Einführung in das Rechenzentrum
In einem typischen Rechenzentrum wird elektrische Energie zum Betreiben von Geräten der Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) und ihrer unterstützenden Einrichtungen verwendet. Etwa 45% der elektrischen Energie wird von IKT-Geräten verbraucht, zu denen Server, Speicher und Netzwerke gehören. Die restlichen 55% der elektrischen Energie werden von Einrichtungen verbraucht, zu denen Stromverteilungssysteme, unterbrechungsfreie Stromversorgungen, Kältemaschinen, Klimaanlagen für Computerräume, Lampen usw. gehören. Die Verbesserung des Energieverbrauchs von IKT-Geräten und -Anlagen ist für eine effiziente Energienutzung unerlässlich. In vielen Studien wurde nachgewiesen, dass durch menschliche Aktivitäten, die zur globalen Erwärmung führen, die Treibhausgase zunehmen. Bevor wir uns mit dem Rechenzentrumsmanagement befassen, werfen wir einen Blick auf die Einführung in das Rechenzentrum .
Rechenzentren und globale Erwärmung
Menschen erzeugen alle Arten von Wärme, indem sie Lebensmittel kochen, Waren herstellen, Häuser bauen, Personen- und Güterverkehr sowie IKT-Aktivitäten durchführen. Die IKT sind nach wie vor eine allgegenwärtige Kraft in der Weltwirtschaft, zu der Internet-Surfen, Computer, Online-Einkauf, Online-Banking, Mobiltelefon, soziale Netzwerke, medizinische Dienstleistungen und Exascale-Computer (Supercomputer) gehören. Sie alle benötigen Energie in Rechenzentren und geben dadurch Wärme ab. Ein Watt Input zur Datenverarbeitung ergibt 1 Watt Heizleistung. Infolgedessen verbrauchen alle Rechenzentren Energie und geben Wärme ab. Wir können nicht aufhören, Wärme abzugeben, aber wir können die Wärmeabgabe reduzieren, indem wir den Energieeintrag effizient steuern.
Rechenzentrums-Definition
Der Begriff "Rechenzentrum" bedeutet für verschiedene Personen unterschiedlich. Einige der verwendeten Namen umfassen Rechenzentrum, Datenhalle, Datenfarm, Data Warehouse, Computerraum, Serverraum, Forschungs- und Entwicklungssoftwarelabor, Hochleistungslabor, Hosting-Einrichtung, Colocation und so weiter. Die US-Umweltschutzbehörde definiert ein Rechenzentrum als:
„In erster Linie elektronische Geräte für die Datenverarbeitung (Server), Datenspeicherung (Speichergeräte) und Kommunikation (Netzwerkgeräte). Gemeinsam verarbeitet, speichert und überträgt dieses Gerät digitale Informationen. “
„Spezielle Stromumwandlungs- und Backup-Geräte zur Aufrechterhaltung einer zuverlässigen und hochwertigen Stromversorgung sowie Geräte zur Umgebungskontrolle zur Aufrechterhaltung der richtigen Temperatur und Luftfeuchtigkeit für die IKT-Geräte.“
Rechenzentren sind in alle Lebensbereiche von Amazon, AT & T, CIA, Citibank, Disneyworld, eBay, FAA, Facebook, FEMA, FBI, Harvard-Universität, IBM, Mayo-Klinik, NASA, NASDAQ, State Farm, US-Regierung, Twitter, Walmart, Yahoo, Zillow usw. Diese A – Z-Liste spiegelt die „Grundbedürfnisse“ von Nahrungsmitteln, Kleidung, Unterkünften, Transportmitteln, Gesundheitsfürsorge und sozialen Aktivitäten wider, die die Beziehungen zwischen Individuen innerhalb einer Gesellschaft abdecken. Ein Rechenzentrum kann Strom von 1 bis über 500 MW verbrauchen. Unabhängig von Größe und Zweck erfüllen alle Rechenzentren einen Zweck, nämlich die Verarbeitung von Informationen.
Energieverbrauchsentwicklung und effizienter Umgang mit Strom
Infolge zunehmender Aktivitäten wie Big-Data-Analytics, Online-Dienste, mobiles Breitband, soziale Aktivitäten, kommerzielles Geschäft, produzierendes Geschäft, Gesundheitswesen, Bildung, Medizin, Wissenschaft und Ingenieurwesen wird der Energiebedarf weiter steigen. In einem Rechenzentrum befinden sich IKT-Geräte und Einrichtungen zur Kühlung von IKT-Geräten. Während die Luftkühlung nach wie vor die wirtschaftlichste Methode zum Kühlen von Servern in Racks ist, ist die Wasserkühlung die effizienteste Methode zum Entfernen der von Prozessoren erzeugten Wärme.
Möglichkeiten zum Einsparen von Energie auf Serverebene umfassen die Verwendung von ENERGY STAR-Geräten, Wasserkühlungsservern, Solid-State-Laufwerken und Lüftern mit variabler Drehzahl in Servern. Virtualisierung könnte angewendet werden, um die Auslastungseffizienz des Servers zu verbessern.
Verschiedene Arten von Rechenzentren
Virtualisierungs-Rechenzentrum . Virtualisierung ist eine Methode zum Ausführen mehrerer unabhängiger virtueller Betriebssysteme auf einem einzelnen physischen Computer. Auf diese Weise kann die gleiche Verarbeitungsmenge auf weniger Servern ausgeführt werden, indem die Serverauslastung erhöht wird. Anstatt viele Server mit geringer CPU-Auslastung zu betreiben, kombiniert die Virtualisierung die Verarbeitungsleistung auf weniger Servern, die mit höherer Auslastung betrieben werden.
Cloud Computing-Rechenzentrum . Cloud Computing ist ein sich entwickelndes Modell. Es zeichnet sich durch einfachen Zugriff auf Abruf, schnelle Anpassbarkeit, Flexibilität, Kosteneffizienz und Self-Service aus, um den Pool von Computerressourcen, zu denen Server, Speicher, Netzwerke, Anwendungen und Dienste gehören, gemeinsam zu nutzen. Cloud-Kapazität konnte schnell bereitgestellt, gesteuert und gemessen werden. Cloud Computing bietet verschiedene Servicemodelle, darunter Software als Service (SaaS), Infrastruktur als Service (IaaS) und Plattform als Service (PaaS). HPs „Everything as a Service“ bietet das folgende Servicemodell: „Über die Cloud wird alles als Service bereitgestellt, von der Rechenleistung über Geschäftsprozesse bis hin zu persönlichen Interaktionen.“ Cloud-Computing wird in öffentlichen, privaten, kommunalen oder öffentlichen Umgebungen bereitgestellt Hybrid-Cloud-Modelle. Dies kommt den Managern von Rechenzentren zugute, indem sie Ressourcenpools anbieten und die Ressourcennutzung bei geringeren Kosten optimieren. IDC schätzt, dass bis 2015 20% der Informationen durch Cloud Computing „berührt“ werden.
Software-Defined Data Center . Das von VMware entwickelte Software-Defined Data Center (SDDC) ist ein Architekturansatz, bei dem die gesamte IKT-Infrastruktur (Server, Speicher, Netzwerk und Sicherheit) durch ein hardwareunabhängiges Verwaltungssystem virtualisiert wird. SDDC kann ein Baustein für Cloud sein, oder Cloud kann eine Erweiterung eines SDDC sein. Virtuelle Maschinen können in wenigen Minuten mit wenig menschlichem Aufwand bereitgestellt werden. Provisioning-Anwendungen können in wenigen Minuten einsatzbereit sein, wodurch sich die Amortisationszeit verkürzt. SDDC maximiert die Auslastung der physischen Infrastruktur. Infolgedessen reduziert SDDC die Investitionsausgaben, verbessert die Auslastung der Ressourcen, verbessert die betriebliche Effizienz und steigert die IKT-Produktivität. SDDC wird wahrscheinlich die Hardwarekosten für Rechenzentren senken.
