در عصر حاضر، دیتاسنترها به عنوان عنصری حیاتی در زیرساخت‌های فناوری اطلاعات، نقشی محوری در ارائه خدمات دیجیتال ایفا می‌کنند. با گسترش روزافزون تقاضا برای خدمات آنلاین، مراکز داده با چالش‌های متعددی از جمله افزایش مصرف برق و به تبع آن، افزایش هزینه‌های عملیاتی روبرو هستند.کاهش مصرف برق در دیتاسنتر، به عنوان ضرورتی اجتناب‌ناپذیر، نه تنها به سودآوری و پایداری این مراکز کمک می‌کند، بلکه نقشی کلیدی در حفظ محیط‌زیست و ارتقای راندمان و پایداری زیرساخت‌های دیجیتال ایفا می‌کند. در این راهنمای جامع، با هدف ارائه مرجعی کامل و کاربردی ، به بررسی ابعاد مختلف موضوع مصرف برق در مراکز داده می‌پردازد. در این راهنما، ضمن تشریح چالش‌های مرتبط با مصرف برق در دیتاسنترها، 8 راهکار عملی و اثبات‌شده برای کاهش مصرف برق ارائه می‌شود.
با افزایش نیاز به ظرفیت و عملکرد بالاتر، مصرف انرژی در دیتاسنتر ها به یک چالش اقتصادی و محیط زیستی تبدیل شده است. آمارها نشان می‌دهد که دیتاسنترها به تنهایی حدود 2٪ از کل مصرف برق جهان را به خود اختصاص داده‌اند. متوسط مصرف برق یک دیتاسنتر به میزان قابل توجهی بیشتر از یک شهر با جمعیت چندین هزار نفر است و این در حالی است که این عدد به سرعت در حال افزایش است .
مصرف بالای برق در دیتاسنترها تأثیر مستقیم بر کلیه هزینه‌های عملیاتی دارد. این شامل هزینه‌های سوخت، تجهیزات خنک‌کننده، نگهداری سرورها، و سایر عوامل مرتبط با عملیات دیتاسنتر می‌شود. سازمان‌هایی که به کاهش هزینه‌های برق در دیتاسنترها توجه می‌کنند، در مقایسه با رقبا، هزینه‌های پایین‌تری دارند. این امر می‌تواند به آنها در بازار رقابتی تفاوت ویژه‌ای بخشیده و مزیت رقابتی را افزایش دهد .
کارایی استفاده از برق یا PUE نشان‌دهنده نسبت میانگین مصرف انرژی کل دیتاسنتر به مصرف انرژی تجهیزات است. این معیار مهم، هزینه‌های انرژی را تأثیرگذارتر از هر زمان دیگری نشان می‌دهد. از راهکارهای بهبود PUE میتوان به بهینه‌سازی سیستم‌های خنک‌کننده و مدیریت بهتر توان مصرفی اشاره کرد.
کارایی تجهیزات در دیتاسنترها تأثیر مستقیمی بر هزینه‌های برق دارد. استفاده از تجهیزات با کارایی بالا و استفاده از تکنولوژی‌های به‌روز می‌تواند به کاهش هزینه‌های انرژی کمک کند. به عنوان مثال، مهندسی معکوس بر روی تجهیزات قدیمی و به‌روزنمایی آنها می‌تواند به بهینه‌سازی مصرف انرژی کمک کند.
سیستم‌های خنک‌کننده در دیتاسنترها نقش حیاتی دارند. برای کاهش مصرف برق، انتخاب و بهینه‌سازی سیستم‌های خنک‌کننده ضروری است. استفاده از سیستم‌های ترکیبی، مدیریت دما به صورت هوشمند و بهره‌گیری از فناوری‌های خنک‌کننده مدرن از جمله راهکارهای این بخش است.
تدابیر اضافی مثل سیستم‌های تهویه مطبوع اضافی ، سیستم‌های پشتیبانی و دیگر اقدامات برای حفظ قابلیت اطمینان محیط دیتاسنتر اساسی هستند. با این حال، این تدابیر ممکن است با افزایش هزینه‌های برق همراه باشند. اما با انتخاب تدابیر اقتصادی و کارآمد، میتوان این هزینه‌ها را به حداقل رساند. به‌عنوان مثال، استفاده از سیستم‌های تدابیر اضافی با کارایی بالا و بهینه‌سازی مداوم این تدابیر می‌تواند به کاهش هزینه‌های انرژی کمک کند . بررسی دقیق این تدابیر و بهبود راهکارهایی برای بهینه‌سازی هزینه‌های انرژی آنها از اهمیت ویژه برخوردار است.
بیشتر بخوانید : راهکارهای کاهش هزینه دیتاسنتر
در مواجهه با چالش‌های هزینه‌های برق دیتاسنتر، انتخاب راهکارهای مناسب و هوشمندانه می‌تواند به بهبود کارایی انرژی و کاهش هزینه‌ها کمک کند .اتخاذ راهکارهای مناسب و قابل اجرا جهت مدیریت هزینه‌های برق امری حیاتی می‌شود. در این بخش، انواع راهکارهای موثری که می‌تواند به کاهش هزینه‌های برق دیتاسنترها کمک کند، مورد بررسی قرار می‌گیرد.
استفاده از سرورها و تجهیزات با کارایی بالا و مصرف انرژی پایین، هزینه‌های برق را به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهد. به عنوان مثال، جایگزینی سرورهای قدیمی با تجهیزات به‌روزتر می‌تواند به بهبود بهره‌وری انرژی و همچنین کاهش هزینه‌ها منجر شود. بر اساس آمار، تجهیزات جدید میتوانند تا 30٪ تا 40٪ مصرف انرژی را کاهش دهند.
سیستم های خنک کننده در دیتاسنترها یکی از پرمصرف ترین تجهیزات هستند که مدیریت مصرف انرژی آنها بسیار حائز اهمیت و اساسی است .از این رو می توان با استفاده از تکنیک و سیستم‌های خنک‌کننده هوشمند و با بهره‌وری بالا، علاوه بر حفظ شرایط ایده‌آل دما، به کاهش هزینه‌های انرژی نیز کمک می‌کند. تکنیک و سیستم هایی مثل :
انواع مختلفی از سیستم های خنک کننده مایع وجود دارد، از جمله سیستم های خنک کننده مستقیم مایع (DLC) و سیستم های خنک کننده غیر مستقیم مایع (CDU).
سیستم های DLC گرما را مستقیماً از CPU و سایر اجزای گرم کننده با استفاده از مایع خنک کننده جذب می کنند.
سیستم های CDU گرما را از هوای داخل دیتاسنتر با استفاده از مبدل حرارتی جذب می کنند.
در این تکنیک، رک های سرور به دو دسته "راهرو داغ" و "راهرو سرد" تقسیم می شوند. هوای گرم از طریق راهرو داغ به سمت سیستم های خنک کننده هدایت می شود و هوای سرد از طریق راهرو سرد به سمت سرورها هدایت می شود.
می توان از سنسورهای دما برای پایش دمای دیتاسنتر و تنظیم دمای سیستم های خنک کننده به صورت خودکار استفاده کرد. همچنین می توان از سیستم های کنترل هوشمند برای تنظیم دمای دیتاسنتر بر اساس نیاز استفاده کرد.
فن های با راندمان بالا از موتورهای الکتریکی با راندمان بالا و پره های فن طراحی شده برای افزایش جریان هوا استفاده می کنند. این نوع فن ها می توانند تا 30% مصرف انرژی را در مقایسه با فن های معمولی کاهش دهند.
این تکنیک که به عنوان "سرمایش رایگان" نیز شناخته می شود، روشی برای خنک کردن دیتاسنتر با استفاده از هوای خنک محیط خارجی است. این تکنیک می تواند به طور قابل توجهی باعث کاهش هزینه برق و هزینه های خنک کننده را در دیتاسنتر شود . در تکنیک Free Cooling، از مبدل حرارتی برای تبادل گرما بین هوای خنک محیط خارجی و آب سردی که در سیستم خنک کننده دیتاسنتر گردش می کند، استفاده می شود. در این فرآیند، هوای خنک محیط خارجی گرم شده و به بیرون تخلیه می شود، و آب سرد شده برای خنک کردن تجهیزات دیتاسنتر استفاده می شود.
روش Kyoto Cooling روشی خلاقانه برای خنک کردن دیتاسنترها است . این روش تا 92% مصرف انرژی را در مقایسه با سیستم‌های خنک کننده سنتی کاهش می‌دهد. این سیستم از چرخ حرارتی آلومینیومی برای خنک کردن دیتاسنترها استفاده می‌کند. این چرخ حرارتی در بیرون دیتاسنتر نصب می‌شود و هوای گرم محیط را به داخل خود می‌کشد. گرمای هوا توسط چرخ جذب شده و هوای خنک شده از طریق کانال‌ها به داخل دیتاسنتر هدایت می‌شود
خنک کردن دیتاسنتر در زیر آب به دلیل دمای ثابت و خنک آب، به مراتب آسانتر و کم مصرف تر از خنک کردن آن در خشکی است. به طور مثال، پروژه Natick شرکت مایکروسافت نشان داد که دیتاسنتر زیر آب این شرکت 86% مصرف برق کمتری نسبت به دیتاسنترهای مشابه در خشکی دارد .
استفاده از سیستم‌ها و نرم‌افزارهای مدیریتی جهت نظارت دقیق بر مصرف انرژی و بهینه‌سازی استفاده از منابع می تواند به طور موثری باعث کاهش مصرف برق شود. بطور مثل میتوان با اجرای یک سیستم نظارتی که اجزای فعال را در زمان‌های تعیین‌شده خاموش کند. یا تجزیه و تحلیل دقیق میزان مصرف برق تجهیزات و استفاده بهینه از منابع مانند باتری‌ها در ساعات کم‌فعالیت، تا 15٪ از هزینه‌های برق را کاهش داد.
استفاده از تکنولوژی‌های مجازی‌سازی و بهینه‌سازی بار کاری سرورها، می‌تواند به کاهش تعداد سرورها و بهبود بهره‌وری آنها منجر شود. این اقدام به تناسب میان مصرف انرژی و نیازهای دیتاسنتر کمک می‌کند.
استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر نظیر انرژی خورشیدی یا بادی، نه تنها هزینه‌های برق را کاهش می‌دهد بلکه به حفظ محیط زیست نیز کمک می‌کند. سرمایه‌گذاری در این زمینه می‌تواند به دیتاسنترها کمک کند تا به مرور زمان از منابع انرژی پایدارتر استفاده کنند.
استفاده از هوش مصنوعی به عنوان یک راهکار برجسته در بهینه‌سازی هزینه‌های برق دیتاسنترها به معنای واقعی کلمه است. این تکنولوژی پیشرفته می‌تواند در ایجاد سیستم‌های خودکار و هوشمند برای مدیریت بهینه انرژی به کار گرفته شود. با بهره‌گیری از الگوریتم‌های هوش مصنوعی، میتوان به‌طور دقیق تر مصرف انرژی را پیش‌بینی و کنترل کرد. سیستم‌های هوش مصنوعی میتوانند الگوریتم‌های پیشرفته برای مدیریت ترافیک داده، تنظیم دما و فعالیت سرورها، و حتی پیش‌بینی نیاز به انرژی را ارائه کنند.
به عنوان مثال، سیستم‌های هوش مصنوعی میتوانند به طور دقیق پیش‌بینی کنند که در چه زمانی بار کاری بیشتری رخ می‌دهد و سپس منابع انرژی را به شکلی هوشمندانه تنظیم کنند تا هزینه‌های انرژی به حداقل رسد. این راهکار نه تنها به بهره‌وری کلان دیتاسنتر کمک می‌کند بلکه در تصمیم‌گیری‌های دقیق در زمینه مدیریت انرژی نیز مؤثر می‌باشد.
استفاده از پیل‌های سوختی یا Fuel Cell ها یک راهکار نوآورانه و پایدار برای کاهش هزینه‌های برق دیتاسنتر می‌باشد. پیل‌های سوختی، دستگاه‌هایی هستند که با استفاده از واکنش شیمیایی میان سوخت (مانند هیدروژن یا گازهای متانول) و اکسیژن هوا، انرژی الکتریکی تولید می‌کنند. این تکنولوژی به عنوان یک منبع انرژی پاک و با کارایی بالا شناخته شده است.
با استفاده از Fuel Cell ها به‌عنوان منبع اصلی یا پشتیبانی برق دیتاسنتر، میتوان هزینه‌های انرژی را کاهش داد. این سلول‌ها علاوه بر اینکه تمیز و پایدار هستند، از نظر کارایی نیز بسیار بهینه عمل می‌کنند. همچنین، با استفاده از تکنولوژی Fuel Cell، از وابستگی به منابع انرژی سنتی مانند برق شهری یا سوخت فسیلی جلوگیری می‌شود، که در نهایت منجر به کاهش هزینه‌ها و حفظ محیط زیست می‌شود.
آموزش کارکنان مرکز داده در مورد شیوه های کارآمد انرژی، فرهنگ صرفه جویی در انرژی را تقویت می کند. اقدامات ساده، مانند خاموش کردن تجهیزات در صورت عدم استفاده، به صرفه جویی قابل توجهی در انرژی کمک می کند.
نتیجه گیری
در دنیای مدرن و پویا امروزی ، دیتاسنترها به عنوان مرکز حیاتی اطلاعات و فعالیت‌های تجاری اهمیت زیادی دارند و با توجه به رشد سریع تقاضا برای خدمات آنلاین، اقدام فوری برای کاهش مصرف برق در دیتاسنترها امری ضروری است. افزایش فوریت اجرای این راهکارها، نه تنها به کاهش هزینه‌ها کمک می‌کند بلکه به ارتقاء پایداری و بهره‌وری دیتاسنترها نیز همگام باشد. تمامی راهکارهای ارائه شده در مقاله میتوانند به طرز قابل توجهی باعث کاهش مصرف برق شوند و انتخاب مناسب ترین روش بستگی به اندازه و بودجه عملیاتی دیتاسنتر شما دارد.
بعد از ورود به حساب کاربری می توانید دیدگاه خود را ثبت کنید
