Energieinfrastruktur für Rechenzentren: Wie sie funktioniert und was Sie wissen sollten

Bei der Auswahl eines Rechenzentrums gibt es viele Überlegungen.

Während die allgemeine Sicherheit eines Rechenzentrums, die Kapazität und die Skalierbarkeit wahrscheinlich ganz oben auf Ihrer Liste stehen, ist die Leistung, die ein Rechenzentrum zum Leben erweckt und Sie am Laufen hält, eine wesentliche, aber oft übersehene Komponente.

Unabhängig von Ihrer Online-Präsenz ist Strom das Rückgrat. Für die Kontinuität und Sicherheit ist es von entscheidender Bedeutung, den Zusammenhang zwischen Strom und Rechenzentrumsdesign zu verstehen.

Wenn Sie mehr über die Rolle der Stromversorgung im Rechenzentrum, die Funktionsweise der Dinge und die Trends erfahren, die Sie kennen sollten, können Sie die besten Entscheidungen für Ihr Unternehmen treffen.

Energiegrundlagen für Rechenzentren: Elektrizität 101

Ohne Strom ist selbst das fortschrittlichste und leistungsfähigste Netzwerk nur ein Haufen Metallschrott. Ganz gleich, wie anspruchsvoll Ihr Setup ist, es sei denn, es sorgt für eine effiziente Energiegewinnung und -nutzung, Sie könnten etwas verpassen. Hier sind einige grundlegende Begriffe, die Sie kennen sollten, wenn es um die Rechenzentrumsstromversorgung geht

Wechsel- und Gleichstrom: Sie haben zwei Möglichkeiten, Ihr Rechenzentrum - oder jedes andere Gerät, das Strom verbraucht - mit Strom zu versorgen. Wechselstrom oder Wechselstrom ist der Strom, an den Sie denken, wenn Sie ein Gerät, eine Vorrichtung oder ein Werkzeug anschließen. Ströme von 120 oder 240 Volt auf Abruf - schließen Sie Ihren Artikel einfach an die nächste Steckdose an und schon kann es losgehen. Der „alternierende“ Teil dieser Art von Leistung ergibt sich aus der Art und Weise, wie sie bereitgestellt wird. Es kann innerhalb einer Minute mehrmals die Richtung ändern, um Leistung und Effizienz zu optimieren.

Gleichstrom oder Gleichstrom ist auf Batterien angewiesen. Ihr Laptop, Ihr Telefon und andere Geräte können an eine Wechselstromsteckdose angeschlossen werden, um sie aufzuladen und dann über die Batterie zu betreiben. Ein Gleichstrom fließt nur in eine Richtung und ist zuverlässiger als Wechselstrom, was ihn zu einer idealen Möglichkeit macht, dies zu vermeiden. Während die meisten Colocation-Rechenzentren für die Stromversorgung auf Wechselstrom angewiesen sind, integrieren immer mehr Unternehmen Gleichstrom und eine Kombination aus beiden Typen, um die Energieeffizienz zu verbessern und Ausfallzeiten zu reduzieren.

Die Power Usage Effectiveness (PUE) ist eine Zahl, die das Verhältnis der für ein Rechenzentrum verfügbaren Leistung zur von IT-Geräten verbrauchten Leistung angibt. PUE ist ein Ausdruck von Effizienz; Diese Zahl kann Aufschluss darüber geben, wie viel Strom Ihre Server selbst verbrauchen und wie viel für Nicht-Server-/Nicht-IT-Aufgaben verwendet wird. Ein hoher PUE bedeutet, dass Sie möglicherweise effizienter arbeiten als Sie sind und dass Sie möglicherweise zu viel Strom verbrauchen. Ein niedriger PUE bedeutet, dass Sie optimal laufen und wenig Abfall haben.

Bestimmen Sie den PUE Ihres Zentrums, indem Sie den Gesamtenergieverbrauch Ihrer gesamten Einrichtung durch den Energieverbrauch Ihrer IT-Ausrüstung dividieren. Der resultierende Wert ist Ihr PUE, der idealerweise so nahe wie möglich bei 1 liegt. Warum so niedrig? Niedrigere Verhältnisse bedeuten, dass Sie den Großteil Ihrer Energie für die Erledigung der eigentlichen Arbeit verwenden - und nicht für die Stromversorgung des Büros, der Beleuchtung und anderer Hilfsgeräte.

Kennzahlen zur Effizienz von Rechenzentren

Elektrizität wird in bestimmten Begriffen gemessen; Die einzelnen Maßnahmen werden im Folgenden detailliert beschrieben und helfen Ihnen zu verstehen, was Ihr Unternehmen benötigt, um Ihre Energie- und Energieeffizienzziele zu erreichen.

Ampere: Auch „Ampere“ genannt. Hierbei handelt es sich um die tatsächlich fließende Elektrizität, die durch Ihre Kabel und zu Ihren Servern und Geräten fließt. Jedes Ihrer Geräte, von Ihren Workstations bis hin zu Ihren Laptops und Servern, verbraucht für den Betrieb eine bestimmte Menge an Verstärkern.
Volt: Die Leistung, die den Strom von der Quelle zu Ihren Steckdosen und Geräten „leitet“. Die tatsächliche Spannung hängt vom Standort, den während der Konstruktion und Einrichtung getroffenen Entscheidungen und sogar vom Hersteller des von Ihnen verwendeten Teils ab. Sowohl Batterien als auch Steckdosen liefern Strom, der in Volt gemessen werden kann - von nur 1,5 Volt für eine kleine Batterie bis zu 110 oder 220 Volt in einer typischen Büro- oder Heimsteckdose.
Watt: Die tatsächliche Menge an Strom, die Ihr Server oder Gerät verbraucht, wird in Watt gemessen. Dieser Wert steigt, je mehr Sie Ihre Ausrüstung nutzen; Sie steigt auch, wenn Ihre Ausrüstung mehrere Aufgaben gleichzeitig erledigt oder komplexe Probleme löst. Ein ASIC- oder GPU-Gerät, das Kryptowährungen schürft oder komplexe Aufgaben ausführt, wird aufgrund der ausgeführten Arbeit Ihren Rechenzentrumsserver oder eine Ihrer Workstations stärker in Anspruch nehmen.

Der Strom, der Ihrem Rechenzentrum zur Verfügung steht, die Art und Weise, wie Energie genutzt wird, und sogar die Menge an Strom, die Ihre Geräte verbrauchen, wirken sich alle auf Ihre Kosten, Effizienz und sogar Produktivität aus.

Power im Rechenzentrum

All diese Watt und Volt müssen irgendwo hingehen, und das typische Rechenzentrum hat unterschiedliche Anforderungen; Einige davon sind offensichtlicher als andere. Obwohl jede Organisation anders ist, benötigt ein Rechenzentrum Folgendes, um effizient zu funktionieren:

Server: Die eigentlichen Einheiten, die die Arbeit erledigen, die Daten speichern und Unterstützung für Ihre Marke, Racks und andere verwandte Elemente bereitstellen.
Kühlung: Server und zugehörige Geräte erzeugen Wärme; Sie müssen Geräte mit Strom versorgen, die Ihre Hardware kühl halten, um Schäden zu verhindern und ihre Lebensdauer zu verlängern.
Wechselrichter: Sie werden diese erst bemerken, wenn Sie sie brauchen. Wechselrichter speichern Strom und starten, wenn die Wechselstromquelle unterbrochen wird. Dies verhindert Ausfallzeiten, Datenverlust und Dienstunterbrechungen.
Support: Jemand muss sich um die Server kümmern, für die physische Sicherheit des Standorts sorgen und auf Probleme reagieren. Jedes Support-Personal vor Ort benötigt die typische Stromversorgung und Stromversorgung eines Büros. Verlassen Sie sich auf Beleuchtung, Arbeitsplätze, HVAC und mehr für Ihr Team vor Ort.
Sicherheit: Alarme, physische Sicherheit, die verhindert, dass andere auf Ihr Zentrum oder Ihre Geräte zugreifen.

Verständnis der Stromverbrauchseffektivität (PUE)

Wenn Sie verstehen, wie Energie in einem typischen Rechenzentrum gemessen und eingesetzt wird, können Sie Änderungen vornehmen, die Ihre Effizienz steigern und Ihre Kosten senken. Von einem grundlegenden Verständnis darüber, wie Strom gemessen wird, bis hin zu den Auswirkungen, die der Energieverbrauch außerhalb der IT auf Ihr Endergebnis hat.

Die Power Usage Effectiveness (PUE) ist eine Zahl, die das Verhältnis der für ein Rechenzentrum verfügbaren Leistung zur von IT-Geräten verbrauchten Leistung angibt. PUE ist ein Ausdruck von Effizienz; Diese Zahl kann Aufschluss darüber geben, wie viel Strom Ihre Server selbst verbrauchen und wie viel für Nicht-Server-/Nicht-IT-Aufgaben verwendet wird. Ein hoher PUE bedeutet, dass Sie möglicherweise effizienter arbeiten als Sie sind und dass Sie möglicherweise zu viel Strom für Ihr Rechenzentrum verbrauchen. Ein niedriger PUE bedeutet, dass Sie optimal laufen und wenig Abfall haben.

Bestimmen Sie den PUE Ihres Zentrums, indem Sie den Gesamtenergieverbrauch Ihrer gesamten Einrichtung durch den Energieverbrauch Ihrer IT-Ausrüstung dividieren. Der resultierende Wert ist Ihr PUE, der idealerweise so nahe wie möglich bei 1 liegt. Warum so niedrig? Niedrigere Verhältnisse bedeuten, dass Sie den Großteil Ihrer Energie für die Erledigung der eigentlichen Arbeit verwenden - und nicht für die Stromversorgung des Büros, der Beleuchtung und anderer Hilfsgeräte.

Ein idealer Zielwert für ein bestehendes Rechenzentrum liegt bei 1,5 oder weniger (neue Zentren sollten gemäß den CIO-Zielen und -Benchmarks des Bundes 1,4 oder weniger anstreben). Ein PUE von 2,0 oder höher weist darauf hin, dass eine Überprüfung erforderlich ist. Es gibt wahrscheinlich Bereiche mit Ineffizienz erhöhen die Kosten und sind nicht vorteilhaft.

Abschließend: Überlegungen zum Energiedesign von Rechenzentren