n'est dépensée que pour assurer le travail, à l'exclusion des coûts d'équipement inutilisé.
Bien entendu, des sources d'énergie alternatives peuvent également être sélectionnées pour améliorer l'efficacité énergétique. Pour cela, certains centres de données utilisent des panneaux solaires et des éoliennes. Ce sont cependant des projets assez coûteux que seules les grandes entreprises peuvent se permettre.
Les verts en pratique
Le nombre de centres de données dans le monde est passé de 500 000 en 2012 à plus de 8 millions et les chiffres de leur consommation électrique doublent tous les quatre ans. La production d'électricité requise par les centres de données est directement liée à la quantité d'émissions de carbone générées par la combustion de combustibles fossiles.
Les scientifiques de l'Open University du Royaume-Uni estiment que les centres de données génèrent 2% des émissions mondiales de CO2. C'est à peu près la même chose que les plus grandes compagnies aériennes du monde jettent. Les centrales électriques ont émis 99 millions de tonnes de CO₂ en 2018 pour alimenter 44 centres de données en Chine, selon une étude de GreenPeace de 2019.
Les grands leaders mondiaux tels qu'Apple, Google, Facebook, Akamai, Microsoft assument la responsabilité de l'impact négatif sur la nature et tentent de le réduire grâce aux technologies vertes. Par exemple, le PDG de Microsoft, Satya Nadella, a parlé de l'intention de l'entreprise d'atteindre des émissions de carbone négatives d'ici 2030 et d'ici 2050 d'éliminer complètement les conséquences des émissions pour tout le temps depuis la création de l'entreprise en 1975.
Ces géants des affaires, cependant, disposent de ressources suffisantes pour mener à bien leurs projets. Nous mentionnerons dans le texte quelques centres de données «verts» moins connus.
Kolos
Le data center, situé sur la commune de Ballengen (Norvège), se positionne comme un data center fonctionnant à 100% d'énergie renouvelable. Ainsi, pour assurer le fonctionnement des équipements, de l'eau est utilisée pour refroidir les serveurs, les générateurs hydrauliques et éoliens. D'ici 2027, le centre de données prévoit d'aller au-delà de 1 000 MW de capacité électrique. Kolos économise désormais 60% d'électricité.
Données de nouvelle génération
centre de données britannique sert des entreprises telles que la société de télécommunications BT Group, IBM, Logica et autres. En 2014, NGD a annoncé avoir atteint un PUE idéal de un. Les panneaux solaires situés sur le toit du centre de données ont rapproché l'efficacité énergétique maximale du centre de données. Cependant, les experts ont alors remis en question le résultat quelque peu utopique.
Suisse Fort Knox
Ce centre de données est une sorte de projet loft. Le centre de données «s'est développé» sur le site d'un ancien bunker de la guerre froide construit par l'armée suisse en cas de conflit nucléaire. En plus du fait que le centre de données, en fait, ne prend pas de place à la surface de la planète, il utilise également l'eau glaciaire d'un lac souterrain dans les systèmes de refroidissement. Cela maintient la température du système de refroidissement à 8 degrés Celsius.
Equinix AM3
Le centre de données source , situé à Amsterdam, utilise des tours de refroidissement Aquifer Thermal Energy Storage dans son infrastructure. Leur air frais abaisse la température des couloirs chauds. De plus, le centre de données utilise des systèmes de refroidissement par liquide et les eaux usées chauffées sont utilisées pour chauffer l'Université d'Amsterdam.
Qu'y a-t-il en Russie
La recherche «Centres de traitement de données 2020» de CNews a révélé une augmentation du nombre de racks chez les plus grands fournisseurs de services de centres de données russes. En 2019, la croissance était de 10% (jusqu'à 36 500) et en 2020, le nombre de racks pourrait augmenter encore de 20%. Les fournisseurs de centres de données promettent d'établir un record et de fournir 6 961 racks supplémentaires aux clients cette année.
Selon l' évaluation de CNews, l'efficacité énergétique des solutions et des équipements appliqués pour assurer l'efficacité du centre de données à un niveau très bas - à 1 W de puissance utile jusqu'à 50% des dépenses non opérationnelles.
Néanmoins, les centres de données russes ont une motivation pour réduire le PUE. Cependant, le moteur du progrès pour de nombreux prestataires n'est pas le souci de la nature et de la responsabilité sociale, mais les bénéfices économiques. Une approche irrationnelle de la consommation d'électricité coûte de l'argent.
Au niveau de l'État, il n'y a pas de normes environnementales pour l'exploitation des centres de données, ainsi que des incitations économiques pour ceux qui mettent en œuvre des initiatives «vertes». Par conséquent, en Russie, c'est toujours la responsabilité personnelle des centres de données.
Les moyens les plus courants de manifester la conscience écologique des centres de données domestiques:
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Seletel est allé plus loin et a lancé le programme Green Selectel. L'entreprise va désormais planter un arbre par an pour chaque serveur fonctionnant dans les centres de données de l'entreprise. La première plantation massive de forêts a été réalisée par l'entreprise le 19 septembre - dans les régions de Moscou et de Leningrad. Au total, 20 000 arbres ont été plantés, qui pourront à l'avenir produire jusqu'à 200 000 000 de litres d'oxygène par an. Les actions ne s'arrêteront pas là, il est prévu de mettre en œuvre des initiatives «vertes» tout au long de l'année. Vous pouvez en savoir plus sur les nouvelles promotions sur le site Web de Green Selectel et sur la chaîne Telegram de l'entreprise .
