Ấn định chi phí năng lượng và các bon cho trung tâm dữ liệu cần đo bao nhiêu...

Ấn định chi phí năng lượng và các bon cho trung tâm dữ liệu

Sửa lại 1

Tác giả Neil Rasmussen

Giới thiệu 2

Mục tiêu là gì? 2

Đo lường so với mô hình hóa 4

Ta cần đo bao nhiêu điểm? 6

Ấn định năng lượng cho người dùng

11

Biến đổi năng lượng thành các bon

13

Kết luận 15

Các nguồn tài liệu tham khảo 16

Phụ lục: Cách đơn giản xác định ấn định năng lượng và các bon của một trung tâm dữ liệu

17

Tài liệu Kỹ thuật Phổ thông Số 161

Liệu có cần tới những phần mềm và công cụ phức tạp để đo lường và ấn định chi phí năng lượng và các bon cho người dùng IT? Hay chúng ta có thể sử dụng các biện pháp đơn giản và chi phí thấp để ấn định chi phí năng lượng và các bon? Chúng ta cần chính xác đến mức nào? Bài báo này cung cấp một cái nhìn tổng quan về những chiến lược ấn định chi phí năng lượng, các bon và độ chính xác của chúng. Chúng tôi chứng minh rằng việc bắt đầu ấn định chi phí năng lượng và các bon cho tất cả các loại trung tâm dữ liệu lớn hay nhỏ, cũ hay mới có thể là dễ dàng và đơn giản, nhưng chi phí và độ phức tạp sẽ tăng lên và ROI giảm xuống khi yêu cầu độ chính xác quá cao.

Tóm tắt nội dung > bấm vào đầu mục để truy cập thông tin mục đó Mục lục

Các tài liệu kỹ thuật phổ thông của by Schneider Electric thuộc về thư viện tài liệu kỹ thuật phổ thông của Schneider Electric, do Trung tâm Khoa học về Cơ sở Dữ liệu Schneider Electric xuất bản. [email protected]


Schneider Electric – Data Center Science Center White Paper 161 Rev 1 2

Dữ liệu cho thấy rằng các trung tâm dữ liệu đang sử dụng năng lượng rất nhiều hơn mức cần thiết. Một điều được công nhận rộng rãi là ta đang có những cơ hội ngắn hạn, có hiệu quả giá thành để giảm mức độ tiêu thụ năng lượng của các trung tâm dữ liệu hiện tại và những cơ hội lớn để ảnh hưởng đến thiết kế của các trung tâm dữ liệu mới. Điều này biến các trung tâm dữ liệu thành mục tiêu hấp dẫn cho các nhà quản lý nhà nước và các nhà quản lý doanh nghiệp, những người đang tìm kiếm các cơ hội để giảm mức tiêu thụ năng lượng với chi phí kinh tế hoặc ảnh hưởng xấu tới xã hội ở mức thấp nhất . Trước đây, thiết kế và khai thác các trung tâm dữ liệu nhằm vào độ tin cậy và dung lượng. Điều này dẫn đến một điều không may mắn là hiệu suất của các trung tâm dữ liệu không được tối ưu hóa. Trên thực tế không ở đâu trung tâm dữ liệu được thiết kế nhằm cho hiệu suất vì những quyết định độc lập của các nhà thiết kế thiết bị, tích hợp hệ thống, lập trình viên điều khiển, nhân viên lắp đặt, các nhà thầu, các nhà quản lý IT và các nhà khai thác đều đóng góp rất lớn vào hiệu năng năng lượng chung. Gần đây, các nghiên cứu cho thấy rằng năng lượng là một chi phí đáng kể của hoạt động IT, trong một số trường hợp còn lớn hơn chi phí mua phần cứng IT. Áp lực chi phí này, kết hợp với nhận thức rằng trung tâm dữ liệu có thể sử dụng năng lượng hiệu quả hơn rất nhiều, đã làm cho nhiều nhà khai thác trung tâm dữ liệu đặt quản lý năng lượng lên mức ưu tiên. Quy trình quản lý năng lượng có thể đơn giản đến mức nào và cần bao nhiêu chỉ số đo lường để có thể cung cấp thông tin cần thiết cho quản lý thành công mức độ tiêu thụ năng lượng của cơ sở hạ tầng và ấn định chi phí năng lượng và các bon cho người dùng IT? Chúng tôi sẽ chỉ ra rằng câu trả lời là như sau: Một quy trình quản lý vô cùng đơn giản với một số ít chỉ số đo lường mà ai cũng có thể triển khai ngay sẽ cung cấp mức độ chính xác đủ cho một chương trình quản lý năng lượng hiệu quả. Có ba mục tiêu chung của một hệ thống đánh giá hiệu suất năng lượng hoặc ảnh hưởng các bon của một trung tâm dữ liệu. Đo so sánh hiệu năng một lần hay định kỳ Chuyển tiếp năng lượng hay các bon cho người khác Sử dụng thông tin để giảm mức độ tiêu thụ năng lượng của người dùng hoặc ảnh hưởng các bon Đối với một trung tâm dữ liệu cụ thể, điều quan trọng là xác định mục tiêu (hay tổ hợp các mục tiêu) nào là mục tiêu mong muốn, vì hiểu biết chính xác sẽ ảnh hưởng rất đáng kể đến triển khai kỹ thuật. Mục tiêu 1: Đo so sánh hiệu năng một lần hay định kỳ Đo so sánh một lần hay định kỳ hiệu suất năng lượng hoặc ảnh hưởng các bon có thể có ích khi xác định liệu có cần nghiên cứu hay bắt đầu một chương trình quản lý năng lượng thường xuyên hay không. Ý tưởng ở đây là nếu phép đo so sánh cho thấy hiệu năng bằng hoặc tốt hơn các trung tâm dữ liệu tương tự khác thì toàn bộ vấn đề có thể xếp lại. Ngược lại, nếu phép đo đánh giá cho thấy hiệu năng kém hơn so với các trung tâm dữ liệu tương tự thì có lẽ cần có một chương trình quản lý năng lượng thường xuyên. Cần ghi nhận rằng tự thân việc đạt đến mục tiêu này không đem lại bất cứ thông tin hỗ trợ hành động nào có thể thúc đẩy việc giảm mức độ tiêu thụ năng lượng hay ảnh hưởng các bon. Không may là nhiều nhà khai thác trung tâm dữ liệu thường bắt đầu với mục tiêu này và bị thất vọng với kết quả. Để có được lợi ích từ việc giảm ảnh hưởng ta cần đạt được một trong hai mục tiêu được mô tả dưới đây.

Giới thiệu

Mục tiêu là gì?



Mục tiêu 2: Chuyển tiếp ấn định năng lượng hoặc các bon cho người khác Một số trung tâm dữ liệu hoạt động như nhà cung cấp tiện ích trung tâm dữ liệu cho các tổ chức khác, cung cấp cho họ hạ tầng trung tâm dữ liệu vật lý hoặc cung cấp hạ tầng IT trên cơ sở nhu cầu tính toán và máy chủ.Có thể đưa ra một yêu cầu theo đó khách hàng của trung tâm dữ liệu có thể được ấn định hay tính phí tiêu thụ năng lượng hay các bon. Đó có thể là yêu cầu trong nội bộ tổ chức hoặc có thể là một yêu cầu tuân thủ, hoặc ràng buộc theo hợp đồng. Mục đích là đưa ra khuyến khích tài chính hoặc các hình thức khuyến khích khác cho khách hàng của trung tâm dữ liệu để tạo ra những thay đổi hành vi có thể làm giảm mức độ tiêu thụ năng lượng hoặc ảnh hưởng các bon của họ, ví dụ tắt các máy chủ không sử dụng, bật các chức năng quản lý nguồn điện, quản lý lưu trữ không cần thiết hoặc ảo hóa máy chủ. Cơ hội tiết kiệm năng lượng và giảm ảnh hưởng các bon trong một trung tâm dữ liệu tiêu biểu nhờ quản lý IT theo hiệu suất năng lượng là rất khổng lồ, có thể giảm được từ 10% đến 80% tùy theo mức độ trưởng thành và ảo hóa hiện tại của trung tâm dữ liệu. Vì nhiều cải thiện trên thực tế là miễn phí hoặc có thể được khấu hao rất rẻ trong quá trình cập nhật nâng cấp IT, việc chuyển tiếp chi phí năng lượng hay ảnh hưởng các bon có thể là nhân tố đóng góp chính yếu vào chương trình quản lý năng lượng thành công và có hiệu quả về giá thành.

Mục tiêu 3: Sử dụng thông tin để giảm năng lượng của hạ tầng và ảnh hưởng các bon Trong mỗi trung tâm dữ liệu, hạ tầng vật lý (nguồn, làm mát, chiếu sáng, kiểm soát …) là yếu tố chính tiêu thụ năng lượng và sản sinh ảnh hưởng các bon. Các chỉ tiêu được sử dụng để đo so sánh mức độ sử dụng năng lượng của hạ tầng trung tâm dữ liệu là Hiệu suất Sử dụng Năng lượng hoặc PUE (một chỉ tiêu tương ứng của PUE gọi là DciE và cũng được sử dụng như một chỉ tiêu). Trong nhiều trung tâm dữ liệu, năng lượng do hạ tầng vật lý tiêu thụ lớn hơn năng lượng do phụ tải IT sử dụng (PUE > 2). Vì vậy, giảm mức độ sử dụng năng lượng trong hạ tầng vật lý, tính theo phần trăm, cũng quan trọng như giảm phụ tải IT. Mục tiêu ở đây là cung cấp dữ liệu cần thiết để nhận ra và lượng hóa các cơ hội thay đổi thiết bị, cấu hình hoặc các thiết lập có thể giảm mức độ tiêu thụ năng lượng mà không làm ảnh hưởng xấu đến phụ tải IT. Cơ hội tiết kiệm năng lượng và ảnh hưởng các bon trong một trung tâm dữ liệu tiêu biểu nhờ quản trị hạ tầng vật lý theo hiệu suất năng lượng là khá lớn, có thể giảm từ 10% đến 40% tùy theo điều kiện, các thiết lập, cấu hình và phụ tải của trung tâm dữ liệu.

Ấn định chi phí điện và ảnh hưởng các bon cho người dùng và các nhà quy hoạch IT

Những quyết định IT thông minh hơn, xanh hơn giảm chi phí thực

Giảm tổng chi phí và ảnh hưởng tới môi trường

Hình minh họa 1

Hiệu ứng lan truyền của ấn định chi phí năng lượng



Hai mục tiêu được mô tả trong phần trên - ấn định chi phí năng lượng cho IT và quản lý mức độ tiêu thụ năng lượng của hạ tầng vật lý – cả hai đều đem tới các cơ hội giảm đáng kể mức độ tiêu thụ năng lượng và ảnh hưởng các bon cho một trung tâm dữ liệu tiêu biểu. Khi xem xét mục tiêu giảm mức tiêu thụ năng lượng và ảnh hưởng các bon chung của một trung tâm dữ liệu cụ thể cần quyết định lựa chọn mục tiêu nào từ hai mục tiêu trên. Lựa chọn mục tiêu Trao đổi trên đây về ba mục tiêu để đo lường hiệu suất năng lượng và ảnh hưởng các bon cho các trung tâm dữ liệu đưa đến ba quan sát chính sau: • Ta có những cơ hội rất lớn để giảm mức độ tiêu thụ năng lượng của các trung tâm dữ

liệu tiêu biểu, với khả năng giảm năng lượng và các bon từ 20% đến 90% khi quản lý đồng thời hành vi IT và hạ tầng vật lý.

• Bản thân việc đo đánh giá không cải thiện được điều gì. Nó không thể được xem là trung tâm của bất cứ kế hoạch giảm tiêu thụ năng lượng hay ảnh hưởng các bon nào. Mục tiêu chính của nó là giúp xác định lượng tài nguyên cần triển khai cho quản lý năng lượng.

• Ấn định năng lượng và các bon cho người dùng IT cho họ công cụ để ra các quyết định tiết kiệm năng lượng có cơ sở về triển khai IT.

• Cả (a) ấn định chi phí năng lượng cho IT và (b) quản lý mức độ sử dụng năng lượng của hạ tầng IT đều cung cấp các cơ hội tiết kiệm đáng kể, nhưng cơ hội sẽ lớn hơn tổng của các thành phần khi kết hợp hai mục tiêu.

Nếu mục tiêu là giảm tổng thể mức độ sử dụng năng lượng và ảnh hưởng các bon, thì chiến lược tốt nhất là một tổ hợp của các mục tiêu nói trên và bớt tập trung vào đo so sánh. Liệu việc nhắm tới tất cả các mục tiêu này có phải là một công việc quá lớn, phức tạp và đắt đỏ hay không? Liệu những nỗ lực này có đem lại ROI chấp nhận được hay không? Câu trả lời là nếu ta nhìn vấn đề từ góc nhìn phù hợp, việc đạt được tất cả các mục tiêu này lại rất đơn giản và có hiệu quả về giá thành. Không chỉ vậy, nhưng các nhà khai thác trung tâm dữ liệu có thể thấy được kết quả ngay lập tức. Phần còn lại của bài báo này sẽ đề cập vì sao điều này lại có thể. Hầu hết các cuộc trao đổi về thông tin cho quản lý năng lượng tập trung vào đo lường hay đo đếm năng lượng. Tuy vậy bất cứ cách tiếp cận quản lý năng lượng nào đều cần tới một sự giải thích hay ý nghĩa cho mức độ sử dụng năng lượng đo được. Để có thể cải thiện hay thực hiện bất cứ hành động nào ta cần có hiểu biết về việc những thay đổi khác nhau sẽ ảnh hưởng đến mức độ tiêu thụ năng lượng như thế nào? Ta cần có một mô hình cách thức làm việc của các trung tâm dữ liệu trước khi ta có thể hiểu ta có thể sử dụng kết quả đo như thế nào để xác định và lượng hóa các cơ hội cải thiện. Một kết quả đo điện năng tiêu thụ của một máy bơm nước lạnh tự thân không cung cấp hiểu biết gì về việc liệu chiếc máy bơm đó có hoạt động với các tham số hiệu năng như được kỳ vọng hay không, liệu nó có công suất phù hợp hay không, liệu thay thế van hay lập trình có giảm mức độ tiêu thụ năng lượng hay không hoặc liệu một chiếc bơm khác có thể cung cấp cùng chức năng nhưng tiêu thụ ít năng lượng hơn không. Để hiểu được các cơ hội cải thiện năng lượng, ta cần có một mô hình ẩn (kiến thức hoặc các chuyên gia có kinh nghiệm) hoặc mô hình hiện (các công cụ phần mềm). Thậm chí mục tiêu ấn định năng lượng cho người dùng IT cũng cần có các mô hình. Trong khi mức tiêu thụ năng lượng của máy chủ có thể được đo trực tiếp và gắn với người dùng IT, phần lớn điện năng trong trung tâm dữ liệu được sử dụng cho các loại phụ tải không phải

Đo lường so với mô hình hóa



máy chủ, và cần có một mô hình để gắn các mức độ sử dụng năng lượng này cho người dùng IT. Một quy trình quản lý năng lượng chung của trung tâm dữ liệu được biểu diễn trong Hình 2:

Trong quy trình quản lý năng lượng của Hình 1, ta có hai tuyến cải thiện chính. Phía trên của sơ đồ, những thay đổi của IT được thực hiện theo các dữ liệu về năng lượng và các bon từ mô hình trung tâm dữ liệu. Phía dưới của sơ đồ, những thay đổi của hạ tầng vật lý được triển khai theo hướng dẫn về năng lượng từ mô hình. Trong cả hai trường hợp kết quả đo đều được sử dụng, nhưng mô hình diễn giải và cho hướng dẫn để cải thiện. Hãy ghi nhận rằng hệ thống được mô tả trong sơ đồ trên kết hợp cả ba mục tiêu quản lý năng lượng của trung tâm dữ liệu được mô tả ở phần trên. Nó cung cấp dữ liệu cho đo so sánh, nó ấn định năng lượng và các bon cho IT và nó cung cấp hướng dẫn liên quan đến cải thiện hạ tầng vật lý. Nếu không có một mô hình và quy trình thì các số đo ít có giá trị. Hơn nữa, các mô hình, kể cả các mô hình đơn giản cũng có giá trị đáng kể cả trong trường hợp số đo không đầy đủ. Nói tóm lại, một mục tiêu chính của số đo hiệu suất của trung tâm dữ liệu là lấy thông tin phục vụ cho việc tạo ra một mô hình chính xác cho trung tâm dữ liệu đó. Đó là một mô hình cung cấp thông tin hành động về hiệu suất của trung tâm dữ liệu, thay vì các số đo. Thảo luận đầy đủ hơn về nội dung này có trong Sách trắng 154 của APC, Đo hiệu suất điện năng cho các trung tâm dữ liệu. Mô hình hóa trên cơ sở đo lường Nếu có thể tạo được một mô hình hoàn hảo của trung tâm dữ liệu thì ta sẽ không cần đến bất cứ phép đo thử nào. Mô hình sẽ có thông tin đầy đủ về bản chất, số lượng và điều kiện vận hành của phụ tải IT, nó sẽ có các tính chất và điều kiện vận hành của tất cả các thiết bị cơ sở hạ tầng và nó sẽ chấp nhận dữ liệu thời tiết trong quá khứ làm dữ liệu đầu vào. Nó sẽ tính toán một cách đơn giản tất cả các luồng năng lượng. Trên thực tế ta không thể tạo ra mô hình hoàn hảo như vậy vì khó lấy được dữ liệu chính xác về cấu hình và điều kiện hoạt động của các thiết bị IT, các giao diện hạ tầng và điều kiện hoạt động và những điều kiện hoạt động bất thường như lỗi, lưới lọc bị tắc hoặc máy điều hòa nhiệt độ tương tác với nhau.

Phân tích

Mô hình

Quy hoạch và triển khai IT

Quy hoạch và vận hành hạ

Trung tâm Dữ liệu

Các hệ thống IT (máy chủ, lưu trữ, mạng)

Các hệ thống hạ

tầng vật lý (cấp nguồn,

làm mát, chiếu sáng)

Những thay đổi của IT(máy chủ hết hạn, ảo hóa và nâng cấp thiết bị)

Đo nguồn điện

Thông tin cấu hình

Dữ liệu về điều kiện vận hành

Thông tin thiết bị

Thay đổi của hạ tầng vật lý(cấu hình, thiết lập, thiết bị)

PUE với dữ liệu hỗ trợ

Ấn định năng lượng và các bon cho IT

Những thay đổi được khuyến nghị

Hình minh họa 2

Sơ đồ luồng thông tin của một quy trình quản lý trung chức năng mô hình hóa và phân tích được tích hợp vào các hoạt động quy hoạch IT và hạ tầng hiện tại và tạo ra những thay đổi để giảm mức tiêu thụ năng lượng như thế nào

Đo hiệu suất điện năng cho các trung tâm dữ liệu

Kết nối tới tài liệu gốc Tài liệu Kỹ thuật Phổ thông số 154

http://www.apc.com/wp?wp=154



Trong khi một mô hình hoàn hảo cho trung tâm dữ liệu đòi hỏi khối lượng lập trình tùy chỉnh và duy trì dữ liệu khổng lồ, một mô hình tốt đến ngạc nhiên có thể được tạo ra chỉ với những thông tin kiểm kê thô về hạ tầng và các thiết bị IT đã được triển khai, thông tin về cấu hình của chúng (N+1, 2N, …). Một ví dụ về ứng dụng phần mềm của một mô hình đơn giản hóa cho hạ tầng vật lý của một trung tâm dữ liệu tiêu biểu được biểu diễn trong Hình 3.

Rõ ràng là ta cần có một số loại mô hình trung tâm dữ liệu để quản lý và giảm mức độ tiêu thụ năng lượng. Liệu một mô hình như vậy có thể thực sự loại bỏ việc đo lường hay đơn giản hóa công việc đo lường hay không? Một mô hình có thể đơn giản tới mức nào và cần bao nhiêu số đo để cung cấp đủ thông tin cho quản lý thành công mức độ sử dụng năng lượng của cơ sở hạ tầng và ấn định chi phí năng lượng và các bon cho người dùng IT? Câu trả lời là một mô hình vô cùng đơn giản, với một số ít chỉ số đo có thể cung cấp mức độ chính xác chấp nhận được cho một chương trình quản lý năng lượng. Nguyên tắc cơ bản của đo lường là bạn không bắt đầu đo nếu như bạn không hiểu được mục tiêu sử dụng của dữ liệu. Một chỉ số đo đọc không đúng lúc hoặc không đủ chính xác, hoặc không có chi tiết liên quan đến điều kiện về sau có thể trở thành không phù hợp hoặc vô dụng. Ngược lại, quá nhiều số đo với sự chính xác quá mức có thể trở nên quá đắt và cồng kềnh nhưng chỉ cung cấp được rất ít ích lợi gia tăng khi so sánh với một số đo đơn giản. Tất cả những vấn đề này xuất hiện khi các nhà khai thác trung tâm dữ liệu tìm cách phát triển các hệ thống quản lý năng lượng của riêng họ. Mục đích của một hệ thống đo lường là sử dụng giao thức đơn giản nhất, rẻ tiền nhất mà vẫn đạt được mục tiêu của hệ thống quản lý. Một hệ thống cần phức tạp tới mức độ nào để cung cấp được đầy đủ thông tin về mức độ sử dụng năng lượng của trung tâm dữ liệu? Hệ thống đo lường có thể đơn giản đến đâu? Để hiểu rõ vấn đề ta cần so sánh năng lực của hai trường hợp thái cực: một hệ thống đo lường năng lượng toàn diện so với một hệ thống đánh giá thô.

Hình minh họa 3

Ví dụ về một công cụ mô hình hóa hạ tầng trung tâm dữ liệu cho các cấu hình trung tâm dữ liệu tiêu biểu (công cụ web miễn phĩ)

Ta cần đo bao nhiêu điểm?



Thái cực #1: Một hệ thống thu thập dữ liệu tổng thể Sẽ không đầy đủ nếu nói về đo lường trong hệ thống quản lý mà không nhắc đến độ chính xác và tần số của phép đo, những nhân tố có ảnh hưởng to lớn đến độ phức tạp và chi phí. Để tham chiếu, ta có thể xem xét trường hợp hệ thống đồng hồ đo năng lượng đo và ghi lại mức độ sử dụng năng lượng cho từng thiết bị và mạch trong trung tâm dữ liệu, với yêu cầu về độ chính xác là 2%. Bảng 1 đánh giá các yêu cầu và chi phí cho một trung tâm dữ liệu 1 MW. Với hệ thống thiết bị cao cấp như vậy ta có thể ấn định chính xác mức độ tiêu thụ điện năng cho từng thiết bị IT và thông báo hay tính cước thích hợp cho người dùng. Hơn nữa, ta có thể xác định chính xác mức độ sử dụng điện của từng thiết bị hạ tầng và từ đo ta có thể so sánh với các giá trị kỳ vọng để xác định những khu vực có thể cải thiện. Một hệ thống như vậy cần một hệ thống phần mềm phức tạp được đầu tư lớn vào cấu hình và duy trì dữ liệu. Không may là giá thành của một hệ thống như vậy chiếm một phần lớn tổng hi phí của hạ tầng trung tâm dữ liệu và gần một nửa chi phí tổng chi phí năng lượng của trung tâm dữ liệu trong một năm. Vì vậy, từ quan điểm kỳ vọng hoàn vốn đầu tư một hệ thống như vậy sẽ không thực tế, trừ khi giá của các hệ thống đồng hồ đo giảm khoảng 10 lần. Cả trong trường hợp này, việc lắp đặt hệ thống này cần chi phí khá lớn và quá trình lắp đặt phức tạp và nhiều rủi ro, đặc biệt trong trung tâm dữ liệu hiện tại.

Đánh giá thô

Công cụ phần mềm và đo đếm

toàn diện

Miễn phí Sai số lớn Không thấy được chi tiết của vấn đề

Đắt và phức tạp

Độ chính xác cao

Có thể phân tích ROI và kịch bản

Hình minh họa 4

So sánh những cách tiếp cận đo lường năng lượng



Vì vậy, một hệ thống thu thập dữ liệu tổng thể là có thể nhưng không thực tế.

Các kênh được đo Số lượng Đơn giá (đã lắp đặt) Thành tiền

Đồng hồ đo điện năng đầu vào của trung tâm dữ liệu 1 1 $9,000 $9,000

Đồng hồ đo các kênh trong tiểu hệ của cơ sở hạ tầng 80 $1,500 $120,000

Đồng hồ đo các kênh IT nhánh 1000 $100 $100,000

Đồng hồ đo các kênh IT nhận 4000 $40 $160,000

Bảo dưỡng (10 năm) $100,000 $100,000

Phần mềm (giấy phép 10 năm) $50,000 $50,000

Lập cấu hình, nghiệm thu và bảo dưỡng phần mềm

$60,000 $60,000

Total cost $600,000

Thái cực #2: Hệ thống thu thập dữ liệu miễn phí Tiếp theo ta xem xét trường hợp thái cực khác trong đó ta không thực hiện bất cứ phép đo nào. Một hệ thống như vậy về cơ bản là miễn phí. Chúng ta chỉ sử dụng số lượng máy chủ trong trung tâm dữ liệu làm tham số đầu vào. Ta thậm chí không tính đến hóa đơn tiền điện hàng tháng từ công ty điện lực vì thông thường không có công tơ điện riêng cho trung tâm dữ liệu. Chỉ có số lượng máy chủ, ta có thể thử đánh giá thô mức độ sử dụng năng lượng của trung tâm dữ liệu trên máy chủ. Mức độ sử dụng năng lượng của trung tâm dữ liệu theo máy chủ bao gồm năng lượng do chính máy chủ tiêu thụ và còn bao gồm năng lượng sử dụng cho thiết bị mạng, lưu trữ, cấp nguồn, thiết bị làm mát, chiếu sáng và các thiết bị ngoại vi. Nếu không có số đo nào, ta có thể sử dụng dữ liệu thống kê trung bình từ các trung tâm dữ liệu hiện có để có thể đánh giá thô về điện năng làm mát, điện năng chiếu sáng thường được sử dụng cho một máy chủ. Ta có thể giả định cấu hình tiêu chuẩn của hạ tầng vật lý được sử dụng cho trung tâm dữ liệu tiêu biểu với các máy chủ trung bình tiêu biểu và một tỷ lệ tiêu biểu các thiết bị lưu trữ và kết nối mạng. Những “phỏng đoán có cơ sở” này có thể được một chuyên gia tư vấn cung cấp hoặc có thể do các công cụ phần mềm như công cụ miễn phí được minh họa trong Hình 3 cung cấp. Tổng hợp “Những phỏng đoán có cơ sở” trở thành mô hình thô cho trung tâm dữ liệu. Độ chính xác của hệ thống này được tổng hợp trong Hình 2, Với hệ thống không đo lường này, ta có thể ấn định chi phí năng lượng và các bon cho người dùng trên cơ sở trị số trung bình cho một máy chủ, nhưng sai số chỉ nằm trong khoảng +/- 36%. Mặc dù không lý tưởng, nhưng đó vẫn là một hướng dẫn có ích cho người dùng IT khi thay đổi hành vi và hầu hết các thay đổi hành vi IT sẽ không bị ảnh hưởng nếu sai số tính toán chi phí năng lượng và các bon thấp hơn. Tuy nhiên, trong khi một hệ thống như vậy cung cấp được thông tin hữu ích cho người dùng thì nó lại không cung cấp thông tin giúp hướng dẫn cải thiện hạ tầng làm mát và cấp nguồn của trung tâm dữ liệu vì tất cả dữ liệu được ước lượng từ giá trị trung bình trong công nghiệp. Tuy nhiên ta vẫn nhận được lợi ích đáng kể mà không phải bỏ chi phí và hệ thống không đo lường này cần được các nhà khai thác trung tâm dữ liệu muốn ngay lập tức kiểm soát chi phí năng lượng của mình nhưng lại

1 Chức năng này thường không thực hiện được với một đồng hồ đo – ta cần cộng dữ liệu từ nhiều đồng hồ đo.

Bảng biểu 1

Chi phí của một hệ thống giám sát năng lượng với độ chính xác cao cho trung tâm dữ liệu 1 MW



có ít thời gian và không có nguồn lực quan tâm. Một bản hướng dẫn thực tế để khởi đầu với cách tiếp cận này được cung cấp trong phụ lục cuối bài báo này.

Sử dụng năng lượng Tỷ lệ sử dụng

Sai số đánh giá

Hiệu ứng trên sai số chung2

Máy chủ 36% +/- 50% +/- 18%

Lưu trữ 10% +/- 70% +/- 7%

Kết nối mạng 4% +/- 50% +/- 2%

Nguồn điện 8% +/- 50% +/- 4%

Làm mát 38% +/- 80% +/- 30%

Chiếu sáng 2% +/- 60% +/- 1%

Ngoại vi 2% +/- 80% +/- 2%

Sai số năng lượng chung tổng hợp +/- 36%

Một hệ thống thu thập dữ liệu năng lượng “đủ tốt” Tất nhiên hai ví dụ thái cực về các chiến lược dữ liệu năng lượng dẫn ta đến câu hỏi liệu có hay không những chiến lược thu thập dữ liệu khác có thể cung cấp sai số dữ liệu “đủ tốt” để đạt được các mục tiêu quản lý năng lượng nhưng lại có cho phí thấp và ROI cao. Để giúp trả lời câu hỏi này, Bảng 3 chỉ ra việc thêm chi phí và sự phức tạp vào hệ thống quản lý năng lượng đã làm tăng độ chính xác và giá thành như thế nào. Mỗi dòng trong bảng thể hiện việc thêm một mô hình hoặc năng lực đo lường vào hệ thống quản lý, bắt đầu với một hệ thống miễn phí chỉ có số lượng máy chủ như đã mô tả trong phần trước. Khi thêm năng lực, lỗi giảm xuống và giá thành hệ thống tăng lên. Nếu lỗi ấn định IT được định nghĩa là lỗi trong việc ấn định năng lượng và các bon cho một đơn vị dung lượng IT đã được định nghĩa, ví dụ như một máy chủ tiêu chuẩn. Lỗi trong việc ấn định năng lượng cho một máy chủ cụ thể có thể lớn hơn rất nhiều so với lỗi được định nghĩa trong bảng. Một số năng lực được liệt kê trong bảng như phân loại máy chủ và đo tất cả các thiết bị IT sẽ cải thiện đáng kể sai số của việc ấn định năng lượng và các bon cho những máy chủ cụ thể. Điều này sẽ được thảo luận chi tiết hơn sau đây trong bài báo này.

2 Sai số trong đánh giá năng lượng của các tiểu hệ mang tính trực giao toán học, do đó sai số tổng hợp

bằng căn bậc hai của tổng bình phương các sai số của tiểu hệ

Bảng biểu 2

Sai số của một hệ thống giám sát năng lượng chi phí thấp cho trung tâm dữ liệu 1MW



Năng lực mô hình hóa và đo được bổ sung

Lỗi PUE Lỗi ấn định IT3,4

Chi phí hệ thống (theo MW)

Số lượng máy chủ 61% 39% 0

+ Nguồn UPS 55% 33% 0

+ Kiểm kê thô5 23% 20% 0

+ Kiểm kê chi tiết 14% 12% $2,000

+ Phân loại máy chủ 14% 12% $4,000

+ Các tiểu hệ thống kiểm toán 8% 7% $10,000

+ Đồng hồ đo cho các tiểu hệ chính 6% 4% $50,000

+ Đồng hồ đo cho tất cả các tiểu hệ 3% 2% $130,000

+ Đồng hồ đo cho tất cả các thiết bị IT 2% 2% $600,000

Để có cảm nhận tốt hơn về sự cân đối giữa sai số đo và chi phí khi ta bổ sung chức năng vào hệ thống quản lý năng lượng, Bảng 3 được dựng đồ thị trong Hình 5.

3 Sai số ấn định IT có thể nhỏ hơn so với sai số PUE vì mức độ sử dụng năng lượng và các bon gắn với

PUE chỉ bằng một phần của mức độ sử dung năng lượng tổng. 4 Sai số ấn định IT trong bảng là ấn định cho “một máy chủ trung bình tiêu chuẩn” đã được định nghĩa,

không phải cho một máy chủ cụ thể. Sai số cho các máy chủ cụ thể lớn hơn và được giảm đáng kể khi bổ sung khả năng “phân loại máy chủ” như sẽ được mô tả sau đây trong bài báo này.

5 Kiểm kê thô là kiểm kê năng lực và loại nguồn điện chính, làm mát và các thiết bị IT trong trung tâm dữ liệu mà khi được kết hợp với dữ liệu về những thiết bị này cho phép đánh giá chính xác hơn mức độ sử dụng năng lượng. Chức năng này có thể được cung cấp như một phần của kết quả đánh giá mức độ sử dụng từ các chuyên gia, hoặc có thể do các nhà khai thác trung tâm dữ liệu công nghiệp đưa ra. Hướng dẫn bổ sung liên quan đến phương pháp này được cung cấp trong các sách trắng khác của APC được liệt kê cuối bài báo này.

Hình minh họa 5

Sai số của hệ thống đo lường năng lượng của trung tăng khi được bổ sung các năng lực đo và mô hình hóa mới.

Bảng biểu 3

Bổ sung năng lực mô hình hóa và đo lường ảnh hưởng đến sai số và giá thành của hệ thống quản lý cho trung tâm dữ liệu 1 MW



Hình 5 cho thấy sai số của hệ thống đo lường năng lượng của trung tâm dữ liệu bước đầu nhanh chóng được cải thiện với chi phí thấp khi các năng lực lập mô hình hóa đơn giản và đo lường được bổ sung. Tuy nhiên sau khi đạt sai số nhỏ hơn 10%, chi phí tăng nhanh chóng. Phân tích này khuyến nghị chiến lược đo lường và mô hình hóa dưới đây cho chương trình quản lý năng lượng của trung tâm dữ liệu: • Một hệ thống mô hình hóa năng lượng miễn phí dựa trên số lượng máy chủ, số đo

nguồn điện của UPS và kiểm kê thô là đủ để cho phép ấn định năng lượng cho người dùng IT một cách có ý nghĩa

• Những năng lực bổ sung với chi phí thấp có thể được thêm vào theo thời gian để cải thiện hệ thống quản lý năng lượng, bao gồm những cải thiện mô hình từ việc kiểm kê chi tiết và phân loại máy chủ cũng như cải thiện đo lường nhờ kiểm toán năng lượng và đo các tiểu hệ thống quan trọng

• Đo bao quát tất cả các tiểu hệ của cơ sở hạ tầng và các thiết bị IT bổ sung rất ít giá trị cho hệ thống quản lý năng lượng và cho ROI kém

Năng lực IT có thể được đo và ấn định theo nhiều cách, bao gồm các chu kỳ tính toán, máy chủ, lõi, terabyte, tủ giá máy, mét vuông, các máy chủ ảo … Một mô hình IT lý tưởng có thể đưa tất cả các yếu tố này vào ấn định chi phí, năng lượng hay các bon. Tuy nhiên ta sẽ bắt đầu với một mô hình đơn giản, đo dung lượng IT theo số lượng máy chủ, đây là một biện pháp phổ biến để đo dung lượng mà nhiều số đo khác có thể ánh xạ tới. Nếu một người dùng IT được ấn định một số lượng máy chủ nhất định thì để ấn định năng lượng và các bon cho người dùng đó, tất cả những gì ta cần làm là ấn định năng lượng cho một máy chủ, trong trường hợp này mức độ sử dụng năng lượng tổng của người dùng IT sẽ đơn giản là số lượng máy chủ nhân với mức độ sử dụng năng lượng được ấn định cho máy chủ. Điều này yêu cầu ta xác định tất cả các hình thức sử dụng năng lượng trong trung tâm dữ liệu và ấn định chúng trên cơ sở từng máy chủ. Việc ấn định năng lượng tổng của một máy chủ bằng tổng mức độ sử dụng năng lượng của chính máy chủ đó cộng với mức độ sử dụng năng lượng được ấn định cho lưu trữ, kết nối mạng, nguồn điện, làm mát, chiếu sáng và phụ tải ngoại vi. Sự ấn định này của một trung tâm dữ liệu tiêu biểu được thể hiện trên Hình 6.

Ấn định năng lượng cho người dùng

Hình minh họa 6

Một máy chủ được ấn định năng lượng 930 WA, thể hiện phân tích mức độ tiêu thụ năng lượng của trung tâm dữ liệu được ấn định cho máy chủ. Năng lượng thực do máy chủ tiêu thụ chỉ bằng 340 W.

Ngoại vi15 W

Chiếu sáng15 W

Máy chủ 340 W

Làm mát360 W

Nguồn điện75 W Mạng

35 W

Lưu trữ 90 W



Trong trường hợp này, mặc dù nguồn tiêu thụ thực sự của máy chủ chỉ là 340 W nhưng tổng nguồn điện được ấn định cho máy chủ lớn hơn 930 W khá nhiều. Trung bình so với thiết bị IT đặc thù Biện pháp ấn định năng lượng cho một người dùng IT dựa trên “đơn vị máy chủ” của một máy chủ trung bình có một số sai số vì nó giả định mức độ sử dụng đồng dạng tài nguyên được ấn định cho máy chủ và giả định rằng tất cả máy chủ đều giống nhau. Tổng nguồn điện thực sự được gắn với một máy chủ cụ thể có thể thay đổi tùy theo loại máy chủ, các tính chất quản lý năng lượng của nó và mức độ sử dụng những tài nguyên IT khác của nó. Đối với những trung tâm dữ liệu có các máy chủ tương đối đồng dạng, việc ấn định một chi phí năng lượng tiêu chuẩn cho máy chủ là phép làm tròn hiệu quả. Tuy nhiên, đối với những trung tâm dữ liệu có nhiều loại máy chủ thì việc sử dụng “đơn vị máy chủ” tiêu chuẩn để ấn định năng lượng không đem lại hiệu quả. Ví dụ, hãy xem xét trường hợp một người dùng IT có 8 máy chủ phiến là các máy chủ ứng dụng đơn giản, trong khi một người dùng IT khác có tám hệ thống mainframe với nhiều terabyte lưu trữ trực tuyến. Rõ ràng là nfuwowif dùng mainframe tiêu thụ nhiều điện năng hơn, nhưng việc ấn định năng lượng trên cơ sở máy chủ tiêu chuẩn sẽ ấn định cùng mức năng lượng và các bon cho cả hai người dùng. Trong khi năng lượng tổng được ấn định theo phương pháp này là chính xác, một phần năng lượng được người dùng mainframe sử dụng sẽ được ấn định một cách không công bằng cho người dùng máy chủ dạng phiến. Trên nguyên tắc, vấn đề này có thể được giải quyết bằng cách đo tất cả các thiết bị IT và ấn định năng lượng trên cơ sở những số đo này cho người dùng IT. Chúng ta đã thấy điều này là phi thực tế vì: • Rất nhiều năng lượng bị tiêu thụ trên các thiết bị cấp nguồn, thiết bị làm mát, thiết bị

mạng và các phụ tải khác mà không phải lúc nào cũng gắn được với một người dùng IT

• Chi phí của hệ thống đo lường để đo tất cả các thiết bị IT cùng với chi phí và độ phức tạp của hệ thống phần mềm là rất cao

Để giải quyết vấn đề này một cách đơn giản và hiệu quả, máy chủ có thể được phân loại thành một danh sách ngắn các loại tiêu chuẩn, mỗi loại đều có hồ sơ sử dụng năng lượng của riêng mình. Thay vì đối xử với tất các các máy chủ như một “đơn vị máy chủ” tiêu chuẩn đơn nhất, một danh sách phân loại máy chủ có thể được tạo ra như được thể hiện trong Bảng 4.

Loại máy chủ Công suất máy chủ

Ấn định mạng

Ấn định lưu trữ

1U app server 250W 0.2 0.1

máy chủ ảo6 90W 0.4 0.2

Web blade 200W 0.3 0.1

ERP blade 200W 0.1 0.4

Mainframe 4000W 0.1 0.5

3U-10U server 2000W 0.1 0.1

6 Nếu các máy chủ ảo là một loại thì số lượng máy chủ được ấn định sẽ vượt quá số lượng máy chủ vật

lý. Trong trường hợp này, máy chủ vật lý chứa máy chủ ào không được ấn định cho người dùng IT

Bảng biểu 4

Ví dụ về một bảng phân loại máy chủ



Danh mục này có thể được sử dụng ngay (với các giá trị công suất phù hợp), hoặc danh mục có thể được mở rộng hoặc điều chỉnh để phù hợp hơn với hồ sơ người dùng trong một trung tâm dữ liệu cụ thể. Mỗi máy chủ được ấn định một mức năng lượng tiêu chuẩn cơ bản cùng với các ấn định thể hiện phần năng lượng cơ bản được gắn với kết nối mạng và lưu trữ. Chi phí nguồn điện, làm mát và chiếu sáng được chia đều trên cơ sở IT Watt và không thay đổi theo loại máy chủ. Phương pháp sử dụng hệ thống phân loại như sau: • Ấn định tất cả máy chủ cho một loại

• Ấn định cho từng người dùng một số máy chủ tiêu chuẩn từ từng loại

• Cộng tổng công suất tính được từ tất cả các loại máy chủ, sau đó điều chỉnh cho phù hợp với công suất phụ tải IT thực (được xác định từ mô hình hoặc số đo)

• Áp dụng dữ liệu PUE cho từng loại máy chủ

Như vậy, tổng năng lượng sử dụng của một trung tâm dữ liệu có thể được ấn định trên một số loại máy chủ mà sau đó có thể được ấn định cho người dùng IT. Quá trình này có thể được thực hiện trong một công cụ phần mềm như những công cụ phần mềm do các nhà sản xuất như APC by Schneider Electric cung cấp, hoặc có thể được thực hiện trên một bảng tính. Sau khi đã xác định mức độ sử dụng năng lượng của các phụ tải IT hay các hệ thống hạ tầng trong trung tâm dữ liệu, ta có thể ấn định các bon cho chúng. Ảnh hưởng các bon của trung tâm dữ liệu là gián tiếp và xuất phát từ ba nguồn chính: • Bức xạ các bon phát sinh trong quá trình sản xuất trung tâm dữ liệu và các thiết bị IT

và hạ tầng của nó (còn được gọi là các bon nhúng)

• Bức xạ các bon tại chỗ từ hệ thống sưởi ấm, máy phát điện khẩn cấp hoặc các nhà máy điện nằm cùng vị trí

• Bức xạ các bon phát sinh trong khi phát nguồn điện cần để cấp nguồn cho trung tâm dữ liệu

Nhìn chung hầu hết các trao đổi, đo so sánh hoặc báo cáo về các bon chỉ hạn chế vào các bon phát sinh do vận hành. Các bon nhúng là một phần đóng góp đáng kể vào ảnh hưởng các bon chung, nhưng các phương pháp và tiêu chuẩn đánh giá ảnh hưởng của các bon nhúng vẫn còn đang trong quá trình phát triển. Các trung tâm dữ liệu không trực tiếp sản sinh lượng các bon đáng kể hay những loại khí khác tương đương với CO2. Việc vận hành các máy phát điện khẩn cấp thường chỉ tạo dưới 0,01% tổng ảnh hưởng các bon và có thể bỏ qua. Các trung tâm dữ liệu hoạt động tại mật độ năng lượng cao và hầu như không bao giờ cần thêm sưởi ấm, như vậy các bon liên quan đến sưởi ấm cũng có thể bỏ qua. Rất ít trung tâm dữ liệu có chung vị trí với nhà máy điện, trong hấu hết các trường hợp đây không phải là một nhân tố quan trọng. Trong bài báo này, chúng tôi hạn chế các chỉ số các bon vào những chỉ số liên quan đến cấp nguồn điện, đại diện cho hơn 99% ảnh hưởng các bon liên quan đến vận hành của trung tâm dữ liệu.

Biến đổi năng lượng thành các bon



Giá trị các bon tương đương của năng lượng Đã có giá trị điện năng sử dụng tại trung tâm dữ liệu, ta có thể tính toán được lượng bức xạ các bon do điện năng đó sản sinh ra. Một nhà cung cấp dịch vụ tiện ích có thể cung cấp thông tin về bức xạ các bon trên từng ki-lô-watt giờ điện khi phát điện trên cơ sở hỗn hợp các nguồn năng lượng được sử dụng. (Ghi chú: Một phân tích khác về bức xạ các bon đã tránh được trên cơ sở nguồn năng lượng được sử dụng lần cuối cùng và thông thường cho ảnh hưởng các bon cao hơn. Lý do là số gia năng lượng tiết kiệm được trong một hệ thống tiện ích sẵn có không giảm đều tải trên tất cả các máy phát – thay vào đó giá trị tiết giảm này được phân phối đến các máy phát có chi phí phát điện cao hơn như các máy dùng khí tự nhiên.) Nếu các nhà cung cấp dịch vụ tiện ích không có thông tin này thì dữ liệu khu vực cũng đã có sẵn. Dữ liệu được thể hiện bằng tấn CO2 trên một kW giờ và thường nằm trong khoảng từ 0,1 đến 1 tấn cho một máy phát điện. Để xác định phụ tải do trung tâm dữ liệu tạo ra trên máy phát, suy hao phân phối (thường bằng 10%) giữa máy phát và trung tâm dữ liệu cần được thêm vào mức độ sử dụng điện năng của trung tâm dữ liệu. Công thức dưới đây để tính giá trị bức xạ các bon hàng năm phát sinh từ phụ tải của cơ sở:

Một người dùng IT không cần phải hiểu nguyên tắc và các kỹ thuật được mô tả trong bài báo này để có thể tích hợp năng lượng vào các quyết định quy hoạch và triển khai IT. Tất cả những gì người dùng IT cần là một tóm tắt đơn giản về mức độ sử dụng năng lượng và ảnh hưởng các bon của các nguồn tài nguyên IT họ sử dụng. Báo cáo này cho một người dùng IT được cung cấp trong Bảng 5.

Cung cấp hướng dẫn cho người dùng IT

Bảng biểu 5

Ví dụ về ấn định năng lượng và các bon hàng năm được cung cấp cho người dùng IT

Loại máy chủ Tổng số máy chủ lắp đặt

Per-unitenergy

Per-unit carbon

1U máy chủ 50 6,000 2.7

Máy chủ ảo 30 2,650 1.2

Web blade 15 5,200 2.3

ERP blade 10 5,500 2.5

Mainframe 2 117,000 53.0

3-10U máy chủ 15 44,000 20.0

Tổng năng lượng và các bon (theo năm)

Chi phí năng lượng (theo năm)

1,409,000 kWhr

634 tấn

$169,000



Bài báo này đã mô tả một chiến lược logic để ấn định năng lượng và các bon của trung tâm dữ liệu cho người dùng IT Những mô hình đơn giản, miễn phí của mức độ sử dụng năng lượng có thể được dùng để ấn định năng lượng và các bon trên cơ sở các tiêu chuẩn, các đơn vị năng lực IT trung bình như một “đơn vị máy chủ” tiêu chuẩn. Những mô hình này tuy không chính xác nhưng lại có sai số phù hợp để trở nên hữu ích trong quản lý năng lượng của một trung tâm dữ liệu. Một hệ thống đơn giản có thể được mở rộng theo thời gian bằng cách thêm các năng lực đo lường và mô hình hóa bổ sung, cung cấp thêm độ chính xác và sự thấu hiểu về mức độ sử dụng năng lượng. Bài báo này chỉ ra một trình tự hợp lý để triển khai những năng lực này. Một hệ thống hiệu quả và có chi phí thấp đến ngạc nhiên có thể được triển khai chỉ với một số lượng nhỏ các đồng hồ đo năng lượng được kết hợp với một phần mềm đơn giản và khả năng kiểm toán năng lượng chuyên dùng cho trung tâm dữ liệu. Các nhà khai thác trung tâm dữ liệu không nên giả định rằng những hệ thống đo đạc phức tạp và bao quát là cần có để có thể triển khai một hệ thống quản lý hiệu quả hoặc để ấn định năng lượng và các bon cho người dùng IT. Trên thực tế, các hệ thống công cụ cao cấp lại có chỉ số hoàn vốn đầu tư kém. Bài báo này đưa ra cách tiếp cận khởi điểm mà bất cứ nhà khai thác trung tâm dữ liệu nào, dù lớn hay nhỏ, có thể triển khai ngay mà không cần chi phí. Bất kỳ watt năng lượng không cần thiết nào do trung tâm dữ liệu tiêu thụ cũng là những mất mất không thể khôi phục. Một hệ thống quản lý năng lượng thô nhưng đơn giản được triển khai ngay hôm nay có hiệu quả hơn nhiều so với một hệ thống lý tưởng được triển khai muộn vì dù hệ thống quản lý năng lương có hiệu quả đến đâu chăng nữa nhưng nó vẫn không thể phục hồi được năng lượng đã mất.

Kết luận

Neil Rasmussen là Phó Chủ tịch cao cấp phụ trách sáng tạo của APC, là Bộ phận Kinh doanh IT của Schneider Electric. Ông thiết lập định hướng công nghệ cho một khoản ngân sách Nghiên cứu Phát triển lớn nhất thế giới dành cho cấp nguồn, làm mát và hạ tầng giá thiết bị cho các mạng quan trọng.

Về tác giả



Đo hiệu suất điện năng của Trung tâm dữ liệu Tài liệu Kỹ thuật Phổ thông số 154

Hướng dẫn tính toán hiệu suất (PUE) trong các trung tâm dữ liệu thực Tài liệu Kỹ thuật Phổ thông số 158

Mô hình hóa hiệu suất năng lượng cho trung tâm dữ liệu Tài liệu Kỹ thuật Phổ thông số 113

Triển khai các trung tâm dữ liệu sử dụng hiệu suất năng lượng Tài liệu Kỹ thuật Phổ thông số 114

tools.apc.com

Duyệt toàn bộ các công cụ TradeOff

Duyệt toàn bộ các tài liệu kỹ thuật phổ thông whitepapers.apc.com

Để phản hồi và đóng góp ý kiến về các nội dung của tài liệu kỹ thuật phổ thông này: Data Center Science Center [email protected] Nếu bạn là khách hàng và có các câu hỏi cụ thể liên quan đến dự án trung tâm dữ liệu của bạn: Hãy liên hệ đại diện của Schneider Electric www.apc.com/support/contact/index.cfm

Liên hệ chúng tôi

Các nguồn tài liệu tham khảoBấm vào biểu tượng để truy cập thông tin nguồn

http://www.apc.com/support/contact/index.cfm�

http://tools.apc.com

http://whitepapers.apc.com







Bài báo này mô tả một cách tiếp cận đơn giản để ấn định chi phí năng lượng và ảnh hưởng các bon cho phụ tải IT trong các trung tâm dữ liệu, bao gồm một số năng lực đo lường và mô hình hóa có thể được sử dụng để cung cấp độ chính xác cao với chi phí tăng. Những phương pháp đơn giản nhất gần như không tốn phí những vẫn có thể cung cấp độ chính xác rất cao và có thể có hiệu quả trong việc hỗ trợ chương trình quản lý năng lượng. Phụ lục này cho thấy làm thế nào để các trung tâm dữ liệu có thể triển khai ngay lập tức một hê thống ấn định năng lượng và các bon cho phụ tải IT với độ chính xác +/- 20%. Phương pháp được mô tả ở đây tương ứng với cấp độ năng lực “kiểm kê thô” như được tham chiếu đến trong bài báo này. Đây là mức cao nhất các nhà khai thác trung tâm dữ liệu có thể đạt được mà không đến sự hỗ trợ cua chuyên gia. Phương pháp này sử dụng các công cụ phần mềm miễn phí do APC phát triển, nhưng các công cụ khác cũng có thể được phát triển để có được cùng chức năng. Luồng quy trình được mô tả trong Hình 1 dưới đây.

Người sử dụng cung cấp thông tin cơ bản về cấu hình của trung tâm dữ liệu và số lượng máy chủ cùng các chỉ số phụ tải điện năng UPS lấy từ UPS (là một trong những chỉ số nguồn điện duy nhất có trong bất cứ trung tâm dữ liệu nào). Các công cụ phần mềm yêu cầu thông tin liên quan, thông tin mà bất cứ chuyên gia IT hay trung tâm dữ liệu nào cũng có thể lấy được hoặc tìm được khi vào trung tâm dữ liệu. Công cụ đầu tiên đánh giá PUE cho trung tâm dữ liệu. Công cụ thứ hai nhận giá trị OUE được công cụ thứ nhất xác định và tính toán giá trị ấn định năng lượng và các bon cho IT theo từng máy chủ trên cơ sở một máy chủ “trung bình”. Những đơn vị máy chủ “trung bình” này sau đó được phân cho người dùng IT bằng cách sử dụng phương pháp được lựa chọn theo mô hình kinh doanh. Tài liệu trợ giúp cũng được cung cấp cùng với các công cụ phần mềm. Hình A2 cho thấy một màn hình từ công cụ ấn định. Trong ví dụ này, mỗi máy chủ được ấn định 1482 USD tiền điện và 15,4 tấn CO2 trong một năm. Đối với một người dùng IT có 100 máy chủ, điều này có nghĩa là giá trị ấn định hàng năm là 148.200 USD và 1.540 tấn CO2 một năm.

Phụ lục: Cách đơn giản xác định ấn định năng lượng và các bon của một trung tâm dữ liệu

Hình minh họa A1

Tổng quan về quy trình được sử dụng để ấn định năng lượng và ảnh hưởn các bon của trung tâm dữ liệu cho phụ tải IT



Ví dụ này được cung cấp vì sự đơn giản trong triển khai của nó. Nó khá hữu ích và có thể giúp tạo sự hiểu biết và tạo ra cải thiện trong hành vi IT. Tuy nhiên, nó cũng có những hạn chế quan trọng, bao gồm: • Độ chính xác của nó chỉ khoảng +/-20%, do đó không nên sử dụng để tính cước thực

cho khách hàng; chúng tôi khuyến nghị sử dụng một số năng lực cao hơn được mô tả trong bài báo này.

• Nó ấn định các bon cho một “máy chủ trung bình” và không ấn định chính xác chi phí khi một số người dùng sử dụng máy chủ phiến và những người khác sử dụng mainframe; khả năng phân loại máy chủ được miêu tả trong bài báo này cần để giải quyết vấn đề này.

• Nó không cung cấp việc phân loại chính xác những loại mất mát trong hệ thống hạ tầng, do đó nó không cung cấp nhiều hướng dẫn để cải thiện hạ tầng; kiểm toán hạ tầng và đo đạc các hệ thống hạ tầng chính như được mô tả trong bài báo này là cần thiết để cung cấp được những năng lực đó.

Hình minh họa A2

Ví dụ về Màn hình kết quả từ Phần mềm tính toán ấn định năng lượng và các bon cho IT

Ấn định chi phí năng lượng và các bon cho trung tâm dữ liệu cần đo bao nhiêu...

Documents

Transcript of Ấn định chi phí năng lượng và các bon cho trung tâm dữ liệu cần đo bao nhiêu...