مراكز البيانات ذات الوحدات الصغيرة: سر خفض تكاليف الطاقة بنسبة 40%.

يمكن أن تنمو تكاليف الطاقة في مراكز البيانات بشكل أسرع من الطلب على تكنولوجيا المعلومات. تستهلك الخوادم الطاقة على مدار الساعة، وتستجيب أنظمة التبريد للأحمال المتغيرة، وقد يؤدي تدفق الهواء غير الفعال إلى جعل كلا النظامين يعملان بجهد أكبر. لقد رأيت فرقًا تركز على الأجهزة الجديدة بينما تتجاهل مشكلات التشغيل البسيطة مثل فتحات التهوية المسدودة، وتخطيط الحامل السيئ، والخوادم غير المستخدمة. قد يكون من الممكن إجراء تخفيض بنسبة 40% في بعض المناطق، لكن النتيجة تعتمد على الموقع والمعدات والمناخ وعبء العمل ونقطة البداية. أنا أتعامل مع هذا الرقم كهدف تخطيطي وليس كوعد. المسار الأكثر أمانًا يبدأ بالقياس. 1. إنشاء خط أساس واضح للطاقة أبدأ بجمع البيانات من المنشأة بأكملها: - إجمالي طاقة المنشأة - طاقة معدات تكنولوجيا المعلومات - طاقة التبريد - UPS وخسائر توزيع الطاقة - استخدام الطاقة على مستوى الحامل - الطلب الأقصى والمتوسط ​​- فعالية استخدام الطاقة، أو PUE - استخدام الخادم - قراءات درجة الحرارة والرطوبة تظهر فاتورة الكهرباء الشهرية التكلفة، ولكنها لا تشرح السبب. قد يتمتع مركز البيانات بطلب مستقر على تكنولوجيا المعلومات بينما ترتفع طاقة التبريد بسبب اتساخ المرشحات أو تسرب تدفق الهواء بين الممرات الساخنة والباردة. أقارن استخدام الطاقة بالمخرجات المفيدة. على سبيل المثال، قد أقوم بمراجعة الطاقة لكل خادم، أو الطاقة لكل جهاز افتراضي، أو الطاقة لكل وحدة من سعة الحوسبة. وهذا يساعدني في العثور على وفورات لا تقلل من جودة الخدمة. 2. إزالة سعة تكنولوجيا المعلومات غير المستخدمة لا تزال المعدات الخاملة تستهلك الطاقة وتولد الحرارة. أقوم بمراجعة الخوادم وأجهزة التخزين وأجهزة الشبكة وأنظمة الاختبار التي لم تتعامل مع أعباء العمل المفيدة لفترة محددة. يمكن أن تشمل المراجعة ما يلي: - خوادم ذات متوسط ​​استخدام منخفض - بيئات التطوير القديمة - الأجهزة الافتراضية المكررة - وحدات تخزين غير مستخدمة - المعدات المحفوظة على الإنترنت للطلب المستقبلي غير المؤكد - التطبيقات التي تعمل على مثيلات كبيرة الحجم لا أقوم بإيقاف تشغيل الأنظمة بناءً على قراءة واحدة. أتحقق من الملكية واحتياجات النسخ الاحتياطي وتبعيات الخدمة وخطط الاسترداد. تعمل عملية التقاعد الخاضعة للرقابة على حماية وقت التشغيل مع تقليل الحمل الذي يتم تمريره إلى نظام التبريد. يمكن أن تساعد المحاكاة الافتراضية وتوحيد أعباء العمل عندما تتوافق مع احتياجات التطبيق. قد يدعم الخادم الفعلي الذي يعمل بمعدل استخدام 8% العديد من أحمال العمل المناسبة على عدد أقل من الأجهزة المضيفة. والنتيجة هي انخفاض طاقة الخادم وحرارة أقل. 3. قم بتحسين تدفق الهواء قبل استبدال معدات التبريد قد يؤدي تدفق الهواء الضعيف إلى إجبار وحدات التبريد على العمل عند درجة حرارة منخفضة للإمداد. وهذا يزيد من استخدام الطاقة في جميع أنحاء المنشأة. أقوم بفحص الغرفة بحثًا عن: - لوحات تقطيع الحامل المفقودة - فتحات الكابلات المفتوحة - الممرات الساخنة والباردة المختلطة - فجوات الأرضية غير المغلقة - مسارات الهواء الراجعة المسدودة - الرفوف التي تتجاوز اتجاه تدفق الهواء المقصود - وحدات التبريد الموضوعة بعيدًا جدًا عن الرفوف عالية الكثافة يمكن أن يؤدي الفصل البسيط بين الهواء الساخن والبارد إلى إحداث تغيير مفيد. يجب أن يصل الهواء البارد إلى مداخل الخادم دون أن يختلط بهواء العادم الساخن. يجب أن يعود العادم الساخن إلى نظام التبريد دون الدخول إلى الرفوف القريبة. أتحقق أيضًا مما إذا كان نظام التبريد يتطابق مع التصميم الفعلي. قد تعمل إحدى الوحدات بقدرة عالية بينما تتلقى منطقة أخرى تبريدًا أكثر من اللازم. اختبار تدفق الهواء، وأجهزة استشعار درجة الحرارة، والقراءات على مستوى الرف يمكن أن تكشف عن هذا الخلل. 4. رفع إعدادات درجة الحرارة ضمن حدود المعدات تعمل العديد من المرافق بشكل أكثر برودة من المطلوب لأن العادات القديمة لا تزال قائمة. أقوم بمراجعة مواصفات الشركة المصنعة والسياسات الداخلية وضمانات المعدات قبل تغيير النقاط المحددة. قد يؤدي الضبط التدريجي إلى تقليل عمل الضاغط وطاقة المروحة. أراقب: - درجة حرارة مدخل الخادم - الرطوبة - النقاط الساخنة - سرعة المروحة - إنذارات المعدات - معدلات الفشل - استجابة التبريد أثناء ذروة الحمل لا أستخدم قراءة واحدة لدرجة الحرارة على مستوى الغرفة كدليل على التشغيل الآمن. يمكن أن تختلف مداخل الرف عبر بضعة صفوف، خاصة في المناطق ذات الكثافة السكانية العالية. الهدف هو نطاق تشغيل مستقر، وليس أقل درجة حرارة ممكنة. 5. استخدم عناصر تحكم متغيرة السرعة غالبًا لا تحتاج مراوح التبريد والمضخات والضواغط إلى العمل بأقصى سرعة خلال كل فترة تشغيل. يمكن لمحركات الأقراص ذات السرعة المتغيرة مطابقة الإنتاج مع الطلب. يعمل هذا الأسلوب بشكل أفضل عندما يكون لدى نظام التحكم بيانات استشعار موثوقة. أقوم بمراجعة العلاقة بين: - تحميل تكنولوجيا المعلومات - درجة حرارة هواء الإمداد - درجة حرارة الهواء الراجع - سرعة المروحة - تدفق الماء المبرد - نشاط الضاغط يمكن أن يؤدي الانخفاض الطفيف في سرعة المروحة إلى تقليل طاقة المروحة لأن طاقة المروحة لا تقع في نمط بسيط من واحد إلى واحد. تعتمد النتيجة الدقيقة على تصميم المعدات والتحكم، لذلك أقوم باختبار التغييرات على مراحل. 6. مراجعة خسائر UPS وتوزيع الطاقة يمكن أن تصبح خسائر تحويل الطاقة جزءًا كبيرًا من استهلاك المنشأة. أتحقق من تحميل UPS وحالة البطارية ووضع التشغيل وكفاءة المحول وتصميم التوزيع. قد تعمل UPS التي تعمل بأقل بكثير من الحمل المقصود بكفاءة أقل. يمكن أن يؤدي تجميع الأحمال إلى تحسين نطاق التشغيل، بشرط أن يظل التصميم يدعم احتياجات التكرار والصيانة. أقوم أيضًا بمراجعة عامل الطاقة وفقدان الكابلات وخطوات التحويل غير الضرورية. قد لا تؤدي هذه الاختبارات إلى إحداث تغيير كبير في حد ذاتها، ومع ذلك يمكنها تحسين ملف الطاقة الإجمالي عند دمجها مع عمل الخادم والتبريد. 7. جدولة أعباء العمل وفقًا لظروف الطاقة يمكن أن تنتقل بعض مهام الحوسبة إلى فترات ذات طلب أقل أو طاقة شبكة أنظف. قد توفر هذه المرونة معالجة الدفعات والنسخ الاحتياطي والاختبار ووظائف التحليلات المحددة. أحدد الحدود قبل تغيير الجداول الزمنية: - المواعيد النهائية للخدمة - قواعد أمان البيانات - تبعيات التطبيق - أهداف وقت الاسترداد - سعة الشبكة - تأثير المستخدم يجب ألا تؤدي جدولة عبء العمل إلى تحويل استخدام الطاقة بطريقة تخلق ذروة جديدة في مكان آخر. أقارن الملف الشخصي ليوم كامل بدلاً من النظر إلى ساعة واحدة مناسبة. ** 8. استخدم المراقبة التي تدعم الإجراء** تكون لوحة المعلومات مفيدة فقط عندما يتمكن شخص ما من الاستجابة للمعلومات. أفضّل مجموعة صغيرة من التدابير المرتبطة بقرارات واضحة: - اتجاه PUE - اتجاه تحميل تكنولوجيا المعلومات - حصة التبريد من طاقة المنشأة - تنبيهات النقاط الساخنة للحامل - استخدام الخادم - الطاقة لكل حمل عمل - رسوم الطلب القصوى - أحداث التبريد غير المخطط لها أقوم بتعيين خط أساسي وإجراء تغيير واحد متحكم فيه ومقارنة النتيجة بفترة تشغيل مماثلة. يجب تسجيل الطقس والإشغال وتغييرات الأجهزة ونمو عبء العمل حتى تظل المقارنة عادلة. على سبيل المثال، قد تأتي الفاتورة الشهرية الأقل من انخفاض النشاط التجاري بدلاً من تحسين الكفاءة. الطاقة لكل وحدة حوسبة مفيدة تعطي رؤية أكثر موثوقية. مثال عملي أفادت شركة Google أن مراكز البيانات التابعة لها تستخدم التعلم الآلي لتقليل طاقة التبريد بنسبة تصل إلى 40% في موقع واحد. يشير هذا الرقم إلى طاقة التبريد، وليس إجمالي تكلفة الطاقة لمركز البيانات بأكمله. يوضح المثال قيمة بيانات الاستشعار والتحكم الآلي، بينما يوضح أيضًا سبب احتياج مطالبات الادخار إلى نطاق واضح. قد لا يكون للمنشأة الأصغر نفس المقياس أو نظام التحكم. ولا يزال بإمكانه تطبيق نفس المبدأ من خلال جمع بيانات المستشعر، وإيجاد الأنماط، وضبط مخرجات التبريد لتتناسب مع الطلب الفعلي. خطة تنفيذ قابلة للتنفيذ عادةً ما أقسم العمل إلى ثلاث مراحل. المرحلة الأولى: القياس جمع بيانات الكهرباء والتبريد والرف وأحمال العمل. تأكيد خط الأساس وتحديد أكبر مستخدمي الطاقة. المرحلة الثانية: تصحيح مشكلات التشغيل سد تسربات تدفق الهواء، وإضافة الألواح الفارغة، وإزالة الأنظمة غير المستخدمة، وتحسين تخطيط الحامل، وتصحيح مشكلات المستشعر. غالبًا ما تتطلب هذه الإجراءات رأس مال أقل من استبدال نظام التبريد الرئيسي. المرحلة الثالثة: الأتمتة والتحقق إضافة منطق التحكم، والتشغيل المتغير السرعة، وجدولة عبء العمل، وإعداد التقارير المنتظمة. تحقق من كل تغيير مقابل موثوقية الخدمة وحدود درجة الحرارة وأداء الطاقة. إن تخفيض إجمالي تكلفة الطاقة بنسبة 40% ليس نتيجة قياسية لكل منشأة. قد تجد بعض المواقع مكاسب أكبر في التبريد، بينما قد تشهد مواقع أخرى تحسينات أصغر ولكن ثابتة من دمج الخادم أو تغييرات UPS أو إدارة الطلب. أركز على التقدم القابل للقياس. عندما أعرف أين تذهب الطاقة، يمكنني اختيار الإجراء الصحيح، وحماية موثوقية النظام، وتجنب الدفع مقابل السعة التي لا يحتاجها مركز البيانات.

تحتاج العديد من الشركات إلى قوة حوسبة محلية ولكنها لا تريد تكلفة وتأخير مركز بيانات كبير. قد تتطلب المنشأة التقليدية مبنىً كبيرًا، وأنظمة طاقة معقدة، وقدرة تبريد إضافية، وفريقًا فنيًا كبيرًا. يمكن أن يظل جزء كبير من هذه القدرة غير مستخدم خلال المراحل الأولى من المشروع. غالبًا ما أرى نفس المشكلة: تخطط الشركة للنمو المستقبلي، وتدفع تكاليف إعداد كبير اليوم، ثم تقضي سنوات في صيانة المعدات التي لم يتم استخدامها بالكامل. تقدم مراكز البيانات ذات الوحدات الصغيرة مسارًا آخر. فهي تجمع بين الحوسبة والطاقة والتبريد والأمن والمراقبة في وحدة مدمجة. يمكن للشركة نشر السعة التي تحتاجها وقياس الطلب الفعلي وإضافة المزيد من الوحدات مع نمو الاستخدام. يمكن لهذا النهج تقليل عدة أنواع من التكلفة. من السهل التحكم في الاستثمار الأولي يتطلب مركز البيانات الكبير عادةً ميزانية عالية مقدمًا. قد يشمل المشروع الأرض والبناء والأعمال الكهربائية وأنظمة التبريد والحماية من الحرائق واتصالات الشبكة والطاقة الاحتياطية. يجمع تصميم الوحدة الصغيرة العديد من هذه الوظائف في هيكل أصغر. قد لا يزال التثبيت يتطلب إعدادًا للموقع وخدمات احترافية، ولكن المشروع غالبًا ما يكون به مهام بناء أقل. يمكنني استخدام سلسلة البيع بالتجزئة كمثال. قد يحتاج كل متجر إلى أنظمة محلية لتحليل الفيديو أو إدارة المخزون أو دعم الدفع أو تطبيقات الحافة. إن بناء غرفة خادم مخصصة في كل موقع من شأنه أن يؤدي إلى تكلفة باهظة وجدول تسليم طويل. يمكن للوحدة المدمجة أن تضع المعدات بالقرب من شبكة المتجر دون تحويل كل موقع إلى مركز بيانات كامل. وتأتي الفائدة المالية من مطابقة حجم النشر للاحتياجات الحالية. لا تحتاج الشركة إلى تمويل المساحات والمعدات غير المستخدمة منذ البداية. يتم تقليل السعة غير المستخدمة غالبًا ما يتم إنشاء مراكز البيانات التقليدية بناءً على الطلب المستقبلي. إن التخطيط للنمو أمر معقول، ولكن الفجوة بين الاستخدام الحالي والاستخدام المستقبلي من الممكن أن تظل كبيرة لفترة طويلة. يسمح نظام الوحدات الصغيرة للشركة بالبدء بمساحة أصغر. عند تحميل الخادم أو زيادة احتياجات التخزين أو زيادة التطبيقات المحلية، يمكن للشركة إضافة السعة على مراحل. يؤدي هذا إلى إنشاء نمط إنفاق أكثر مرونة: 1. قم بتقدير عبء العمل الحالي. 2. قم بنشر سعة كافية لتحمل عبء العمل هذا. 3. تتبع استخدام الطاقة ومساحة الحامل وطلب الخادم. 4. أضف وحدة أخرى عندما يدعم الطلب المقاس الاستثمار. أفضّل هذا النهج لأنه يربط الإنفاق بالنشاط التجاري الفعلي. يمكن للشركة مراجعة الأداء بعد كل مرحلة بدلاً من إجراء عملية شراء كبيرة واحدة بناءً على التوقعات فقط. يمكن أن تكون إدارة تكاليف الطاقة والتبريد أسهل تمثل الطاقة جزءًا رئيسيًا من تكلفة تشغيل مركز البيانات. يؤثر التبريد أيضًا على الفاتورة الشهرية، خاصة عندما تعمل الخوادم بأحمال عالية. قد تستخدم الوحدة الصغيرة نظام تبريد مصممًا لكثافة المعدات الدقيقة وظروف الموقع. يمكن للمنطقة الأصغر أن تجعل تخطيط تدفق الهواء أسهل. تدعم بعض الأنظمة احتواء الممر أو التبريد السائل أو طرق أخرى مناسبة للحوسبة عالية الكثافة. تعتمد النتيجة على الأجهزة والمناخ المحلي وعبء العمل وتصميم التبريد. الوحدة الصغيرة لا تزيل تكاليف الطاقة. يمكن أن يساعد الشركة على تجنب تبريد غرفة كبيرة تحتوي فقط على كمية صغيرة من المعدات النشطة. على سبيل المثال، قد تقوم شركة الخدمات اللوجستية بمعالجة بيانات المستودعات في عدة مواقع إقليمية. يمكن أن يؤدي إرسال كل دفق بيانات إلى منشأة بعيدة إلى زيادة حركة مرور الشبكة والتأخير. يمكن للوحدة المحلية معالجة البيانات المحددة بالقرب من المستودع مع إرسال النتائج المطلوبة فقط إلى منصة مركزية. قد يؤدي هذا إلى تقليل استخدام الشبكة ودعم أوقات الاستجابة بشكل أسرع. يجب على الشركة مقارنة صورة الطاقة الكاملة، بما في ذلك الخوادم والتبريد والشبكات والطاقة الاحتياطية ومعدات الموقع. قد يستغرق النشر وقتًا أقل غالبًا ما تتضمن مشاريع الإنشاء الكبيرة العديد من الفرق وخطوات موافقة طويلة. يمكن للوحدة المعيارية تقصير جزء من العمل نظرًا لأنه تم تصميم العديد من الأنظمة كحزمة واحدة واختبارها قبل التسليم. لا يزال الموقع بحاجة إلى الطاقة المناسبة والوصول إلى الشبكة والأمن المادي والظروف البيئية. يمكن أن تؤدي خطة الموقع السيئة إلى حدوث تأخيرات حتى مع التصميم المعياري. أوصي بالتحقق من هذه النقاط قبل الطلب: - سعة الطاقة المتاحة - متطلبات الطاقة الاحتياطية - النطاق الترددي للشبكة وزمن الوصول - تحميل الأرضية أو احتياجات الأساس - ظروف درجة الحرارة والرطوبة - ترتيبات الحماية من الحرائق - الوصول للتسليم والصيانة - تغطية الخدمة المحلية تساعد قائمة المراجعة هذه في الكشف عن التكاليف الخفية مبكرًا. لا يساعد جدول التسليم السريع إذا كان الموقع لا يستطيع دعم المعدات. ** قد تحتاج الصيانة إلى موارد أقل في الموقع ** قد تحتوي غرفة الخادم التقليدية على أنظمة طاقة وتبريد ومراقبة وأمان منفصلة من موردين مختلفين. يمكن أن يتطلب كل نظام عملية الفحص والدعم الخاصة به. يمكن للوحدة الصغيرة جلب هذه الوظائف إلى بيئة مراقبة واحدة. قد تظهر المراقبة عن بعد درجة الحرارة وجودة الطاقة وحالة المعدات وأحداث الوصول. يمكن للفنيين مراجعة بيانات النظام قبل زيارة الموقع. هذا لا يعني أن الصيانة تصبح تلقائية. لا تزال المرشحات والبطاريات والخوادم والكابلات ومكونات التبريد بحاجة إلى الصيانة. تعتبر خطة الصيانة الواضحة أكثر أهمية عندما تعمل الوحدة في مكان بعيد. بالنسبة لمستشفى صغير، أو مكتب فرعي، أو موقع إنتاج، يمكن للمراقبة عن بعد أن تقلل من الزيارات غير الضرورية. يمكن للمشغل ضبط مستويات التنبيه، وتحديد إجراءات الاستجابة، والاحتفاظ بقطع الغيار بناءً على أنماط الفشل الفعلية. التوسع يخلق خطة إنفاق أكثر وضوحًا نادرًا ما ينمو طلب الأعمال بخط مستقيم. قد يحتاج أحد الأقسام إلى مساحة تخزين أكبر، بينما يقلل قسم آخر من استخدام الخادم الخاص به. يمنح التصميم المعياري الشركة مزيدًا من التحكم في هذه التغييرات. يجب أن تتضمن خطة التوسع العملية ما يلي: 1. حد السعة لكل وحدة 2. حد الطاقة الذي يؤدي إلى المراجعة 3. نطاق الاستخدام المستهدف للخوادم والتخزين 4. ميزانية الوحدة التالية 5. خطة لتوسيع الشبكة والتبريد 6. طريقة لتقاعد المعدات القديمة يمنع هذا التخطيط وحدة جديدة من أن تصبح عملية شراء معزولة. كما أنه يمنح فرق التمويل وتكنولوجيا المعلومات طريقة مشتركة لمناقشة النمو. تحتاج التكلفة الإجمالية إلى مقارنة كاملة لا يوضح سعر الشراء وحده ما إذا كانت الوحدة الصغيرة ستوفر المال. وأود أن أقارن التكلفة الإجمالية خلال فترة التشغيل المتوقعة. يجب أن تتضمن المراجعة ما يلي: - شراء المعدات - إعداد الموقع - التثبيت - استهلاك الطاقة - استهلاك التبريد - تكاليف الشبكة - البرامج والمراقبة - عقود الصيانة - قطع الغيار - الأمن والتأمين - وقت الموظفين - إيقاف التشغيل قد تكون الوحدة الصغيرة مناسبة بشكل جيد عندما تحتاج الشركة إلى معالجة محلية، أو نمو تدريجي، أو أعمال نشر أقصر، أو عدة مواقع صغيرة. قد تكون المنشأة المركزية الأكبر حجمًا أكثر ملاءمة عندما يكون الطلب ثابتًا ومركزًا للغاية ومدعومًا بفريق البنية التحتية الراسخ. وجهة نظري بسيطة: توفر مراكز البيانات ذات الوحدات الصغيرة المزيد عندما يتوافق حجمها وموقعها ونموذج التشغيل مع عبء العمل. القرار الأفضل لا يأتي من اختيار أصغر وحدة. ويأتي ذلك من تجنب القدرات غير المستخدمة، وقياس الطلب الحقيقي، والتوسع فقط عندما تتمكن الأعمال من دعمه.

يمكن أن ترتفع تكاليف الطاقة حتى عندما يظل الطلب على الخادم ثابتًا. قد تعمل وحدة التبريد بجهد أكبر من اللازم، وقد تستهلك المعدات الخاملة الطاقة، ويمكن أن تظل الأخطاء الصغيرة مخفية حتى وصول الفاتورة الشهرية. أنا أنظر إلى مركز البيانات كنظام واحد متصل. استخدام الطاقة، وتحميل الخادم، وتدفق الهواء، ودرجة الحرارة، وسجلات الصيانة كلها تحكي جزءًا من القصة. عندما تعمل هذه الإشارات معًا، يمكن للمشغلين اتخاذ خيارات أفضل دون تعريض موثوقية الخدمة للخطر. ### ابدأ بخط أساسي واضح للطاقة أبدأ بالتسجيل: - إجمالي استخدام الطاقة - استخدام طاقة معدات تكنولوجيا المعلومات - الطلب على نظام التبريد - فترات التحميل القصوى - قراءات درجة حرارة الحامل - فعالية استخدام الطاقة، أو PUE - سعة الخادم واستخدامه يساعد PUE على إظهار مقدار الطاقة التي تدعم معدات الحوسبة مقارنة بالمنشأة الكاملة. يمكن أن يشير انخفاض PUE إلى كفاءة أفضل للمنشأة، على الرغم من أنه يجب قراءته جنبًا إلى جنب مع بيانات وقت التشغيل ودرجة الحرارة وعبء العمل. كما يمنع خط الأساس التخمين. إذا قامت المنشأة بتغيير إعدادات التبريد الخاصة بها، أو استبدال UPS، أو تغيير أحمال العمل، فيمكن للفريق مقارنة النتائج مع السجلات السابقة. ### قم بتوصيل مصادر البيانات الصحيحة يمكن لإعداد المراقبة الذكية جمع البيانات من: - أنظمة إدارة المباني - عدادات الطاقة - وحدات UPS - معدات التبريد - أجهزة استشعار درجة الحرارة والرطوبة - أدوات مراقبة الخادم - منصات إدارة عبء العمل الهدف ليس جمع كل نقطة بيانات ممكنة. الكثير من المعلومات التي لم تتم تصفيتها يمكن أن تجعل القرارات اليومية أكثر صعوبة. أركز على القراءات التي تساعد في الإجابة على الأسئلة العملية: - ما هي المناطق التي تستخدم أكبر قدر من القوة؟ - متى يرتفع الطلب على التبريد؟ - هل تتلقى بعض الرفوف الكثير من الهواء البارد؟ - ما هي الآلات التي تظل نشطة مع القليل من العمل المفيد؟ - هل تغير درجة الحرارة يؤثر على الأداء أو الإنذارات؟ تمنح لوحة المعلومات المشتركة المنشأة وفرق تكنولوجيا المعلومات نفس العرض. وهذا يجعل من السهل ربط تغيير الطاقة بتغيير عبء العمل. ### تحسين التبريد من خلال التحكم، وليس التخمين غالبًا ما يوفر التبريد مكانًا مفيدًا لمراجعة استخدام الطاقة. تعمل العديد من المرافق على تبريد الغرف بناءً على إعدادات ثابتة، حتى عندما يتغير طلب الخادم خلال اليوم. يمكن لأجهزة الاستشعار أن تساعد النظام على الاستجابة للظروف الفعلية. قد تقوم منصة التحكم بضبط سرعة المروحة، أو مخرجات التبريد، أو تدفق الهواء بناءً على درجة حرارة الحامل وعبء العمل. يمكن للمشغلين وضع حدود آمنة ومراجعة كل تغيير قبل الاستخدام على نطاق أوسع. أفضّل التعديلات التدريجية. يمكن تتبع تغير بسيط في درجة الحرارة أو تدفق الهواء على مدار عدة أيام. يمكن للفريق مراقبة إنذارات الخادم، والنقاط الساخنة، وتحولات الرطوبة، والتغيرات في الطلب على التبريد. وقد شاركت جوجل مثالاً عامًا لهذا النهج في عام 2016. فقد ساعد نظام DeepMind الخاص بها في إدارة التبريد في مركز البيانات، وأفادت جوجل عن انخفاض يصل إلى 40% في استخدام طاقة التبريد. وجاءت النتيجة من استخدام بيانات التشغيل لتوجيه قرارات التحكم، وليس من إزالة فحوصات السلامة. ### البحث عن السعة غير المستخدمة الخوادم التي تعمل بمعدل استخدام منخفض لا تزال تستهلك الطاقة. يمكن أن توضح مراجعة وحدة المعالجة المركزية والذاكرة والتخزين ونشاط الشبكة أين لا يتم استخدام السعة. أقوم بفصل المعدات إلى مجموعات واضحة: - الأنظمة النشطة التي تدعم الخدمات الحالية - الأنظمة المخصصة لأعباء العمل المخطط لها - معدات الاختبار أو التطوير - الأجهزة القديمة ذات النشاط المسجل القليل - الأجهزة التي قد تكون جاهزة للتقاعد لا ينبغي إيقاف تشغيل الخادم بناءً على قراءة واحدة منخفضة الاستخدام. أتحقق من ملكية التطبيق واحتياجات النسخ الاحتياطي وخطط تجاوز الفشل ومتطلبات الخدمة. قد تظهر بعض الأنظمة في وضع الخمول بسبب احتجازها للاسترداد أو العمل المجدول. يمكن أن تساعد المحاكاة الافتراضية وجدولة عبء العمل في وضع المهام على عدد أقل من الأجهزة أثناء فترات انخفاض الطلب. يمكن للأجهزة غير المستخدمة بعد ذلك الدخول في حالة سكون خاضعة للتحكم عندما يدعمها النظام الأساسي. ### استخدم الصيانة التنبؤية يمكن أن يشير هدر الطاقة إلى وجود مشكلة تتعلق بالصيانة. قد يؤدي وجود مرشح مسدود أو مروحة معطلة أو بطارية ضعيفة أو تدفق هواء غير متساو إلى زيادة الطلب على الطاقة قبل ظهور خطأ واضح. يمكن لنظام المراقبة مقارنة القراءات الحالية بالأنماط السابقة. قد يؤدي ارتفاع سرعة المروحة أو فجوة درجة الحرارة المتكررة أو التغيير في كفاءة UPS إلى دفع الفني لفحص الجهاز. يساعد هذا الأسلوب في تحويل الصيانة من التواريخ الثابتة إلى عمليات التحقق المستندة إلى الحالة. لا يزيل عمليات التفتيش المجدولة. إنه يمنح الفريق المزيد من المعلومات حول مكان البحث. ### تحديد أهداف مفيدة تعمل أهداف الطاقة بشكل أفضل عندما ترتبط باحتياجات التشغيل. أتجنب استخدام رقم واحد لكل منشأة لأن المناخ وعبء العمل والعمر والتصميم كلها تؤثر على استخدام الطاقة. قد تتضمن التدابير المفيدة ما يلي: - PUE شهريًا - طاقة التبريد لكل وحدة من حمل تكنولوجيا المعلومات - استخدام الخادم - استخدام الطاقة حسب عبء العمل - الطلب الأقصى - عدد تنبيهات درجة الحرارة - أحداث الصيانة غير المخطط لها يجب أن يكون لكل إجراء مالك وجدول زمني للمراجعة. تصبح لوحة المعلومات بدون متابعة شاشة أخرى يتوقف الأشخاص عن التحقق منها. ### حماية الموثوقية مع تقليل النفايات لا ينبغي أن يأتي انخفاض استخدام الطاقة على حساب استقرار الخدمة. أحافظ على حدود الأمان وخطط الطاقة الاحتياطية وقواعد الإنذار وعناصر التحكم اليدوية في مكانها الصحيح. يمكن أن يتبع الطرح العملي هذا المسار: 1. قم بتسجيل بيانات الطاقة الحالية وعبء العمل. 2. التحقق من جودة المستشعر وفجوات البيانات. 3. حدد مشكلة واحدة تتعلق بالتبريد أو السعة. 4. اختبر تغييرًا تشغيليًا صغيرًا. 5. مشاهدة الأداء والإنذارات واستخدام الطاقة. 6. قم بتوثيق النتيجة. 7. قم بتوسيع التغيير فقط عندما تدعمه البيانات. تتيح هذه العملية للمشغلين مجالًا للتعلم. كما أنه يسهل أيضًا شرح التغيير الذي طرأ على فرق التمويل وتكنولوجيا المعلومات والمرافق. ### جعل المدخرات مرئية إن انخفاض فاتورة الطاقة أمر مهم، ولكن يحتاج الفريق أيضًا إلى فهم سبب تغير ذلك. أقوم بربط نتائج الطاقة بإجراءات مثل: - جداول التبريد المعدلة - إدارة تدفق الهواء المحسنة - تقليل ساعات عمل الخادم الخامل - استبدال المعدات غير الفعالة - تحويل أعباء العمل المرنة - المعدات التي تم إصلاحها والتي كانت تستهلك طاقة زائدة تساعد السجلات الواضحة على فصل التوفير الفعلي عن التغييرات الناجمة عن الطقس أو عبء العمل أو فترات الفوترة. ويمكن للفريق المالي بعد ذلك مراجعة النتيجة بثقة أكبر. لا يعتمد مركز البيانات الأكثر ذكاءً على جهاز واحد أو منصة برمجية واحدة. إنها تأتي من بيانات موثوقة، وتغييرات مُقاسة، والتعاون بين الأشخاص الذين يديرون المنشأة والأنظمة الموجودة بداخلها. عندما أتعامل مع إدارة الطاقة كجزء من العمليات اليومية، يصبح من الأسهل تتبع انخفاض استهلاك الطاقة. يمكن للمنشأة الاستجابة للطلب، ويمكن لفرق الصيانة اكتشاف المشكلات في وقت مبكر، ويمكن لقادة الأعمال اتخاذ القرارات برؤية أكثر وضوحًا للتكلفة والأداء.

يستخدم تشغيل مركز البيانات أكثر من مجرد الخوادم والتخزين. تضيف أنظمة التبريد والطاقة الاحتياطية والإضاءة ومعدات الشبكات واستخدام المياه إلى العبء البيئي للموقع. يريد العديد من المشغلين مركز بيانات أكثر مراعاة للبيئة ولكنهم يشعرون أنهم بحاجة إلى ميزانية كبيرة أو إعادة بناء كاملة. أرى مسارًا أبسط: قياس المصادر الرئيسية للنفايات، وتحسين الأنظمة الموجودة بالفعل، ثم اختيار معدات جديدة مع وضع استخدام الطاقة في الاعتبار. إن مركز البيانات الأكثر مراعاة للبيئة لا يبدأ بشعار. يبدأ الأمر بسجل واضح عن أين تذهب الطاقة والمياه والمواد. ### 1. قياس الاستخدام الحالي للطاقة، سأبدأ بمراجعة أساسية للطاقة. تتبع الطاقة المستخدمة بواسطة: - معدات تكنولوجيا المعلومات - أنظمة التبريد - المراوح والمضخات - الإضاءة - أنظمة النسخ الاحتياطي - المكاتب ومناطق الدعم هناك مقياسان مفيدان هما PUE واستخدام الطاقة لكل حمل عمل. يقارن PUE، أو فعالية استخدام الطاقة، إجمالي طاقة المنشأة مع الطاقة التي تستخدمها معدات تكنولوجيا المعلومات. عادةً ما تظهر النتيجة الأقل أن الطاقة الأقل تذهب إلى أنظمة التبريد والإضاءة وأنظمة الدعم الأخرى. لا يروي PUE القصة بأكملها، لذا أود أيضًا التحقق من مقدار العمل الحاسوبي المفيد الذي يقدمه الموقع. قد يحتوي مركز البيانات على PUE جيد أثناء تشغيل الخوادم باستخدام منخفض. ولهذا السبب يحتاج عبء عمل الخادم وطلب التخزين والمعدات الخاملة إلى مراجعة خاصة بها. يمكن أن يكشف تقرير الطاقة الشهري عن مشكلات بسيطة، مثل تشغيل معدات التبريد بكامل طاقتها خلال فترات انخفاض الطلب. ### 2. إزالة الخوادم غير المستخدمة لا تزال الخوادم غير المستخدمة أو المستخدمة بشكل خفيف تستهلك الطاقة. كما أنها تنتج الحرارة، مما يزيد من حمل التبريد. سأقوم بمراجعة: - مستويات استخدام الخادم - متوسط ​​الطلب على وحدة المعالجة المركزية والذاكرة - التطبيقات المكررة - أنظمة التخزين القديمة - أجهزة الاختبار التي تركت قيد التشغيل - الأجهزة الافتراضية بدون مالكين نشطين لا ينبغي إزالة الخادم فقط لأن متوسط ​​استخدامه منخفض. تحتاج بعض الأنظمة إلى سعة احتياطية لفترات الذروة أو خطط التعافي. الطريقة الأكثر أمانًا هي التحقق من مالك الخدمة وحالة النسخ الاحتياطي واحتياجات العمل وخطة الاستبدال. يمكن أن تضع المحاكاة الافتراضية العديد من أعباء العمل على عدد أقل من الخوادم الفعلية. يمكن للأنظمة السحابية أيضًا زيادة السعة حسب الطلب، على الرغم من أن استخدام السحابة لا يزال له تكلفة بيئية. يؤثر الموفر والمنطقة ونوع عبء العمل وتصميم الخدمة على النتيجة. ### 3. اضبط التبريد قبل استبداله غالبًا ما يوفر التبريد توفيرًا عمليًا للطاقة. سأتحقق مما إذا كانت المنشأة تتبع إرشادات درجة الحرارة والرطوبة الشائعة لمعدات تكنولوجيا المعلومات. قد يؤدي تبريد غرفة أقل بكثير من النطاق المطلوب إلى إهدار الطاقة. قد يكون التغيير البسيط في نقطة الضبط مفيدًا، ولكن يجب اختباره باستخدام أجهزة استشعار المعدات وحدود التشغيل. يمكن أن تساعد إدارة تدفق الهواء أيضًا في: - استخدام الألواح الفارغة في مساحات الرفوف الفارغة - فصل الممرات الباردة عن الممرات الساخنة - إغلاق فتحات الكابلات - إبقاء أبواب الخزانة مغلقة - تجنب وضع إرجاع الهواء حيث يتجمع الهواء الساخن - إزالة بلاط الأرضيات غير المستخدم الذي يرسل الهواء إلى المناطق الفارغة. هذه التغييرات ليست باهظة الثمن مقارنة بمحطة تبريد جديدة. كما أنها تقلل من احتمالية عمل معدات التبريد ضد نفسها. قد يناسب التبريد السائل الحوسبة الكثيفة، مثل الذكاء الاصطناعي أو أعباء العمل العلمية. إنها ليست إجابة عالمية. تحتاج المنشأة إلى السباكة المناسبة ومهارات الصيانة وأجهزة التحكم في التسرب وخطة لرفض الحرارة. يعد مركز بيانات Google في هامينا بفنلندا مثالًا مفيدًا لتصميم التبريد الخاص بالموقع. وتستخدم المنشأة مياه البحر من خليج فنلندا كجزء من نظام التبريد الخاص بها. ويعتمد هذا النهج على الظروف المحلية ولا يمكن نسخه مباشرة في موقع داخلي. ### 4. استخدم كهرباء أنظف مع سجلات واضحة يحتاج مركز البيانات الأكثر مراعاة للبيئة إلى خطة طاقة دقيقة. ابدأ بسؤال: - ما هو مزيج الكهرباء المحلي؟ - هل يمكن للموقع شراء الكهرباء المتجددة بعقد موثق؟ - هل الألواح الشمسية الموجودة في الموقع عملية؟ - هل يمكن للبطاريات أن تدعم فترات قصيرة من ذروة الطلب؟ - كيف سيتم اختبار وصيانة المولدات الاحتياطية؟ قد تقلل الألواح الشمسية الطلب على الشبكة خلال الساعات المشمسة، لكنها قد لا تغطي الحمل المستمر لمركز البيانات. يمكن للبطاريات أن تدعم أحمالًا محددة وتساعد في إدارة الطلب في أوقات الذروة، ولكنها تتطلب أيضًا المواد والمساحة والتخطيط للاستبدال. أود أن أفصل الاستخدام الفعلي للكهرباء عن شهادات الطاقة المتجددة أو الأدوات المماثلة في التقارير. وقد تدعم استراتيجية الطاقة النظيفة، لكنها لا تعني أن كل وحدة من الكهرباء المستهلكة في الموقع تأتي مباشرة من مصدر متجدد. التقارير الواضحة تبني ثقة أكبر من المطالبات البيئية الواسعة. ### 5. استعادة الحرارة حيث يوجد استخدام محلي، تطلق الخوادم الحرارة طوال العام. يمكن أن يكون إرسال تلك الحرارة إلى الخارج موردًا ضائعًا. قد يتصل مركز البيانات بما يلي: - شبكات تدفئة المناطق - المكاتب القريبة - الدفيئات الزراعية - العمليات الصناعية - حمامات السباحة درجة حرارة الحرارة المستردة مهمة. تحتاج العديد من الأنظمة إلى مضخة حرارية قبل استخدام الحرارة. ويعتمد المشروع أيضًا على المسافة وتركيب الأنابيب والطلب المحلي والظروف الموسمية. تم ربط مركز بيانات ميتا في أودنسه، الدنمارك، بمشروع تدفئة منطقة يستخدم الحرارة المستردة. يعمل هذا النوع من الخطط لأن المنشأة قريبة من شبكة التدفئة. قد لا يحتوي الموقع البعيد على نفس الخيار. ### 6. اختر المعدات حسب إجمالي استخدام الطاقة. تحدد قرارات الشراء استخدام الطاقة لسنوات. عندما أقوم بمقارنة الخوادم أو معدات التبريد، فإنني أنظر إلى ما هو أبعد من سعر الشراء. أتحقق من: - استخدام الطاقة عند الأحمال المنخفضة والمتوسطة والعالية - عمر الخدمة المتوقع - خيارات الإصلاح - الوصول إلى قطع الغيار - أدوات التحكم في المروحة والمضخة - برامج استعادة الشركة المصنعة - المواد القابلة لإعادة التدوير - التوافق مع الأنظمة الحالية قد يستخدم الخادم الجديد طاقة أقل ولكنه لا يزال يتسبب في هدر إذا استبدل المعدات في وقت مبكر جدًا. يمكن أن يكون إطالة عمر الأجهزة المناسبة خيارًا مسؤولاً عندما يظل الأداء والأمان والدعم مقبولاً. يجب مسح المعدات المتوقفة عن العمل بشكل آمن، وإعادة استخدامها عند الاقتضاء، وإرسالها إلى مزود إعادة تدوير مؤهل عندما لا تكون إعادة الاستخدام ممكنة. ### 7. بناء خطة تحسين عملية سأقسم العمل إلى ثلاث مراحل. ** داخل المنشأة الحالية ** - قياس الطاقة حسب النظام - إزالة أحمال العمل الخاملة - تحسين تدفق الهواء - ضبط عناصر التحكم في الإضاءة - إصلاح التسريبات والمرشحات المسدودة - مراجعة جداول التبريد ** أثناء الترقيات المخططة ** - استبدال وحدات التبريد غير الفعالة - إضافة أجهزة استشعار أفضل - تحسين تخطيط الحامل - تثبيت مراقبة الطاقة - مراجعة أداء الطاقة الاحتياطية ** أثناء البناء الجديد ** - تحديد موقع مناسب للمناخ والشبكة - دراسة الوصول إلى الطاقة المتجددة - خطة لإعادة استخدام الحرارة - استخدام السعة المعيارية - تصميم للإصلاح واستعادة المعدات يجب أن يكون لكل إجراء مالك، تقدير التكلفة والهدف وتاريخ المراجعة. يمكن لخطة بدون قياسات أن تتحول إلى قائمة من النوايا الحسنة. ### ما أود تجنبه هو أنني سأتجنب الادعاء بأن مركز البيانات "أخضر" لأنه يشتري الكهرباء المتجددة. أود أيضًا أن أتجنب التعامل مع PUE باعتباره المقياس الوحيد للأداء البيئي. إن استخدام المياه، وإنتاج الأجهزة، والوقود الاحتياطي، وكفاءة عبء العمل، وظروف الطاقة المحلية كلها أمور مهمة. قد يكون للمنشأة الأصغر حجمًا ذات أحمال العمل الفعالة تأثيرًا مختلفًا عن المنشأة الكبيرة ذات معدل PUE منخفض. والطريق العملي ثابت: قياس الحمل، وتقليل النفايات، وتحسين التبريد، واستخدام طاقة أنظف حيث تدعم السجلات هذا الادعاء، وإعادة استخدام الحرارة عندما يتمكن النظام المحلي من استيعابها. يساعد هذا الأسلوب المشغلين على خفض تكاليف التشغيل والضغط البيئي دون التعامل مع إعادة البناء الكاملة باعتبارها الحل الوحيد. هل أنت مهتم بمعرفة المزيد عن اتجاهات الصناعة وحلولها؟ اتصل بـ Yonglin Wang: 13382583527@gmail.com/WhatsApp +8613382583527.

جوجل. 2016. DeepMind AI يخفض فاتورة تبريد مركز بيانات Google بنسبة 40% اللجنة الفنية لـ ASHRAE 9.9. 2021. المبادئ التوجيهية الحرارية لبيئات معالجة البيانات الشبكة الخضراء. 2012. PUE: فحص شامل لوكالة الطاقة الدولية المترية. 2024. معهد الجهوزية للكهرباء 2024. 2023. مسح مركز البيانات العالمي 2023 ميتا. 2022. استعادة الحرارة في مركز البيانات وتدفئة المناطق في أودنسه