Nové technológie efektívne riadia servery a znižujú náklady v dátovom centre - TecChannel
Podľa IDC spoločnosti minú viac ako 60 percent svojho rozpočtu na IT na správu IT systémov. Okrem toho sa z roka na rok zvyšujú náklady na elektrinu na prevádzku IT infraštruktúr. Nielen prevádzka serverov pohltí peniaze, ale aj obrovské náklady na klimatizáciu. Nič nemôže byť očividnejšie, ako tento parameter čo najviac minimalizovať. To si však vyžaduje nové technológie v rackoch, serveroch a serverových miestnostiach alebo dátových centrách.
Na úrovni rackov spoločnosti predstavujú riešenia, pomocou ktorých môžu správcovia IT optimálne a nákladovo efektívne spravovať svoju infraštruktúru. Ústrednú úlohu zohráva automatické monitorovanie existujúcich systémov IT a ich parametrov elektrického výkonu. To zjednodušuje napríklad súpis týchto komponentov a pomáha správcovi optimálne distribuovať výpočtový výkon do iných systémov, aby sa predišlo nežiaducim hotspotom.
Na serverovej úrovni sa žiada od výrobcov procesorov a čipsetov, aby navrhli tieto komponenty čo najefektívnejšie z hľadiska energie. Napríklad s novou architektúrou Nehalem-Xeon pre procesory a novou čipovou sadou Tylersburg sa spoločnosti Intel podarilo urobiť v tomto smere veľký krok vpred. Výrobca zvýšil energetickú účinnosť nových systémov v porovnaní s predchádzajúcimi systémami dvojnásobne. Spoločnosť Intel navyše integrovala nové funkcie správy do čipsetu 5520 (Tylersburg-36D).
V serverovniach a dátových centrách existujú obrovské príležitosti na optimalizáciu z hľadiska správy IT a energie. Spoločnosti ako Rittal a APC už ponúkajú riešenia pre správu dátových centier, ktoré centralizujú kontrolu nad dodávkou energie a môžu regulovať distribúciu výpočtového výkonu mimo dátového centra. Okrem toho sa vyvíjajú nové koncepcie klimatizácie a dodávky energie pre počítačové miestnosti. V našom článku vysvetľujeme, ktoré technológie môžu v súčasnosti a v budúcnosti znížiť náklady v dátových centrách.
Efektívna správa napájania s inteligentnou jednotkou distribúcie energie (PDU)
V oblasti napájania v rozvádzači sú riešenia čoraz sofistikovanejšie a inteligentnejšie. Spravidla sa používajú jednotky na distribúciu energie (PDU). Moderné systémy ponúkajú nasledujúce výhody:
Monitorovanie výkonu v reálnom čase na úrovni PDU a výstupu
Diaľkové prepínanie napájania na úrovni PDU a výstupu
Meranie teploty a vlhkosti v stojane
Zlepšite dostupnosť a produktivitu zamestnancov
Umožniť efektívnejšie využitie zdrojov elektrickej energie
Optimalizácia rozhodnutí o plánovaní kapacity
Inteligentné PDU umožňujú kontrolu nad elektrinou v dátovom centre. Okrem toho zjednodušujú správu IT, pretože prístup k zdrojom napájania je vždy ťažký, keď sú preťažené serverové skrinky čoraz viac prekážkou.
Informácie generované inteligentným PDU je možné lokálne zobraziť na prístroji pomocou LED číslic a vzdialene pomocou webového prehliadača. Užívateľ môže monitorovať prúd v linkách a na každom výstupe a dokonca aj stav ističov. Inteligentné jednotky PDU poskytujú vysoko presné informácie, aj keď sa prúd nezobrazuje ako čistá sínusová krivka. Prúd je možné zapnúť ako na PDU, tak aj individuálne na výstupnej úrovni. Zoskupenie zásuviek umožňuje správcovi ovládať viac zásuviek v rámci jedného PDU alebo vo viacerých PDU pomocou jednej adresy IP.
To je obzvlášť výhodné, keď sa musia vypínať a zapínať zariadenia s viacerými zdrojmi napájania. Moderné PDU tiež ponúkajú rôzne senzory prostredia, ako sú snímače teploty a vlhkosti. Tieto snímače informujú správcu dátového centra o možných hotspotoch. Okrem toho umožňujú efektívne a optimálnym spôsobom riadiť chladenie zariadenia. Systémy PDU podporujú SNMP pre TRAP, SET a GET. Bezpečnosť je zabezpečená požadovaným zadaním používateľského mena a hesla. Pre monitorovanie výkonu a životného prostredia je možné nastaviť limitné hodnoty a výstražné správy, ktoré upozorňujú na potenciálne chyby skôr, ako vedú k poruchám.
Jednotky PDU sú vybavené 256-bitovým šifrovaním AES a bezpečnými heslami na bezpečnú správu. Systémy využívajú pokročilé možnosti autorizácie vrátane povolení na počiatočnej úrovni, ako aj LDAP/S, RADIUS a Active Directory. Zariadenia navyše podporujú rozhrania pre správu, ako sú HTTP, HTTPS, IPMI, SMASH-CLP, SSH, Telnet a SNMP v2 a v3 so šifrovaním, ako aj užívateľsky konfigurovateľné oneskorenia výstupnej úrovne pre riadené zapínanie a vypínanie (postupnosť napájania). Jednotky PDU sú k dispozícii v rôznych formách s rôznymi výkonnostnými údajmi a diferencovanými bezpečnostnými požiadavkami.
Centralizujte klimatizáciu, napájanie a správu serverov
Doteraz IT manažéri zvyčajne uvažovali o správe serverov a monitorovaní klimatizácie a napájania osobitne. Kvôli rastúcemu tlaku na náklady však budú musieť byť všetky parametre v budúcnosti k dispozícii centrálne, aby bolo možné podrobne a transparentne pre všetkých analyzovať celú IT infraštruktúru v spoločnosti. Aby to bolo možné, je potrebné inteligentné prepojenie IT infraštruktúry, serverov a aplikácií. Riešenie ponúka iba inteligentný softvér na monitorovanie a správu pre serverové miestnosti alebo pre dátové centrum.
Tento softvér monitoruje a riadi celú IT infraštruktúru a pripája sa k serverom a aplikáciám, ktoré bežia na systémoch. Softvér zaznamenáva všetky hodnoty výkonu a spotreby všetkých zariadení v IT infraštruktúre. Údaje o výkone IT infraštruktúry - napríklad klimatizácia a spotreba energie - sú určené a priradené k príslušným serverom. Softvér „pozná“ logické vzťahy medzi všetkými komponentmi. Napríklad v chladiacom okruhu meria spotrebu energie servera, vyprodukované odpadové teplo, chladiaci výkon a potrebnú spotrebu energie studeného generátora, ako aj teplotu výstupu a spiatočky okruhu studenej vody. To poskytuje celkový obraz súčasnej situácie z hľadiska výroby a distribúcie chladenia a spotreby energie potrebnej pre každý jednotlivý server.
Systémy na správu serverov, ako napríklad Microsoft System Center Operations Manager, prepojili tieto údaje s rôznymi službami. Meranie spotreby nezostáva iba na vyššej úrovni IT infraštruktúry, ale je možné ho vypočítať aj na úrovni jednotlivých serverov alebo služieb.
Týmto spôsobom správcovia vedia, ktoré servery a ktoré aplikácie podporuje IT infraštruktúra a ako. Všetky informácie sú k dispozícii na rozhraní systému riadenia. Či už ide o informácie o bezpečnosti, hodnotách spotreby alebo účinnosti: Ak dôjde k poruche, napríklad k zvýšeniu teploty, správca vie, ktoré servery a aplikácie sú ovplyvnené. To mu umožňuje vykonávať preventívne opatrenia na aplikačnej úrovni. Môže napríklad presunúť aplikáciu na serveri do iného racku. Môže implementovať systémy včasného varovania a vyhnúť sa tak prestojom. Pri vhodnej konfigurácii môže inteligentný softvér tiež zasahovať nezávisle a pohybovať sa a automaticky vykonávať určité akcie, napríklad aplikácie.
Inventarizácia serverov a komponentov IT pomocou technológie RFID
Aby bolo možné určiť výpočtovú kapacitu dátového centra, musia mať správcovia podrobné informácie o počte a umiestnení serverov. Napríklad technológia „Dynamic Rack Control“ je automatizované riešenie, ktoré dokáže určiť presnú pozíciu všetkých serverov v racku. Systém využíva technológiu rádiofrekvenčnej identifikácie (RFID) a umožňuje presný súpis komponentov v dátovom centre v reálnom čase.
Na každej výškovej jednotke (U) stojana sú tri RFID transpondéry, ktoré identifikujú server, keď je nainštalovaný v stojane. Takto je bezkontaktne zaznamenané a zdokumentované presné umiestnenie každého servera. Charakteristické údaje komponentov namontovaných v stojane je možné uložiť do pasívnych RFID transpondérov. Okrem prehľadu voľných kapacít dostávajú správcovia aj ďalšie informácie, napríklad o elektrickom výkone zariadení v stojane. To zjednodušuje plánovanie kapacity, pokiaľ ide o napájanie a chladiaci výkon, a pomáha dosiahnuť optimálne vybavenie. Vďaka tejto technológii možno znížiť úsilie o správu aktív v dátovom centre.
S ďalšou senzorovou sieťou môže správca používať technológiu Dynamic Rack Control na príjem informácií o umiestnení a počte serverov, ako aj údajov o fyzických parametroch v dátovom centre, ako sú teplota alebo vlhkosť. Prostredníctvom rozhrania so softvérom na správu infraštruktúry môže potom správca spolu s Microsoft System Center Operations Manager vykonávať holistický pohľad na svoju IT infraštruktúru v reálnom čase.
Inteligentná správa napájania na serveroch
S uvedením rodiny procesorov Nehalem Xeon X5500 spoločnosť Intel predstavila aj nový čipset (krycie meno Tylersburg). Výrobca vybavuje oba komponenty rozsiahlymi funkciami správy napájania. CPU servera je teraz schopný vypnúť jednotlivé jadrá, ktoré sa takmer úplne nezávisle na sebe nevyžadujú. Spoločnosť Intel tento úsporný režim nazýva Power-State-C6. Procesor Nehalem dokáže vypnúť jedno, dve alebo tri jadrá v závislosti na pracovnej záťaži a využití procesora.
Umožňuje to integrovaná jednotka riadenia výkonu v procesore. Toto monitoruje využitie jednotlivých jadier pomocou snímačov teploty a prúdu a podľa toho reguluje taktovú frekvenciu a napájacie napätie týchto funkčných skupín. Jednotka riadenia výkonu pracuje do značnej miery nezávisle a na riadenie jednotlivých jadier procesora používa špeciálny algoritmus vyvinutý spoločnosťou Intel. Metóda umožňuje maximálny výpočtový výkon so zníženou spotrebou energie.
V čipsete Tylersburg Intel integruje aj špeciálnu riadiacu jednotku (ME), ktorú tvorí mikrokontrolér ARC4-RISC s príslušnými rozhraniami. Tento radič podporuje firmvér Intel Intelligent Power Node Management. Vďaka tejto technológii je možné pomocou ďalšieho radiča riadenia základnej dosky (BMC) umiestniť senzory všade na základnú dosku servera a dopytovať ich v reálnom čase. S takto generovanými parametrami, ako sú teplota, spotreba energie a spotreba elektrickej energie komponentov, ako aj počet otáčok jednotlivých ventilátorov, je možné serverový systém riadiť veľmi granulárne, aby mohol pracovať s najvyššou možnou energetickou účinnosťou. Systém môže napríklad prostredníctvom rozhraní posielať údaje do centrálneho softvéru na správu IT.
Palivové články a solárna tepelná energia
Nie je žiadnym tajomstvom, že pomocou slnečnej energie môžete vyrábať teplo. Súčasné technológie ale využívajú aj vysokoenergetické lúče slnka na ochladzovanie dátových centier. Toto umožňujú adsorpčné chladiče v spojení so solárnymi tepelnými kolektormi.
V tomto koncepte adsorpčné chladiče v spojení so solárnymi tepelnými kolektormi premieňajú slnečnú energiu na studenú vodu, ktorá sa zase používa na klimatizáciu dátového centra. Celoročné využitie tejto koncepcie by preto bolo možné v regiónoch s vysokou úrovňou slnečného žiarenia. Využívanie obnoviteľných energií v dátových centrách klimatizácie by ušetrilo primárnu energiu a znížilo znečistenie CO2. Ďalšie úspory by bolo možné dosiahnuť spojením koncepcie solárnej adsorpcie s voľným chladením.
Hybridné systémy s palivovými článkami založené na obnoviteľných zdrojoch energie a udržateľnosti sú stále vo fáze vývoja, ale prvé prototypy sa už prakticky používajú. Existujú nové koncepty dodávania energie bez obsahu CO2 do dátových centier, ktoré pozostávajú z palivových článkov, fotovoltaiky, veternej energie a elektrolyzérov. Vďaka ďalšiemu vývoju jednotlivých jednotlivých technológií sa takáto celková koncepcia javí ako celkom realistická.
Supercaps, čo sú kondenzátory s vysokou hustotou energie, sľubujú pokrok v oblasti technológie palivových článkov. Doteraz museli olovené batérie preklenúť čas, ktorý palivový článok potreboval na spustenie. Olovené batérie sú však niekedy citlivé na teplotu, musia bojovať s pamäťovými efektmi a je možné ich použiť iba na obmedzený počet nabíjacích a vybíjacích cyklov.
Supercaps sa naopak vyznačujú vysokou kapacitou spotreby energie, dlhou životnosťou a nízkymi nárokmi na údržbu. Ich použitie by malo byť obzvlášť sľubné vo vonkajších aplikáciách - napríklad v telekomunikáciách. Prvé prototypy so superkappsami sú už v testovacej fáze.
Záver
Nové technológie v procesoroch a čipsetoch pomáhajú optimálne nasadiť alebo využiť výpočtový výkon na serveroch s ohľadom na energiu. Spoločnosť Intel to dokázala s procesorom Nehalem a čipovou sadou Tylersburg.
Ale ďalší technologický vývoj, ako napríklad inteligentné jednotky na distribúciu energie (PDU) alebo použitie technológie RFID v regáloch, tiež šetria náklady. Pretože tieto riešenia zjednodušujú správu IT a podporujú správcu pri monitorovaní IT infraštruktúry.
Dôležitým aspektom riadenia IT je, že musíte brať do úvahy všetky príslušné komponenty. Patria sem nielen servery alebo dátové centrum na mieste, ale aj celá správa budov a vzdialené pobočky. Iba potom je možné zohľadniť holistické energetické hľadiská a efektívne využiť dostupný výpočtový výkon a zdroje.
Okrem toho pokračuje vývoj nových koncepcií klimatizácie a dodávok energie. Zdokonaľuje sa napríklad vývoj palivového článku a skúma sa solárna tepelná energia pre chladenie dátových centier. (hal)