Существующие центры обработки данных (ЦОД) уже потребляют 0,5 процента мировой энергии, а к 2020 году, по прогнозам специалистов, энергопотребление ЦОД может увеличиться еще впятеро, что приведет к выбросу в земную атмосферу огромного объема парниковых газов. Между тем уже сегодня центры обработки данных загрязняют окружающую среду сильнее, чем некоторые страны.
"Элементарные вычисления показывают, что вскоре мы столкнемся с серьезными проблемами в этой области", - констатирует главный исполнительный директор Global Access Point Кевин Смит (Kevin Smith). Возглавляемая им компания - один из ведущих поставщиков центров обработки данных в США. Крупнейшие операторы этой страны: AT&T, Verizon, Qwest и Level 3, - пользуются решениями Global Access Point для связи между собой. Эти решения применяют также десятки компаний и академических институтов, расположенных в Чикаго и штате Индиана, а сам К. Смит сейчас разрабатывает новую систему управления энергопотреблением, которая может положить конец энергетической расточительности центров обработки данных, и уже подал заявки на три патента в области технологии и общей концепции такой системы. Вот что он рассказал по этому поводу:
«Не найдя на рынке ни готовых, ни перспективных систем усиления контроля над потреблением энергии в центрах обработки данных, два года назад я начал создавать такое решение с нуля. Вскоре я понял, что мне потребуется система для отслеживания потребления энергии, а тут стало известно, что Cisco разрабатывает решение EnergyWise*. Проведя его бета-тестирование, я пришел в полное восхищение. EnergyWise – первое решение, предоставляющее информацию об энергопотреблении на уровне оконечных устройств. Зная о том, как эти устройства используют энергию, мы можем рассчитать все остальные факторы: выделение тепла, потребности охлаждения и т.п., - в любой зоне нашего помещения, и в результате энергопотребление ЦОД становится удивительно прозрачным. Информация, которую собирает EnergyWise, создает основу для принятия управляющих решений. К тому же в нашем бизнесе есть еще одна область, где решение Cisco EnergyWise должно сыграть решающую роль: EnergyWise относительно просто сопрягается с системами отопления, кондиционирования, освещения и другими системами, выходящими за рамки традиционных коммуникационных сетей. Это позволит сократить энергопотребление не только в вычислительных подразделениях, но и в офисных помещениях нашей штаб-квартиры.
Я считаю EnergyWise "нервной системой" своего решения по управлению энергопотреблением. Для этой системы я разрабатываю систему знаний - своеобразный "головной мозг". EnergyWise предоставит данные о физической активности ЦОД и потреблении электроэнергии, а "мозг" будет принимать эту информацию и с помощью методов нечеткой логики динамически реагировать на нее в упреждающем режиме, точно удовлетворяя энергетические потребности каждого компонента центра обработки данных. В общем виде моя идея состоит в том, что я считаю ЦОД – как, впрочем, и любое другое здание – энергетической капсулой. Энергия, заключенная в эту капсулу, должна использоваться с максимальной эффективностью, в том числе многократно. Сегодня значительная часть энергии, поступающей в ЦОД, тратится на нагрев серверов и другого электрооборудования. Между тем тепло - тоже энергия, только в иной форме. К сожалению, я не могу превратить ее обратно в электричество, но могу воспользоваться ею, чтобы сократить потребление энергии других типов. Поэтому я отслеживаю тепло так же, как электричество, чтобы определить, где его не хватает, а где оно в избытке. Это позволит направлять тепловую энергию туда, где нужно, и даже сохранять ее в специальных аккумуляторах. EnergyWise позволяет применять мое решение по управлению энергией в любом помещении, где есть сеть, причем не в каком-то одном помещении, а во всех зданиях, принадлежащих той или иной организации. Поэтому я намерен создать настоящую термоэлектрическую "магистраль" для всей своей компании.
Конечная цель моего проекта - поддерживать те же вычислительные мощности при значительно меньших затратах энергии. Той же цели, кстати, служит идея виртуализации компьютерных ресурсов. Зачем устанавливать 12 серверов для 12 приложений, когда можно запустить те же 12 приложений всего на двух серверах?
Мой подход к управлению энергопотреблением предельно прост. С помощью интеллектуального программного обеспечения я хочу выделять на решение каждой вычислительной задачи ровно столько энергии, сколько необходимо. Если стойка серверов простаивает без дела, ее следует отключить, если же соседняя стойка станет испытывать перегрузки, я снова подам электричество на отключенную стойку, а как только работа будет закончена, энергия снова отключится.
Компьютер не должен потреблять энергию, если он не работает. Никому ведь не придет в голову оставить свой автомобиль на всю ночь в гараже с включенным двигателем. Между тем именно так мы поступаем со многими электрическими устройствами в центрах обработки данных. Я же хочу создать систему, автоматически отключающую любое устройство, которое в данный момент не выполняет никакой полезной работы.
Моя цель - создать "простую кнопку" для быстрого автоматического отключения неработающих устройств. Эта система должна интеллектуально в динамическом режиме управлять потреблением энергии на тысячах машин. Вы знаете, сколько вреда может принести грубое отключение компьютера простым выдергиванием вилки из розетки. Электрические устройства должны отключаться с соблюдением всех правил в нужном порядке. А поскольку в центрах обработки данных работает множество взаимно подключенных и взаимозависимых устройств, отключать эти устройства нужно весьма осторожно. Над этим я сейчас и работаю.
Моя система во многом похожа на решения для виртуализации. Программные средства виртуализации повышают эффективность использования вычислительных ресурсов ЦОД, предоставляя администраторам точную информацию о задействованных и незадействованных ресурсах и позволяя им четко управлять этими ресурсами. EnergyWise в сочетании с моей системой делает практически то же самое в области энергетики. Наша главная цель - использовать ресурсы только там, где они по-настоящему необходимы. До недавнего времени мы рассматривали электричество и компьютеры как статичные ресурсы с фиксированной стоимостью, а сегодня они становятся хорошо управляемыми динамичными факторами работы ЦОД, нужно лишь разработать эффективные средства для управления ими.
Центры обработки данных чрезвычайно энергоемки. К примеру, мой главный ЦОД в городе Юнион-Стейшн (штат Индиана) потребляет около 10 мегаватт, а ЦОД в городе Саут-Бенд (штат Индиана) и того больше - 13 мегаватт. Для питания одной стандартной серверной стойки нужна энергия, которой хватило бы для целого жилого дома, поэтому сокращение энергопотребления в таких ресурсоемких системах имеет огромное значение для любого из нас. Сегодня мы просто не можем позволить себе тратить энергетические ресурсы впустую, тем более, что при производстве электричества в атмосферу выбрасываются парниковые газы, создающие еще одну острую проблему для всего человечества.
Использование энергии в центрах обработки данных носит крайне неравномерный характер, при этом большинство ЦОД настраивает свое энергопотребление на поддержку мощных, но редких пиков интернет-трафика. Даже в некоммерческих компьютерных системах (например, в суперкомпьютерном центре Нотр-Дам) колебания потребляемой мощности могут достигать 40 процентов. До сих пор для энергоснабжения центров обработки данных использовались статичные фиксированные системы, которые всегда на шаг отставали от реальных потребностей. С помощью же решения EnergyWise и интеллектуальной комплексной системы управления вы сможете прогнозировать энергопотребление и в нужный момент автоматически передавать нужное количество энергии туда, где она необходима.
Моя долгосрочная цель состоит в эффективной поддержке грид-вычислений и массивных параллельных вычислений. Для этого нужны огромные ресурсы, работающие как единое целое. Комплексное управление энергопотреблением станет важной частью грид-вычислений, объединяющих в единую систему компьютерные ресурсы и коммуникационные сети».
________________________________________________________________
* Официально объявленная в конце января 2009 г. технология Cisco EnergyWise измеряет, отслеживает и сокращает энергопотребление таких IP-устройств, как IP-телефоны, мобильные компьютеры и беспроводные точки доступа. Подробно о ней – в разделе http://www.cisco.com/web/RU/news/releases/txt/2009/012909b.html .
О компании Cisco
Cisco – мировой лидер в области сетевых технологий, меняющих способы человеческого общения, связи и сотрудничества. Информация о решениях, технологиях и текущей деятельности компании публикуется на сайтах www.cisco.com и www.cisco.ru
Cisco, логотип Cisco, Cisco Systems и логотип Cisco Systems являются зарегистрированными товарными знаками Cisco Systems, Inc. в США и некоторых других странах. Все прочие товарные знаки, упомянутые в настоящем документе, являются собственностью соответствующих владельцев.
