데이터센터의 전력 사용량을 줄이는 방법

데이터 스토리지 효율성을 개선하고 탄소 발자국을 줄이려는 기업들은 시설과 사무실에서 전력 활용을 먼저 고려하는 경우가 많습니다. 그러나 전력 소비를 줄이기 위해 IT만으로도 할 수 있는 일이 많습니다. IT에 1 킬로와트를 절약하면 시설 전력 사용량이 여러 킬로와트를 절약할 수 있으므로, 시작하기에 좋습니다. 

전력 활용이 데이터센터에서 반복되는 가장 큰 비용인 경우, IT 실무자가 활용을 개선하고 운영 수준에서 효율성을 구축하기 위해 어떤 프로세스, 소프트웨어 및 하드웨어 결정을 내릴 수 있습니까?

데이터센터에서 전력을 사용하는 것은 무엇일까요?

먼저, 데이터센터에서 실제로 전력을 사용하는 것, 즉 IT의 핵심을 살펴보겠습니다. 데이터 센터는 미국에서 약 1.8%의 전기를 사용하며, 이는 다음을 포함한 여러 구성 요소에서 발생합니다.

• 더 빠른 프로세서와 메모리로 전력 사용량을 늘리고 있는 서버. 
• 점점 더 커지고 있는 가속기 최고의 가속기 카드는 한 조각에 수백 와트를 사용할 수 있습니다.
• 네트워크 속도가 빨라질수록 전력이 더 많이 소모되는 네트워크 스위치 .
• 최근까지는 대부분 하드 디스크 드라이브(HDD)에서 제공되었습니다.
• 냉각 - 이러한 부품의 증가하는 전력 요구를 분산시키는 데 사용됩니다.

이들은 데이터센터에서 가장 큰 전력 소비원입니다. 데이터센터에서 사용하는 전력 1와트마다 동일한 양의 열을 발생시키므로 데이터센터 밖으로 이동해야 합니다. 데이터센터의 에어컨은 일반적인 가정의 HVAC 장치보다 훨씬 더 복잡합니다. 이러한 특수 시스템에는 냉각탑, 냉각기, 용수 펌프 및 실내 장치가 포함되는데, 이들은 모두 복잡한 시스템을 통해 서로 상호 작용합니다(그리고 상당한 양의 전력을 소비합니다).

데이터센터의 효율성은 전력 활용 효율(PUE)로 측정되며, 이는 총 시설 전력을 IT 장비 전력으로 나눈 공식을 사용하여 계산됩니다.

데이터센터에서 전력 사용량은 어떻게 측정되나요?

데이터센터의 효율성은 그린 그리드가 생성한 지표인 전력 사용 효율성(PUE)으로 측정할 수 있습니다. PUE는 이와 같이 계산되고 비율로 표현되며, 1.0에 가까울수록 더 좋습니다.

데이터센터에 유입되는 총 전력/IT 장비 가동에 사용되는 전력 = PUE

PUE는 IT 인프라가 사용하는 전력 외에도 조명 및 냉각과 같은 추가 전력이 얼마나 사용되는지 결정하는 데 도움이 될 수 있습니다. 2020년경부터 평균 데이터센터의 PUE는 1.58이었지만, 새로운 데이터센터만이 1.2~1.4와 같은 낮은 PUE를 달성할 수 있습니다.

IT 인프라가 에너지 비용 그 이상을 절감할 수 있는 방법 알아보기 >>

데이터센터 냉각 시스템은 어떻게 작동하나요?

일반적으로 데이터센터는 꺼지지 않습니다. 특히 주요 인프라가 의존하는 인프라는 더욱 그렇습니다. 

가트너 그룹에 따르면, 스토리지 인프라는 일반적으로 데이터센터 에너지 사용량의 20~25%를 차지하지만, 2023년에는 40%까지 증가할 것으로 예상됩니다.

24시간 내내 전원을 켜야 하기 때문에 일정한 열원이 생성됩니다. 이를 위해서는 IT 장비를 열적으로 조절하기 위한 견고하고 안정적이며 강력한 냉각 시스템이 필요하며, 이는 인체보다 온도 변화에 훨씬 더 민감합니다. 최적의 온도를 유지하고 구성 요소 간의 상호 작용을 신중하게 설계하려면 스마트하고 효율적이며 정밀한 기술이 필요합니다.

데이터센터의 냉각 시스템은 다음과 같습니다.

• 개방형 공냉 시스템
• 밀폐형 공냉 시스템(온/냉 통로 봉쇄라고도 함)
• 직접 수냉식 시스템
• 침수 냉각 시스템

이는 일반적으로 다음을 포함한 각 데이터센터의 사양을 충족하는 구성/냉각 전략에 배치됩니다.

• 더 룸
• 복도
• 인-로우 냉각

IT는 데이터센터의 전력 활용을 어떻게 줄일 수 있을까요?

데이터센터는 항상 IT의 요구사항에 따라 달라지며, 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 그 결과, IT 팀이 IT 효율성을 향상시켜 근본적으로 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.

총 운영 효율성(TOE)을 개선하기 위해 데이터센터는 PUE를 개선할 뿐만 아니라, 전력 효율적인 IT 제품을 갖춘 보다 효율적인 IT 아키텍처가 필요하며, 이는 공간, 전력 및 냉각을 덜 필요로 합니다. TOE는 현대적인 냉각 및 LED 조명과 같은 낮은 성능으로 해결되었기 때문에, IT 부서는 더 많은 이익을 얻기 위해 보다 효율적인 인프라를 찾아야 할 것입니다.

몇 가지 전략은 다음과 같습니다.

1. 모니터링 및 AI 최적화를 통해 각 디바이스가 사용하는 성능에 대한 가시성을 확보하세요.

모니터링은 다양한 장치에서 얼마나 많은 전력이 인용되는지를 나타낼 수 있습니다. 대부분의 벤더는 여기에서 매우 정확한 수치를 제공할 수 있습니다.

퓨어1(Pure1)®은 스토리지 관리자에게 자체 데이터센터의 효율성과 탄소 배출량을 추적할 수 있는 도구를 제공합니다. 퓨어1(Pure1)에는 데이터센터의 현재 탄소 배출량을 표시하는 모니터링 기능이 있는 대시보드가 있습니다.

2. 디스크에서 플래시로 전환합니다.

디스크 시스템은 데이터 스토리지 전력 활용의 가장 큰 원천 중 하나입니다.

플래시 덕분에 전력 활용이 중단되는 분야는 스토리지 기술입니다. 스토리지는 업계로서 데이터센터의 전력 소비를 줄이고 성능, 밀도 및 효율성을 향상시킬 수 있는 몇 안 되는 기술 중 하나입니다.

역사적으로, 이러한 전환은 소비자 디바이스, 특히 하이퍼스케일러 데이터센터에 비해 느렸지만, 현재 일어나고 있습니다. 차세대 플래시는 회전 디스크보다 테라바이트당 훨씬 더 효율적입니다. 퓨어스토리지 ®와 고효율 다이렉트플래시 퓨어스토리지 ® 기술보다 더 나은 스토리지 벤더는 없습니다. DirectFlash DirectFlash는 드라이브 레벨 접근 방식이 아닌 플래시 미디어 관리에 대한 시스템 레벨 접근 방식입니다.

퓨어스토리지는 FlashArray//XL ™를 통해 비휘발성 RAM이 내장된 DirectFlash 모듈을 출시했습니다. 메인 어레이 섀시에서 전용 NVRAM 슬롯을 제거하여 랙 공간 요구 사항을 줄입니다. 또한 FlashArray//XL의 더 큰 5U 섀시는 팬과 공기 흐름을 위한 더 넓은 공간을 제공하여 냉각 효율성을 향상시킵니다.

3. 계층화된 벙커 아키텍처.

가장 유용한 접근 방법 중 하나는 계층화된 백업 아키텍처입니다. 뜨겁거나, 따뜻하거나, 차가운 데이터 스냅샷을 분리할 수 있습니다. 데이터 전용 벙커는 즉각적인 사용에 필요하지 않은 대용량 데이터를 안전하게 저장할 수 있습니다.

퓨어스토리지를 통해 생성할 수 있는 계층화된 벙커 아키텍처의 예를 확인해보세요.>>

4. 애플리케이션 및 분석 워크로드를 위한 데이터 절감을 활용하세요.

중복 데이터가 필요할 수 있지만, 데이터센터 리소스의 부담도 될 수 있습니다. IT 부서가 어떤 데이터가 왜 저장되고 있는지에 대해 효율적이지 않다면, 데이터센터도 효율적일 수 없습니다. 전 세계 IDC 글로벌 데이터스피어 예측에 따르면, 스토리지 데이터의 약 60%는 2025년까지 “콜드 데이터”라고 하는 비활성 콜드 데이터가 될 것입니다. 더 효율적인 스토리지 방법을 찾으면 데이터센터의 부하를 줄일 수 있습니다.

데이터 절감 소프트웨어, 압축 및 중복제거가 TCO 및 경제성을 위해 어떤 역할을 하는지 잘 알고 있습니다. 그러나 효율성도 뛰어납니다. 애플리케이션 자체와 특정 애플리케이션을 지원하는 데 필요한 에너지의 양에 대해 생각하면, 이를 줄이기 위해 더 많은 것을 할 수 있을수록, 장비를 더 적게 설치해야 하며, 효율성이 더 높아집니다. 또한, 보다 능동적인 중복제거를 통해 스토리지 시스템뿐만 아니라 스토리지 어레이를 둘러싼 시스템에서도 전자 폐기물을 크게 줄일 수 있습니다.

데이터 보존 및 삭제 정책을 재검토하여 저장된 정보가 필요하고 규정을 준수하는지 확인합니다.>>

5. 랙의 냉각 향상을 위해 스토리지 공간을 줄이세요.

스토리지 공간 및 전력 사용량이 증가할 것으로 예상되는 것은 주로 높은 데이터 증가 및 에너지 비용 증가라는 두 가지입니다.

기업들은 단순히 상용(COTS) 디스크 디바이스를 스토리지 인프라에 추가할 수 없으며, 시간이 지나면서 플로어 공간과 전력 예산을 모두 유지할 수 있을 것으로 예상합니다. 랙을 설계하고 설치 공간이 적고 냉각 요구 사항이 적은 스토리지 장비를 활용하면 냉각 시스템의 부담을 줄일 수 있습니다.

스토리지 시스템의 집적도를 개선하는 것도 영향을 미칠 수 있습니다. 퓨어스토리지 DirectFlash 모듈의 집적도는 주어진 성능 및 용량 요구 사항을 충족하기 위해 훨씬 적은 수의  디바이스가 필요하며, 이는 인프라(컨트롤러, 인클로저, 팬, 전원 공급 장치, 케이블, 스위치 등)를 훨씬 적게 지원한다는 것을 의미합니다. 압축 및 중복제거와 같은 데이터 절감 기술과 더 효과적인 전략을 통해 과량의 저장 데이터를 찾아 제거하는 고밀도 스토리지 인프라로 전환하면, 획득 비용과 에너지 및 공간 소비를 크게 줄일 수 있습니다.

FlashBlade//S™는 기업이 새로운 환경 영향 및 지속 가능성 목표를 달성할 수 있도록 와트당 가용 용량, 와트당 처리량 및 랙 유닛당 가용 용량 등 주요 성능, 공간 및 전력 지표에 가장 효율적인 결과를 제공합니다.

“순수한 것은 경쟁사보다 3, 4, 5, 때로는 10배 더 높은 밀도의 시스템을 구축하는 것입니다. 페타바이트에 상당하는 스토리지를 5배 적은 스토리지로 제공할 수 있다면, 그 시스템은 훨씬 더 효율적일 것입니다.” –Rob Lee, CTO, 퓨어스토리지 .

현대적 스토리지가 데이터센터의 전력 활용을 어떻게 상쇄할 수 있는지 자세히 알아보기 >>

6. 탄소 배출량 및 ESG 이니셔티브를 모니터링하고 보고하는 공급업체와 협력하세요.

IT 공급망은 종종 설계, 제공 및 효율성에 따라 선택할 수 있는 수많은 공급업체와 파트너로 구성됩니다. 따라서 IT 공급망은 신뢰할 수 있는 공급업체 및 파트너만큼만 친환경적입니다.

퓨어스토리지의 FlashArray 올플래시 시스템에 비해 에너지 사용량을 최대 80%까지 절감합니다. 이는 회전 디스크에 비해 훨씬 더 두드러진 수치입니다. 스토리지 기술을 재고하면 탄소 배출량을 줄이고 ESG 이니셔티브를 달성할 수 있습니다.

퓨어스토리지가 퓨어스토리지 파트너들과 협력하여 고객들이 지속가능성 목표를 달성할 수 있도록 지원하는 방법을 알아보세요.>>

퓨어스토리지를 통해 IT의 효율성 향상

퓨어스토리지 CTO Rob Lee는 “QLC 및 그 이상의 분야에서 DirectFlash를 통해 업계의 다른 누구도 얻을 수 없는 원시 미디어의 효율성을 대폭 향상시켰습니다.”라고 말했습니다. 현대적인 스토리지는 데이터센터의 전력 활용을 상쇄하는 것으로 입증되었지만, 그저 그만두는 것이 아닙니다. 퓨어스토리지 포트폴리오는 스토리지를 혁신하고, 위에서 언급한 모든 전략을 원활하게 처리할 수 있는 기능과 역량을 갖추고 있습니다. 방법은 다음과 같습니다.

• DirectFlash 기술은 플래시를 통해 탁월한 밀도와 효율성을 제공하여 에너지를 대폭 절감합니다. FlashArray ™는 최소 3개의 랙 유닛에서 1.3PB 이상의 유효 용량을 제공할 수 있습니다.
• 플래시용으로 구축된 소프트웨어는 보다 안정적인 제품과 긴 서비스 수명을 제공하여 전자 폐기물을 크게 줄여줍니다.
• 상시 데이터 절감은 스토리지 효율성을 더욱 향상시켜 성능을 저하시키지 않고 효과적인 에너지 사용을 줄입니다.
• 성능과 간소성을 통해 고객은 IT 환경을 통합하고, 전체 스토리지 공간을 줄이며, 활용도와 재사용을 높일 수 있습니다.

퓨어스토리지 제품이 IT 및 조직 전반에서 환경 효율성을 높이는 방법에 대해 자세히 알아보세요.