تا چند سال پیش، شاید تصورش هم سخت بود که «مراکز داده» بتوانند به‌اندازه یک کشور پرجمعیت انرژی مصرف کنند—اما امروز این واقعیت است!
با رشد خیره‌کننده فناوری‌های دیجیتال، مراکز داده در سراسر جهان نه‌تنها به ستون فقرات زیرساخت اطلاعاتی تبدیل شده‌اند، بلکه به یکی از بزرگ‌ترین مصرف‌کننده‌های انرژی نیز بدل شده‌اند.
در چنین شرایطی، افزایش بهره‌وری در مراکز داده نه‌تنها ضرورتی اقتصادی، بلکه الزام راهبردی در مسیر پایداری زیست‌محیطی و توسعه زیرساخت‌های هوشمند محسوب می‌شود.
مدیران و متخصصان فناوری اطلاعات باید با شناخت دقیق راهکارهای مؤثر، هزینه‌های عملیاتی را کاهش داده و بازدهی تجهیزات را بهینه نمایند.
این مقاله با رویکردی جامع، به بررسی راهبردهای کلیدی برای افزایش بهره‌وری در مراکز داده می‌پردازد؛
راهبردهایی که می‌توانند به تصمیم‌گیران کمک کنند تا در مسیر بهینه‌سازی منابع، افزایش کارایی و کاهش اتلاف انرژی گام‌های مؤثری بردارند.
در بطن زیرساخت‌های حیاتی دنیای دیجیتال امروز، مراکز داده به عنوان قلب تپنده پردازش و ذخیره‌سازی اطلاعات، نقشی انکارناپذیر ایفا می‌کنند. اما این قدرت محاسباتی عظیم، با مصرف قابل توجه انرژی همراه است. از این رو، درک عمیق از مفهوم بهره‌وری در این اکوسیستم پیچیده، نخستین گام اساسی در راستای بهینه‌سازی عملکرد و کاهش هزینه‌های عملیاتی به شمار می‌رود.
به بیان ساده، راهبردهای افزایش بهره‌وری در مرکز داده، مجموعه اقداماتی هدفمند و هوشمندانه هستند که با هدف حداکثرسازی کارایی در استفاده از منابع انرژی و کاهش اتلاف آن در تمامی سطوح عملکردی مرکز داده از سیستم‌های سرمایشی و تهویه گرفته تا تجهیزات IT و زیرساخت‌های الکتریکی طراحی و اجرا می‌شوند.
بهره‌وری انرژی در مراکز داده را می‌توان به عنوان نسبت میان کار مفید انجام شده (مانند پردازش داده‌ها و ارائه خدمات) به میزان انرژی مصرف شده برای دستیابی به آن کارایی تعریف نمود. این مفهوم فراتر از صرفه‌جویی ساده در مصرف برق بوده و بر بهینه‌سازی فرآیندها، انتخاب فناوری‌های کارآمدتر و مدیریت هوشمندانه منابع تمرکز دارد تا با کمترین میزان انرژی ورودی، بیشترین بازدهی حاصل گردد.
در میان شاخص‌های متعددی که برای سنجش عملکرد بهره‌وری مراکز داده مورد استفاده قرار می‌گیرند، "Power Usage Effectiveness" یا PUE جایگاه ویژه‌ای دارد. PUE به عنوان نسبت کل انرژی مصرفی مرکز داده به انرژی مصرفی تجهیزات IT تعریف می‌شود. این معیار به مدیران مراکز داده کمک می‌کند تا میزان انرژی غیر IT (مانند خنک‌سازی، روشنایی و سایر زیرساخت‌ها) را در مقایسه با انرژی مورد نیاز برای عملکرد اصلی تجهیزات محاسباتی ارزیابی کرده و نقاط ضعف و فرصت‌های بهبود را شناسایی نمایند.
اهمیت PUE از آنجا نشأت می‌گیرد که یک مقدار پایین‌تر نشان‌دهنده بهره‌وری بالاتر و اتلاف انرژی کمتر است.
اگرچه PUE یک شاخص کلیدی است، اما برای داشتن یک دیدگاه جامع از عملکرد بهره‌وری، استفاده از سایر معیارها نیز ضروری است. از جمله مهم‌ترین این شاخص‌ها می‌توان به "Data Center Infrastructure Efficiency" یا DCIE (که معکوس PUE است و به صورت درصد بیان می‌شود)، "Carbon Usage Effectiveness" یا CUE (که میزان انتشار کربن مرتبط با مصرف انرژی را اندازه‌گیری می‌کند) و "Water Usage Effectiveness" یا WUE (که میزان آب مصرفی در مرکز داده را ارزیابی می‌کند) اشاره نمود.
درک و پایش مستمر این شاخص‌ها، سازمان‌ها را قادر می‌سازد تا اثربخشی راهبردهای بهره‌وری خود را ارزیابی و در جهت بهبود مستمر آن‌ها گام بردارند.
پیش از آنکه بتوان راهبردهای بهره‌وری را به نحو مؤثری پیاده‌سازی نمود، نخستین گام حیاتی، شناسایی دقیق نقاطی است که انرژی در مرکز داده به هدر می‌رود. این فرآیند مستلزم یک رویکرد سیستماتیک و مبتنی بر داده است تا بتوان گلوگاه‌های مصرف بی‌رویه را تشخیص داده و برای رفع آن‌ها برنامه‌ریزی نمود.
قلب فرآیند شناسایی، اندازه‌گیری دقیق و مستمر مصرف انرژی در بخش‌های مختلف مرکز داده است. بدین منظور، استفاده از حسگرهای پیشرفته که قادر به مانیتورینگ لحظه‌ای دما، رطوبت، جریان هوا و مصرف برق تجهیزات گوناگون هستند، امری ضروری به نظر می‌رسد.
در کنار حسگرها، سیستم‌های مدیریت زیرساخت مرکز داده (DCIM) نقش کلیدی در جمع‌آوری، تحلیل و ارائه داده‌های حاصل ایفا می‌کنند. این سیستم‌ها با تجمیع اطلاعات از منابع مختلف، دید جامعی از الگوی مصرف انرژی ارائه داده و امکان تشخیص ناهنجاری‌ها و نقاط پرمصرف را فراهم می‌آورند.
یکی از زمینه‌های رایج اتلاف انرژی در مراکز داده، مدیریت نامناسب جریان هوا است. تشکیل راهروهای گرم و سرد به صورت صحیح و اطمینان از جداسازی مؤثر هوای سرد ورودی از هوای گرم خروجی تجهیزات، نقش بسزایی در افزایش کارایی سیستم‌های خنک‌کننده دارد.
تشخیص نقاطی که در آن‌ها اختلاط هوا رخ می‌دهد یا جریان هوای بای‌پس وجود دارد، از طریق بررسی فیزیکی و داده‌های حسگرها امکان‌پذیر است.
علاوه بر موارد فوق، شناخت سناریوهای رایج اتلاف انرژی می‌تواند فرآیند بهینه‌سازی را تسریع بخشد. این سناریوها شامل مواردی نظیر:
با شناسایی دقیق این سناریوها از طریق داده‌های اندازه‌گیری و تحلیل‌های DCIM، می‌توان راهکارهای مؤثری نظیر تنظیم دقیق دما، جایگزینی تجهیزات فرسوده، مجازی‌سازی سرورها و پیکربندی صحیح تنظیمات مدیریت توان را برای رفع آن‌ها به کار بست و گامی مؤثر در جهت افزایش بهره‌وری مرکز داده برداشت.
در جستجوی دستیابی به مراکزداده‌ای کارآمد و پایدار، مدیران و متخصصان همواره به دنبال راهکارهای عملی و موثر هستند.
خوشبختانه، مجموعه‌ای از راهبردهای تأییدشده و اثبات‌شده وجود دارد که با اجرای دقیق آن‌ها می‌توان گام‌های بلندی در جهت ارتقای بهره‌وری انرژی برداشت.
در این بخش، به بررسی ۱۰ راهبرد طلایی می‌پردازیم که نه تنها از نظر تئوری بلکه در عمل نیز اثربخشی خود را به اثبات رسانده‌اند.
یکی از نقاطی که مصرف انرژی قابل توجهی در مراکز داده دارد، سیستم‌های خنک‌کننده هستند. استفاده از فن‌های با سرعت متغیر (Variable Speed Fans) یک راهکار هوشمندانه برای کاهش این مصرف است.
این فن‌ها قادرند سرعت چرخش خود را بر اساس بار کاری و دمای محیط تنظیم کنند. به عبارت دیگر، زمانی که نیاز به خنک‌سازی کمتری وجود دارد، سرعت فن‌ها کاهش یافته و در نتیجه، انرژی کمتری مصرف می‌شود.
تحقیقات نشان داده‌اند که این تغییر ساده می‌تواند تا ۲۰ درصد صرفه‌جویی در مصرف انرژی سیستم‌های خنک‌کننده به همراه داشته باشد.
برای سخت‌افزارهای با عملکرد بالا که گرمای زیادی تولید می‌کنند، روش‌های خنک‌کننده مبتنی بر هوا ممکن است کارایی لازم را نداشته باشند.
در چنین سناریوهایی، استفاده از خنک‌کننده‌های مایع (Liquid Cooling) یک راهکار پیشرفته و بسیار موثر است.
این سیستم‌ها با گردش مایع خنک‌کننده در تماس مستقیم با قطعات گرم، گرمای تولید شده را به طور موثرتری دفع می‌کنند.
اگرچه ممکن است نیازمند سرمایه‌گذاری اولیه بیشتری باشند، اما خنک‌کننده‌های مایع می‌توانند به کاهش چشمگیر مصرف انرژی و همچنین کاهش نویز محیط کمک کنند.
باورهای قدیمی مبنی بر لزوم نگهداری اتاق سرور در دماهای بسیار پایین، اغلب منجر به مصرف بی‌رویه انرژی می‌شود.
خوشبختانه، سازمان ASHRAE (انجمن مهندسین گرمایش، تبرید و تهویه مطبوع آمریکا) دستورالعمل‌های دقیقی را در خصوص دما و رطوبت بهینه برای عملکرد تجهیزات IT ارائه کرده است.
تنظیم دمای اتاق سرور بر اساس این استانداردها، نه تنها به عملکرد صحیح تجهیزات آسیبی نمی‌رساند، بلکه می‌تواند به طور قابل توجهی مصرف انرژی سیستم‌های خنک‌کننده را کاهش دهد.
افزایش چند درجه‌ای دما در محدوده مجاز ASHRAE می‌تواند صرفه‌جویی انرژی قابل توجهی را به همراه داشته باشد.
یکی از راهکارهای مؤثر در کاهش مصرف انرژی و تولید حرارت در مراکز داده، به‌کارگیری درایوهای کم‌مصرف به جای مدل‌های پرمصرف‌تر است.
علاوه بر این، جایگزینی هارد دیسک‌های سنتی (HDD) با درایوهای حالت جامد (SSD)، نه تنها منجر به کاهش قابل توجه مصرف انرژی می‌شود، بلکه عملکرد و سرعت دسترسی به داده‌ها را نیز به مراتب ارتقا می‌بخشد.
اگرچه ممکن است هزینه اولیه SSDها بیشتر باشد، اما طول عمر بالاتر و مصرف انرژی پایین‌تر، آن‌ها را به یک سرمایه‌گذاری بلندمدت ارزشمند تبدیل می‌کند.
در دنیای امروز، دیگر لزومی ندارد که تمامی بارهای کاری IT در محل سازمان مستقر باشند.
انتقال برخی از بارهای کاری به فضای ابری یا استفاده از خدمات مراکز هم‌مکان (Colocation) می‌تواند راهکار هوشمندانه‌ای برای بهینه‌سازی مصرف انرژی باشد.
ارائه‌دهندگان این خدمات، اغلب زیرساخت‌های خود را به گونه‌ای طراحی می‌کنند که از بالاترین سطح بهره‌وری انرژی برخوردار باشند و از مقیاس اقتصادی برای کاهش هزینه‌ها بهره ببرند.
مجازی‌سازی سرورها و تلفیق زیرساخت‌های IT، یک رویکرد قدرتمند در جهت کاهش تعداد سرورهای فیزیکی مورد نیاز و در نتیجه، کاهش مصرف انرژی و نیاز به سیستم‌های خنک‌کننده است.
با استفاده از نرم‌افزارهای مجازی‌سازی، می‌توان چندین ماشین مجازی را بر روی یک سرور فیزیکی اجرا کرد و از ظرفیت سخت‌افزاری موجود به شکل بهینه‌تری بهره برد.
این امر نه تنها باعث کاهش هزینه‌های سخت‌افزاری و انرژی می‌شود، بلکه مدیریت و نگهداری زیرساخت را نیز تسهیل می‌بخشد.
یکی از بنیادی‌ترین و در عین حال کارآمدترین رویکردها در مدیریت حرارتی مراکز داده، استقرار اصولی جداسازی راهروهای گرم و سرد است.
با محصور کردن هوای سرد ورودی به تجهیزات IT در راهروهای سرد و هدایت هوای گرم خروجی به راهروهای گرم، از اختلاط این دو جریان جلوگیری شده و راندمان سیستم‌های خنک‌کننده به طرز چشمگیری افزایش می‌یابد.
این امر نه تنها نیاز به سرمایش اضافی را کاهش می‌دهد، بلکه طول عمر تجهیزات را نیز بهبود می‌بخشد.
سیستم‌های تهویه مطبوع اتاق کامپیوتر (CRAC) و هواسازهای اتاق کامپیوتر (CRAH)، از بزرگ‌ترین مصرف‌کنندگان انرژی در مراکز داده به شمار می‌روند.
بهینه‌سازی عملکرد آن‌ها از طریق تنظیم دقیق نقاط تنظیم دما بر اساس دستورالعمل‌های ASHRAE،
استفاده از الگوریتم‌های کنترل هوشمند برای تطبیق ظرفیت خنک‌کننده با بار حرارتی واقعی،
و پیاده‌سازی مکانیسم‌های خاموشی هوشمند در زمان‌های کم‌باری، می‌تواند منجر به صرفه‌جویی قابل توجهی در مصرف انرژی گردد.
جریان هوای بای‌پس، به عبور هوای سرد از منافذ و شکاف‌های موجود در رک‌ها و کف کاذب بدون رسیدن به تجهیزات IT اطلاق می‌شود.
مسدود کردن این مسیرهای هدررفت انرژی با استفاده از پنل‌های مسدودکننده، نوارهای درزگیر و مدیریت کابل‌کشی اصولی، به هدایت مؤثرتر هوای سرد به سمت تجهیزات و افزایش راندمان خنک‌کننده کمک می‌کند.
مدیریت صحیح استقرار تجهیزات در رک‌ها و اطمینان از گردش هوای مناسب در داخل آن‌ها نیز از اهمیت بالایی برخوردار است.
بهره‌گیری از منابع سرمایش طبیعی و رایگان محیطی، موسوم به "Free Cooling"، یک راهبرد هوشمندانه برای کاهش وابستگی به سیستم‌های تبرید مکانیکی و در نتیجه، کاهش چشمگیر مصرف انرژی است.
استفاده از هوای خنک بیرون در فصول سرد سال، تبخیر مستقیم یا غیرمستقیم آب، و زمین‌خنک‌کنی، نمونه‌هایی از فناوری‌های Free Cooling هستند که بسته به شرایط جغرافیایی و اقلیمی، می‌توانند به طور مؤثری در کاهش هزینه‌های انرژی مراکز داده نقش ایفا کنند.
در عصر حاضر، دستیابی به بهره‌وری حداکثری در مراکز داده بدون تکیه بر ابزارها و فناوری‌های نوین، امری بس دشوار می‌نماید.
اینجاست که قدرت تکنولوژی به مثابه یک کاتالیزور، فرآیند بهینه‌سازی را تسریع بخشیده و امکان مدیریت هوشمندانه منابع را فراهم می‌آورد.
استفاده استراتژیک از فناوری‌های پیشرفته نه تنها به کاهش مصرف انرژی منجر می‌شود، بلکه پایش دقیق‌تر عملکرد و پیشگیری از اختلالات احتمالی را نیز ممکن می‌سازد.
در قلب این تحول فناورانه، نرم‌افزارهای مدیریت زیرساخت مرکز داده (DCIM) قرار دارند.
این راهکارهای جامع، دیدی یکپارچه از تمامی جنبه‌های عملکردی مرکز داده، از مصرف انرژی و وضعیت تجهیزات گرفته تا شرایط محیطی و ظرفیت منابع، در اختیار مدیران قرار می‌دهند.
قابلیت‌های کلیدی DCIM شامل پایش لحظه‌ای مصرف انرژی، مدیریت دارایی‌ها، برنامه‌ریزی ظرفیت، شبیه‌سازی سناریوهای مختلف و ارائه گزارش‌های تحلیلی دقیق می‌باشد.
با بهره‌گیری از این نرم‌افزارها، سازمان‌ها قادر خواهند بود الگوهای مصرف را شناسایی، نقاط پرمصرف را بهینه ساخته و تصمیمات آگاهانه‌تری در راستای افزایش بهره‌وری اتخاذ نمایند.
ظهور هوش مصنوعی (AI) و یادگیری ماشین (ML) افق‌های جدیدی در زمینه بهینه‌سازی مصرف انرژی در مراکز داده گشوده است.
الگوریتم‌های پیشرفته AI قادرند با تحلیل حجم وسیعی از داده‌های تاریخی و لحظه‌ای، الگوهای پیچیده مصرف انرژی را پیش‌بینی کرده و توصیه‌هایی هوشمندانه برای تنظیم پارامترهای عملکردی ارائه دهند.
از تنظیم خودکار سرعت فن‌ها و سیستم‌های خنک‌کننده بر اساس پیش‌بینی بار کاری گرفته تا شناسایی زودهنگام ناهنجاری‌های مصرف، هوش مصنوعی به مراکز داده کمک می‌کند تا به سطوح بی‌سابقه‌ای از بهره‌وری دست یابند.
علاوه بر نرم‌افزار، انتخاب و استقرار سخت‌افزارهای بهینه نیز نقش بسزایی در افزایش بهره‌وری ایفا می‌کند.
واحدهای توزیع برق هوشمند (PDU) با قابلیت پایش دقیق مصرف هر دستگاه و کنترل از راه دور، امکان مدیریت بهینه‌تر توان را فراهم می‌آورند.
استفاده از کف کاذب با طراحی استاندارد و دریچه‌های هوای مناسب، به توزیع کارآمدتر جریان هوا و جلوگیری از ایجاد نقاط داغ کمک می‌کند.
همچنین، انتخاب منابع تغذیه کارآمد (PSU) با گواهینامه‌های معتبر و تجهیزات خنک‌کننده با بازدهی بالا، از جمله دیگر اقداماتی است که در سطح سخت‌افزاری به بهبود بهره‌وری منجر می‌گردد.
به کارگیری هوشمندانه این ابزارها و فناوری‌ها، مراکز داده را در مسیر پایداری و کاهش هزینه‌های عملیاتی هدایت خواهد کرد.
در تلاش برای دستیابی به یک مرکز داده کارآمد و بهینه، گاهی اوقات مدیران ناخواسته مرتکب اشتباهاتی می‌شوند که نه تنها مانع از تحقق اهداف بهره‌وری می‌گردد،
بلکه می‌تواند هزینه‌های عملیاتی را نیز به طور قابل توجهی افزایش دهد.
شناسایی و اجتناب از این دام‌های رایج، گامی حیاتی در جهت تضمین موفقیت راهبردهای بهینه‌سازی به شمار می‌رود.
یکی از اشتباهات پرتکرار، اصرار بر خنک نگه داشتن بیش از حد محیط مرکز داده است.
این تصور نادرست که تجهیزات IT برای عملکرد صحیح نیازمند دمای بسیار پایین هستند، منجر به مصرف بی‌رویه انرژی توسط سیستم‌های خنک‌کننده می‌گردد.
همان‌طور که استانداردهای ASHRAE نیز تصریح می‌کنند، بسیاری از تجهیزات مدرن قادر به عملکرد ایمن و کارآمد در دماهای بالاتر هستند.
بنابراین، کاهش غیرضروری دما، نه تنها بهره‌وری انرژی را به شدت کاهش می‌دهد، بلکه عمر مفید تجهیزات خنک‌کننده را نیز کوتاه‌تر می‌کند.
عدم مدیریت صحیح جریان هوا و نادیده گرفتن توزیع دما در سراسر مرکز داده، از دیگر اشتباهات رایج است.
ایجاد نقاط داغ (Hot Spots) و سرد (Cold Spots) ناشی از گردش نامناسب هوا، می‌تواند منجر به کاهش کارایی تجهیزات، افزایش خطر خرابی و در نهایت، هدررفت انرژی گردد.
تنظیم دقیق سرعت فن‌ها، استفاده از محفظه‌بندی راهروهای گرم و سرد، و اطمینان از عدم وجود موانع در مسیر جریان هوا، از جمله اقداماتی ضروری برای جلوگیری از این مشکل است.
در نهایت، اتخاذ تصمیمات بدون تکیه بر داده‌های دقیق و به‌روز محیطی، می‌تواند تلاش‌های بهینه‌سازی را بی‌اثر سازد.
عدم پایش مستمر دما، رطوبت، و مصرف انرژی در نقاط مختلف مرکز داده، مدیران را از وضعیت واقعی عملکرد سیستم‌ها بی‌اطلاع گذاشته و مانع از شناسایی مشکلات و اعمال تنظیمات بهینه می‌گردد.
استفاده از سیستم‌های مانیتورینگ پیشرفته و نرم‌افزارهای DCIM برای جمع‌آوری و تحلیل داده‌های محیطی، ابزاری قدرتمند در جهت اتخاذ تصمیمات آگاهانه و اثربخش در راستای افزایش بهره‌وری به شمار می‌رود.
در این مقاله، با مجموعه‌ای از راهبردهای بنیادین برای ارتقای بهره‌وری در قلب تپنده زیرساخت دیجیتال، یعنی مراکز داده، آشنا شدیم.
از معماری هوشمندانه و ارتقای سخت‌افزاری گرفته تا مدیریت هوشمندانه انرژی و به‌کارگیری نرم‌افزارهای نوین، هر یک از این رویکردها قطعه‌ای از پازل پیچیده بهینه‌سازی مصرف انرژی را تشکیل می‌دهند.
به‌یاد داشته باشید که پیاده‌سازی ترکیبی از این راهکارها، اثربخشی تلاش‌های شما را دوچندان خواهد کرد.
تعلل در بهینه‌سازی مرکز داده دیگر جایز نیست. افزایش روزافزون هزینه‌های انرژی، نگرانی‌های زیست‌محیطی و نیاز به زیرساختی پایدار و کارآمد، همگی ضرورت اقدام فوری را گوشزد می‌کنند.
با بهینه‌سازی مصرف انرژی، نه تنها هزینه‌های عملیاتی خود را به طور چشمگیری کاهش می‌دهید، بلکه گامی مؤثر در جهت حفظ محیط زیست و ارتقای اعتبار سازمان خود برمی‌دارید.
برای دریافت مشاوره تخصصی در زمینه بهینه‌سازی مصرف انرژی مرکز داده خود و برداشتن نخستین گام‌های عملی در این مسیر حیاتی،همین امروز با کارشناسان فیدار کوثر تماس بگیرید.
تیم متخصص ما با ارائه راهکارهای سفارشی و مبتنی بر نیازهای منحصربه‌فرد کسب‌وکار شما، همراه و راهنمای شما خواهد بود.
بعد از ورود به حساب کاربری می توانید دیدگاه خود را ثبت کنید
