Como reduzir o uso da energia no datacenter

As empresas que buscam melhorar a eficiência do armazenamento de dados e reduzir a pegada de carbono frequentemente buscam a utilização de energia em instalações e escritórios primeiro. Mas há muito que pode ser feito apenas em TI para reduzir o consumo de energia. Um quilowatt economizado em TI pode se traduzir em vários quilowatts economizados no uso de energia da instalação, o que o torna um ótimo lugar para começar. 

Se a utilização de energia for o maior custo recorrente no datacenter, quais decisões de processo, software e hardware os profissionais de TI podem tomar para melhorar a utilização e aumentar a eficiência no nível operacional?

O que usa a energia em um datacenter?

Primeiro, vamos ver o que realmente usa a energia em um datacenter, a batimento central da TI. Os datacenters usam aproximadamente 1,8% da eletricidade nos EUA, e isso vem de vários componentes, incluindo:

• Servidores , que estão aumentando o uso de energia com processadores e memória mais rápidos. 
• Aceleradores, que estão ficando maiores e mais quentes. Os cartões aceleradores de primeira linha podem usar centenas de watts por peça.
• Switches de rede , que consomem mais energia conforme as velocidades de rede aumentam.
• Armazenamento , que até recentemente era fornecido principalmente por unidades de disco rígido (HDDs).
• Resfriamento , que é usado para dissipar as necessidades de energia cada vez maiores desses componentes.

Esses são os maiores consumidores de energia no datacenter. Para cada watt de energia que você usa em um datacenter, ele gera uma quantidade equivalente de calor, que você tem que mover para fora do datacenter. O ar-condicionado em datacenters é muito mais complexo do que a unidade HVAC em uma casa típica. Esses sistemas especializados geralmente incluem torres de resfriamento, resfriadores, bombas de água e unidades internas, todos interagem entre si por meio de sistemas complexos (e consomem uma quantidade razoável de energia).

A eficiência de um datacenter é medida na eficiência da utilização de energia (PUE, Power utilization efficiency), que é calculada usando uma fórmula que divide a energia total da instalação pela energia dos equipamentos de TI.

Como o consumo de energia é medido no datacenter?

A eficiência do datacenter pode ser medida pela eficácia do uso de energia (PUE, Power Usage Effectiveness), uma métrica criada pelo Green Grid. A PUE é calculada assim e expressa como uma proporção, que é melhor quanto mais próxima de 1,0 ela obtém:

Potência total ao entrar no datacenter/potência usada para operar equipamentos de TI = PUE

A PUE pode ajudar a determinar quanta energia adicional é usada além da energia usada pela infraestrutura de TI, como iluminação e refrigeração. O datacenter médio tem uma PUE de 1,58 desde 2020, mas apenas datacenters mais novos podem alcançar PUEs menores, como 1,2 a 1,4.

Saiba como as infraestruturas de TI eficientes podem economizar mais do que apenas custos de energia >>

Como funcionam os sistemas de refrigeração de datacenter?

Normalmente, os datacenters nunca desligam. E especialmente aquelas nas quais as principais infraestruturas dependem. 

Embora a infraestrutura de armazenamento geralmente seja responsável por 20 a 25% do uso de energia do datacenter hoje em dia, espera-se que esse número chegue a 40% até 2023, de acordo com o Gartner Group.

A energia precisa estar ligada 24 horas por dia, o que cria uma fonte de calor constante. Isso requer sistemas de refrigeração duráveis, confiáveis e potentes para regular termicamente os equipamentos de TI, que são muito mais sensíveis às flutuações de temperatura do que o corpo humano. Tecnologia inteligente, eficiente e precisa é necessária para manter temperaturas ideais e interações cuidadosamente desenvolvidas entre componentes.

Os sistemas de refrigeração em datacenters incluem:

• Sistemas abertos de refrigeração de ar
• Sistemas fechados de refrigeração de ar (também chamados de contenção de corredor quente ou frio)
• Sistemas diretos de resfriamento líquido
• Sistemas de refrigeração por imersão

Normalmente, elas são implantadas em estratégias de configuração/resfriamento que atendem às especificações de cada datacenter, incluindo:

• A sala
• O corredor
• Refrigeração na linha

Como a TI pode ajudar a reduzir o uso de energia no datacenter?

O datacenter sempre dependerá das necessidades da TI e vice-versa. Como resultado, começar com uma melhor eficiência de TI pode ajudar as equipes de TI a resolver o problema na raiz.

Para melhorar a eficiência operacional total (TOE, Total Operating Efficiency), os datacenters não só precisam melhorar sua PUE, mas também precisam de arquiteturas de TI mais eficientes com produtos de TI eficientes em energia, que, por sua vez, exigem menos espaço, energia e refrigeração. A convergência/divergência tem sido tratada com frutos de baixa resistência, como resfriamento moderno e iluminação LED. Portanto, para obter mais ganhos, a TI precisará buscar uma infraestrutura mais eficiente.

Algumas estratégias a serem tomadas incluem:

1. Obtenha visibilidade da potência que cada dispositivo está usando com monitoramento e otimização de AI.

O monitoramento pode indicar quanta energia é cotada por vários dispositivos. A maioria dos fornecedores pode oferecer números muito precisos aqui.

Agora, o Pure1® oferece aos administradores de armazenamento uma ferramenta para monitorar a eficiência e a saída de carbono em seus próprios datacenters. O Pure1 tem um painel com monitoramento que exibe as emissões atuais de carbono no datacenter.

2. Transição do disco para o flash.

Os sistemas de disco são uma das maiores fontes de utilização da energia de armazenamento de dados.

A única área em que a utilização de energia está caindo, não aumentando, é a tecnologia de armazenamento, graças ao flash. O armazenamento é uma das poucas tecnologias em que, como setor, temos a oportunidade de reduzir o consumo de energia do datacenter enquanto aumentamos o desempenho, a densidade e a eficiência.

Historicamente, essa transição tem sido lenta em comparação com os dispositivos de consumo, especialmente em datacenters de hiperescala, mas está acontecendo. Novas gerações de flash são muito mais eficientes por terabyte do que o disco mecânico. E nenhum outro fornecedor de armazenamento está fazendo melhor do que a Pure Storage ® e nossa tecnologia DirectFlash ® altamente eficiente. O DirectFlash é uma abordagem no nível do sistema para gerenciamento de mídia flash, em vez de uma abordagem no nível da unidade.

Com o FlashArray//XL. A Pure apresenta módulos DirectFlash com RAM não volátil integrada. Eles reduzem os requisitos de espaço em rack removendo slots NVRAM dedicados do rack do array principal. Além disso, o rack 5U maior do FlashArray//XL oferece mais espaço para ventiladores e fluxo de ar, o que melhora a eficiência do resfriamento.

3. Arquitetura de bunker em camadas.

Uma das abordagens mais úteis é uma arquitetura de backup em camadas. Ele permite separar snapshots de dados quentes, quentes ou frios. Um bunker somente de dados pode armazenar com segurança grandes quantidades de dados que não são necessários para uso imediato.

Confira este post para ver um exemplo de arquitetura de bunker em camadas que você pode criar com a Pure >>

4. Empregue redução de dados para cargas de trabalho de aplicativos e análises.

Dados redundantes podem ser necessários, mas também podem ser um desperdício de recursos de datacenter. E se a TI não puder ser eficiente sobre quais dados estão sendo armazenados e por quê, o datacenter também não pode ser eficiente. De acordo com a Previsão Global DataSphere da IDC em todo o mundo, cerca de 60% dos dados de armazenamento serão dados inativos inativos até 2025, denominados “dados frios”. Encontrar maneiras mais eficientes de armazená-lo pode reduzir a carga nos datacenters.

Você sabe o que o software de redução de dados, a compactação e a desduplicação podem fazer para TCO e economia. Mas ela também funciona com eficiência. Se você pensar nisso em termos do aplicativo em si e da quantidade de energia necessária para atender a um determinado aplicativo, quanto mais pudermos fazer para reduzir isso, menos equipamentos teremos que colocar lá e mais eficiente será. A desduplicação mais proativa também pode permitir uma redução significativa no lixo eletrônico, não apenas em sistemas de armazenamento, mas também em sistemas em torno de arrays de armazenamento.

Reveja as políticas de retenção e exclusão de dados para garantir que o que foi salvo seja necessário e esteja em conformidade >>

5. Reduza a área de armazenamento para melhorar o resfriamento dos racks.

Os aumentos previstos no espaço de armazenamento e no uso de energia na empresa são impulsionados principalmente por duas coisas: alto crescimento de dados e aumento dos custos de energia.

As empresas claramente não podem apenas continuar a adicionar dispositivos de disco prontos para uso (COTS, commodity off-the- shelf) às suas infraestruturas de armazenamento e esperar permanecer dentro do espaço físico e dos orçamentos de energia ao longo do tempo. Projetar racks e aproveitar equipamentos de armazenamento com espaço menor e menos requisitos de refrigeração pode reduzir a carga sobre os sistemas de refrigeração.

Melhorar a densidade dos sistemas de armazenamento também pode ter um impacto. A densidade dos  módulos DirectFlash da Pure Storage exige muito menos dispositivos para atender a um determinado requisito de desempenho e capacidade, o que significa uma infraestrutura de suporte significativamente menor (controladores, gabinetes, ventiladores, fontes de alimentação, cabos, switches, etc.). Mudar para uma infraestrutura de armazenamento de alta densidade, combinada com o uso de tecnologias de redução de dados, como compactação e desduplicação, e estratégias mais eficazes para localizar e remover dados armazenados em excesso, pode reduzir significativamente os custos de aquisição e o consumo de energia e espaço físico

Para ajudar as empresas a atingir novas metas de impacto ambiental e sustentabilidade, o FlashBlade//S . . produz os resultados mais eficientes em métricas importantes de desempenho, espaço e energia, como capacidade utilizável por watt, taxa de transferência por watt e capacidade utilizável por unidade de rack.

“A Pure está construindo sistemas três, quatro, cinco, às vezes dez vezes mais densos do que a concorrência. Se pudermos fornecer um petabyte de armazenamento com 5x menos outras coisas ao seu redor, esse sistema será muito mais eficiente.” –Rob Lee, CTO da Pure Storage.

Saiba mais sobre como o armazenamento moderno pode compensar a utilização de energia no datacenter >>

6. Faça parceria com fornecedores que também monitoram e relatam a produção de carbono e iniciativas de ESG.

A cadeia de fornecimento de TI geralmente inclui vários fornecedores e parceiros que você pode selecionar com base em design, entrega e eficiência. Portanto, sua cadeia de fornecimento de TI é tão ecológica quanto os fornecedores e parceiros em que você confia.

O Pure FlashArray .diminui o uso de energia em até 80% em comparação aos sistemas totalmente flash da concorrência, um número ainda mais proeminente quando comparado ao disco mecânico. Repensar sua tecnologia de armazenamento pode ser uma ótima maneira de reduzir a produção de carbono e alcançar iniciativas de ESG.

Saiba como a Pure está colaborando com nossos parceiros para ajudar os clientes a atingir suas metas de sustentabilidade >>

Aumente a eficiência em TI com a Pure Storage

“O que estamos fazendo com o DirectFlash no QLC e além gera uma eficiência significativa da mídia bruta que realmente ninguém mais no setor conseguirá obter”, diz Rob Lee, CTO da Pure. O armazenamento moderno comprovadamente compensa a utilização de energia no datacenter, mas não para por aí. O portfólio da Pure Storage é transformado em armazenamento, repleto de recursos e capacidades para lidar perfeitamente com todas as estratégias mencionadas acima. Veja como:

• A tecnologia DirectFlash oferece densidade e eficiência inigualáveis a partir do flash, gerando reduções significativas de energia. Em apenas três unidades de rack, o FlashArray . . pode fornecer mais de 1,3 PB de capacidade efetiva.
• O software desenvolvido para flash oferece produtos mais confiáveis e vida útil mais longa, reduzindo drasticamente o desperdício de e-mails.
• A redução de dados sempre ativa aumenta ainda mais a eficiência do armazenamento, reduzindo o uso eficiente de energia sem comprometer o desempenho.
• O desempenho e a simplicidade permitem que os clientes consolidem seus ambientes de TI, reduzam sua pegada geral de armazenamento e aumentem a utilização e a reutilização.

Saiba mais sobre como os produtos da Pure ajudam a promover a eficiência ambiental em TI e em toda a organização.