A jornada de redução do consumo de energia nos centros de dados e sua interconexão
Muitas analogias têm sido usadas para ilustrar o consumo de energia dos centros de dados – alguns estimaram que os centros de dados em todo o mundo representam cerca de 3% do consumo total de energia do planeta, enquanto outros comparam o consumo de energia de um centro de dados de médio porte com o de uma pequena cidade. É desnecessário dizer que a energia/eletricidade seja o recurso mais escasso dos centros de dados, e fazer uso eficiente deste recurso é uma necessidade.
No jargão do centro de dados, o fator “eficiência no uso de energia” (PUE) representa a relação entre a quantidade total de energia consumida pelas instalações de um centro de dados (equipamento de TI + refrigeração) e a energia fornecida aos equipamentos de TI (servidores, armazenamento e rede). Um centro de dados com um PUE igual a 2 significa que o consumo de energia dos equipamentos de TI é igual ao consumo de energia dos sistemas de refrigeração necessários para manter a temperatura operacional do equipamento de TI. Em outras palavras, para cada 1 watt consumido pelo equipamento de TI, há outro 1 watt utilizado pelo sistema de refrigeração. Utilizando números reais, um centro de dados central com 100.000 MW de consumo total de energia, dos quais 50.000 MW são usados para alimentar equipamentos de TI e os outros 50.000 MW são usados pelo sistema de refrigeração, tem um PUE de 2, ou seja, 100.000/50.000. A tabela a seguir destaca o nível de eficiência energética nos centros de dados medidos pelo PUE:
| PUE | Nível de Eficiência |
|---|---|
| 3.0 | Muito ineficiente |
| 2.5 | Ineficiente |
| 2.0 | Médio |
| 1.5 | Eficiente |
| 1.2 | Muito eficiente |
Quanto menor o valor de PUE, melhor será a utilização de energia. Usando nosso exemplo anterior, se o centro de dados tiver um PUE de 1,2 (muito eficiente), a relação entre a energia de TI e a refrigeração é agora de 83.000 MW para alimentar o equipamento de TI que mantém o centro de dados funcionando a 17.000 MW para refrigeração.
Ao longo dos anos, a redução do PUE tem sido um objetivo importante para cada operador de centro de dados, a fim de maximizar a utilização de cada watt e, consequentemente, reduzir os custos operacionais e o impacto ambiental. Embora grandes melhorias tenham sido alcançadas antes de 2012, a evolução desde então tem sido em pequenas etapas ou quase nenhuma, conforme ilustrado na Figura 1 (Fonte: Uptime Institute).
Além disso, além do espaço limitado nos centros de dados, os operadores são impedidos de adicionar muitos equipamentos em um rack pelos níveis de densidade de potência por rack (kW/Rack) planejados e projetados na criação da infraestrutura de distribuição de energia e HVAC do centro de dados. De fato, enquanto a maioria dos centros de dados (65%) suporta níveis de densidade de potência de até 10 quilowatts por rack (kW/rack), apenas 12% suportam níveis de densidade superiores a 20 kW/rack. Claramente, reduzir o consumo geral de energia e aumentar a eficiência através da redução do consumo de energia para refrigeração é de suma importância para qualquer operador de centro de dados.
Os operadores de centro de dados vêm apresentando maneiras criativas de reduzir o consumo de energia das unidades de refrigeração e iluminação. Para citar apenas algumas:
- Centros de dados alimentados por ondas e refrigerados à água do mar
- Unidade de resfriamento totalmente imersa e racks refrigerados por líquido
- Centros de dados subaquáticos como o “Project Natick” da Microsoft
- Centros de dados em áreas árticas (“basta deixar as janelas abertas!”)
- Centros de dados refrigerados à neve no Japão
- Centros de dados pintados de branco, com a ideia de que a cor branca reflete as luzes melhor do que qualquer outra cor no espectro, exigindo, assim, o uso de menos luzes
Para os equipamentos de TI, houve um progresso significativo na redução do consumo de energia, aproveitando os mais recentes avanços na tecnologia de silício, software avançado e miniaturização de hardware. Por exemplo, os servidores (recursos computacionais) agora podem processar grandes quantidades de dados em espaços menores e com menor consumo de energia através da virtualização de servidores (vs. servidores dedicados), capacidade de dimensionamento correto para cargas de trabalho (por exemplo, automatizando o redimensionamento de clusters e/ou desativando/reativando servidores dinamicamente em resposta a mudanças de cargas), balanceamento de carga e muitas outras práticas.
Mas os servidores não são as únicas áreas onde estão ocorrendo melhorias no consumo de energia do centro de dados. No próximo discutiremos como os equipamentos de rede óptica para interconexão de centro de dados também está aproveitando os mais recentes avanços na tecnologia de mecanismo óptico coerente, processamento de sinal digital, e design inteligente para fornecer consistentemente reduções no consumo de energia por gigabit de transmissão.
Fique ligado.
Autor: Andres Madero, CTO da Infinera para América Latina e Caribe
