Energy Star для датацентров, светлые и темные стороны
Введение
Вероятно, вы ни раз уже видели наклейки Energy Star на компьютерах, холодильниках, телевизорах и другой бытовой электронике. Такая наклейка означает, что продукт прошел сертификацию по международному стандарту Energy Star, принятому в США еще в 1992 году. Стандарт этот создан для энергоэффективных приборов и если его наклейка присутствует, скажем, на вашем мониторе, это означает, что монитор потребляет на 20-30% электроэнергии меньше, чем аналоги с такой же функциональностью.
В не столь отдаленном будущем наклейки Energy Star можно будет найти и на стенах некоторых центров обработки данных, а организации, в чьем владении находятся эти датацентры, будут с гордостью демонстрировать эти наклейки. Но вопрос в том, насколько точно и честно сертификат “Energy Star” будет отражать действительность.
Спустя многие месяцы сбора, обработки и анализа статистики по ЦОД и совместной работы с самыми разными игроками этой отрасли, организация EPA анонсировала дату релиза законченного стандарта Energy Star для датацентров – 7 июня.
Новая система рейтингования довольно плотно привязана к значению PUE (power usage effectiveness – эффективность использования электроэнергии), которое является суммой показателей энергопотребления составляющих ЦОД, например – энергопотребление серверов, систем доставки электропитания (включая UPS), систем охлаждения и так далее. PUE представляет собой отношение расхода электричества в здании к его расходу на ИТ-оборудование. В идеале данный показатель должен быть менее 2:1, причем, чем он ближе к единице, тем эффективнее в плане потребления энергии датацентр. Согласно EPA, PUE равный 1,25 является хорошим показателем, тогда как 3,0 – не очень.
Но новый рейтинг Energy Star учитывает не только PUE. Он имеет диапазон от 1 до 100 очков и основан на сравнении настоящего PUE датацентра с предположительным PUE. Предположительный PUE при этом вычисляется на основании годового энергопотребления IT-оборудования, и по существу, является средним PUE для датацентров аналогичных вашему по размерам и эксплуатационным характеристикам с тем же годовым потреблением электроэнергии.
Достижение предположительного PUE дает вам +50 к рейтингу, это означает, что ваш ЦОД имеет среднюю эффективность для своего размера, энергопотребления и загрузки оборудования. Если объект набрал рейтинг 75 или более, это означает, что он попал в 25% энергоэффективных ЦОДов, имеющих право на наклейку Energy Star.
Модель, как можно было ожидать, нацелена на поощрение компаний, которым небезразлична эффективность их датацентров. В презентации Green Grid в начале этого года, агентство EPA представило пример подсчета рейтинга Energy Star. В сценарии два идентичных датацентра одинаковых размеров, с одинаковым энергопотреблением UPS, и находящихся в одинаковом климате, имели значение предположительного PUE равное 1,87.
Дифференциатором в данном сценарии стал используемый одним из датацентров экономайзер для системы охлаждения, который сэкономил за год потребление в 20 000 МБти. В результате PUE сэкономившего датацентра понизилось с 1,73 до 1,64, а рейтинг Energy Star увеличился на 10 очков и поднялся с 60 до 70.
При рассмотрении рейтинга этого датацентра на ум приходит два вопроса: Эффективно ли это? И справедливо ли?
Конечно, система эффективна, поскольку она должна мотивировать владельцев замерить энергоэффективность их ЦОДа, что является первым важным шагом в снижении энергопотребления объекта и, соответственно, снижении загрязнения окружающей среды. В добавок к этому, компании, хвастающие своими исключительно низкими показателями PUE и высокой эффективностью, могут доказать это, пройдя сертификацию.
Однако есть у данного рейтинга и недостатки. Одним из главных можно считать сильную привязанность к показателю PUE, который ни раз подвергался критике. Вполне оправданно PUE называют не совсем эффективным инструментом замера общей эффективности ЦОДов. Одним из наиболее распространенных обоснований непрактичности PUE является такой пример: ЦОД оснащен сотней серверов, к примеру IBM System x3500 или IBM x3550, использующихся на 80%, 24 часа в сутки / 7 дней в неделю. Его фактический PUE равен 1,25. Теперь сравним этот ЦОД с абсолютно идентичным ЦОДом, в котором работает все та же сотня серверов system x3650 или IBM System x3550, но их рабочая загрузка равна нулю, то есть они находятся в режиме ожидания 24 часа в сутки / 7 дней в неделю, при этом они потребляют все то же количество электроэнергии. Фактический PUE второго объекта, где серверы IBM x3650 или system x3550 не загружены работой, также равен 1,25, несмотря на его низкую валовую производительность. Другими словами, датацентры, получившие лейбл Energy Star могут быть все еще малоэффективными.
Джон Хаас, вице-председатель технического комитета «The Green Grid», сказал, что группа поддерживает работу агентства EPA и его решение избрать показатель PUE основой своего рейтинга. Как бы то ни было, Хаас, являющийся также директором службы Intel Eco-Technologies Programs Office, заявил, что рейтинг является лишь первым шагом в разработке значимых стандартов энергоэффективности для датацентров.
С точки зрения справедливости рейтинга видно много потенциальных недостатков. Среди этих недостатков и нацеленность рейтинга на все без разбора датацентры. Рейтинг не учитывает различные категории ЦОДов. Рассмотрим два предположительно идентичных датацентра: тот же размер, то же местоположение (и климат соответственно), то же количество и тип IT-оборудования, но один датацентр подпадает под категорию Tier I, а второй под Tier III или IV. Датацентры, у которых уровень Tier выше, требуют большей избыточности (в виде установки большего количества оборудования резервного электропитания), чтобы гарантировать больший аптайм.
Это, в свою очередь, означает более высокий показатель PUE по сравнению с ЦОДом категории Tier I, по необходимости, а не из-за неэффективности. Также рейтинг Energy Star ставит датацентр категории Tier I в невыгодное положение, применяя к обеим датацентрам тот же самый предполагаемый PUE. С тем же успехом можно сравнивать рабочую станцию и ноутбук, где рабочая станция не получит сертификат Energy Star, потому что она будет не такая эффективная, как ноутбук, даже если эта рабочая станция намного эффективнее других рабочих станций.
EPA говорит о том, что они рассматривали уровень Tier при разработке модели и нашли, что он «не показал сильных, статистически значимых корелляций с энергопотреблением».
Кроме того, респонденты в рамках отрасли обратились с просьбой не учитывать уровень tier по ряду причин. Среди них, наличие у некоторых ЦОДов нескольких уровней Tier, и «упорядочивание по уровню Tier может стать сдерживающим фактором для эффективного дизайна».
С другой стороны, Хаас сказал, что он ожидает в будущем появление некоторого рода классификации, которая позволит отнести разные датацентры к разным категориям. EPA уже пользуется категоризацией при измерении энергоэффективности зданий, строения подразделяются на размеры и функции, например, строения можно отнести к категориям «отель», «офис» и так далее. «Мы ожидаем принятия такой же системы классификации для датацентров», отметил Джон.
Рейтинг не берет в расчет и другие важные переменные, такие как климат. Эффективность (по Energy Star) датацентра, расположенного в северной части земного шара будет выше эффективности датацентра, построенного в стране с жарким климатом – для его охлаждения потребуется больший расход электроэнергии.
Несмотря на это, EPA, как и в случае с уровнем Tier, решила не учитывать в формуле расчета климат. Объяснение такого подхода довольно странное: «анализ не показал статистически значимых изменений энергопотребления при изменении климата».
Система рейтингования Energy Star для датацентров – это как система рейтингования Energy Star для серверов – первый шаг хорош, но работы предстоит еще много. И EPA осознает этот факт. Точно так же, как агентство EPA периодически обновляет систему рейтингования стандарта Energy Star для компьютеров и бытовой техники, чтобы отразить изменения на рынке и совершенствование техники, оно будет обновлять систему рейтингования датацентров.
Ну а пока Energy Star установит планку эффективности для центров обработки данных, которая будет мотивировать организации к измерению энергопотребления, и (надеемся) улучшит эффективность работы их датацентров.
Андрей Бакс
30/03.2010
