Руководство по эффективности водопользования в центрах обработки данных

Узнайте, почему эффективность использования воды (WUE) имеет ключевое значение для устойчивых центров обработки данных, и ознакомьтесь с передовыми методами оптимизации водопользования.

Эффективное использование энергии является одним из важных компонентов устойчивости центра обработки данных . Но использование воды играет не менее важную роль в устойчивости для операторов центров обработки данных. Фактически, эффективность использования воды, как ожидается, станет еще более важной в ближайшие годы из-за растущего дефицита грунтовых вод .

Вот почему эффективность использования воды (WUE) является важнейшим показателем для операторов центров обработки данных. Как объясняется в этом руководстве, WUE помогает центрам обработки данных отслеживать, сколько воды они используют, а также находить способы оптимизации использования воды.

Что такое эффективность использования воды (ЭИВ)?

Эффективность использования воды (WUE) — это показатель, который измеряет, насколько эффективно центры обработки данных используют воду.

WUE рассчитывается путем сравнения общего количества воды, потребляемой центром обработки данных, с количеством энергии, потребляемой его ИТ-оборудованием. Это означает, что WUE не является мерой того, сколько воды потребляет центр обработки данных в целом. Вместо этого это средство оценки того, сколько воды использует объект относительно объема ИТ-оборудования, размещенного в здании.

Метрика WUE была разработана The Green Grid , некоммерческой организацией, занимающейся повышением эффективности центров обработки данных, в 2011 году. Она служит той же цели, что и метрики, такие как эффективность использования энергии , которые также помогают измерить устойчивость работы центров обработки данных.

Как центры обработки данных используют воду?

Чтобы полностью понять, почему отслеживание WUE так важно и какие факторы влияют на расчеты WUE, необходимо сначала понять, как и почему центры обработки данных потребляют воду.

Основной способ использования воды в центрах обработки данных — охлаждение . Хотя системы охлаждения на основе воды для центров обработки данных различаются по конструкции, большинство из них работают с использованием воды для поглощения тепла от ИТ-оборудования. Затем они перемещают нагретую воду в места, где ее можно выбросить в окружающую среду в виде жидкости или испарить в газ.

Такой подход к охлаждению ЦОД необходим для большинства крупных объектов, поскольку они содержат много ИТ-оборудования, а это оборудование генерирует много тепла. В то время как системы охлаждения с охлажденным воздухом, не требующие значительного количества воды, могут быть достаточны для небольших ЦОД, многим крупным ЦОД необходимо полагаться на воду как на ключевой ингредиент в процессе охлаждения.

Как рассчитать WUE

Для расчета WUE вам понадобятся две точки данных:

Общее количество воды, потребляемое вашим центром обработки данных, измеряемое в литрах за фиксированный период.
Общее количество энергии, потребленной ИТ-оборудованием вашего центра обработки данных, измеряемое в киловатт-часах (кВт-ч) за тот же период.

Затем разделите первое число на второе, чтобы рассчитать WUE.

Например, если ваш центр обработки данных потребляет 100 000 литров воды в день и 50 000 киловатт-часов энергии, ваш расчет WUE будет следующим:

100 000 л / 50 000 кВтч = 2,0 л/кВтч

В этом упрощенном примере мы рассчитали WUE на основе ежедневных измерений потребления воды и энергии . Для более точного расчета следует рассчитать WUE на основе ежемесячных или (еще лучше) годовых данных о потреблении воды и энергии. Это связано с тем, что краткосрочные колебания потребления ресурсов могут привести к нерепрезентативным расчетам, если вы отслеживаете WUE на основе использования за один день.

Преимущества эффективности использования воды

Расчет WUE дает несколько ключевых преимуществ:

Оценка устойчивости : поскольку вода является конечным ресурсом, знание того, насколько эффективно ваш центр обработки данных ее использует, является ключевым аспектом измерения общей устойчивости.
Сокращение расходов : Вода стоит денег. Знание того, насколько эффективно ваш центр обработки данных использует воду, важно для того, чтобы не тратить деньги впустую.
Оптимизация эффективности системы охлаждения : поскольку основное использование воды в центрах обработки данных — охлаждение, отслеживание WUE позволяет увидеть, насколько эффективно работают системы охлаждения. Системы, потребляющие большие объемы воды по сравнению с поддерживаемым ими ИТ-оборудованием, могут работать плохо.
Улучшение отношений с обществом : отслеживание и предоставление отчетов по показателям WUE может помочь операторам центров обработки данных развеять опасения местных сообществ по поводу чрезмерного потребления воды их объектами.

Таким образом, отслеживание WUE важно не только для обеспечения устойчивости, но и для достижения бизнес-целей центра обработки данных.

Проблемы и ограничения эффективности водопользования

Хотя WUE является ценным способом оценки общей эффективности использования воды и выявления потерь, он не идеален.

Вероятно, наиболее существенной проблемой является то, что WUE не различает разные источники воды, хотя водоснабжение может играть важную роль в усилиях по обеспечению устойчивости. Например, центр обработки данных, который повторно использует серую воду для охлаждения, будет иметь те же показатели WUE, что и тот, который полагается на «новую» воду, полученную из муниципальной системы водоснабжения (предполагая, что потребление энергии одинаково в обоих случаях), хотя последняя практика менее устойчива.

Отслеживание и отчетность по WUE также может быть сложной задачей, поскольку операторы центров обработки данных могут измерять общее потребление воды и общее потребление энергии непоследовательными способами. Поскольку на большинстве объектов имеется только один центральный счетчик воды, они обычно измеряют общее потребление воды на основе всей потребляемой ими воды, даже если часть этой воды используется для целей (например, озеленение или снабжение ванных комнат), которые не связаны с основными операциями центра обработки данных. Однако некоторые объекты могут устанавливать счетчики, которые позволяют им отслеживать воду, используемую только для охлаждения центра обработки данных, и использовать эти цифры при расчете WUE. Последняя практика может привести к более низким показателям WUE, даже если общее количество воды, используемой для операций центра обработки данных, одинаково.

Аналогично, поскольку счетчики энергосистемы обычно отслеживают только общее потребление энергии всем объектом, данные о мощности, используемые при расчете WUE, могут быть сброшены в случаях, когда значительные объемы энергии тратятся на цели, не связанные с эксплуатацией ИТ-оборудования. Чтобы получить наиболее точную оценку WUE, вам нужно будет установить счетчики мощности, которые измеряют потребление энергии только вашим ИТ-оборудованием, но большинство центров обработки данных этого не делают.

Каково идеальное число WUE?

Чем ниже ваш WUE, тем более устойчивым будет ваш центр обработки данных. Действительно, «идеальное» число WUE равно нулю — в том смысле, что в идеале центр обработки данных нашел бы способ вообще не использовать воду. Однако, как отмечено выше, это невыполнимо для большинства центров обработки данных, которым вода нужна для охлаждения ИТ-оборудования.

С практической точки зрения, средний показатель WUE по центрам обработки данных составляет 1,8 л/кВт·ч. Превышение этого среднего показателя является разумной целью WUE.

Однако наиболее эффективные операторы центров обработки данных сообщают о показателях WUE, которые намного ниже среднего; например, Amazon сообщает , что ее WUE составляет всего 0,19 л/кВт·ч. Это, вероятно, связано с тем, что центры обработки данных Amazon очень большие, что создает экономию масштаба, которая упрощает эффективное использование воды.

Способы повышения эффективности использования воды в центрах обработки данных

Операторы центров обработки данных, стремящиеся повысить эффективность и устойчивость водопользования, могут рассмотреть следующие методы:

Используйте переработанную воду : охлаждение центров обработки данных переработанной водой — это устоявшаяся практика. И хотя это на самом деле не снизит ваш показатель WUE (поскольку WUE не учитывает источники воды, как отмечено выше), это сделает ваше водопользование более устойчивым.
Возвращайте воду в ее источник : вместо того, чтобы сбрасывать воду в общественные системы канализации после завершения процесса охлаждения, рассмотрите возможность возврата воды в природную среду. Опять же, это не уменьшит ваши фактические показатели WUE, но сократит энергию, необходимую для «очистки» воды вашего центра обработки данных (которая часто не требует очистки, поскольку процессы охлаждения центра обработки данных обычно не загрязняют воду).
Повышение температуры в центре обработки данных : повышение температуры внутри центра обработки данных может улучшить WUE за счет снижения количества тепла, которое необходимо рассеивать вашей системе. Компании, занимающиеся центрами обработки данных, такие как Equinix, обнаружили, что повышение температуры всего на несколько градусов может обеспечить значительное повышение эффективности, не подвергая ИТ-оборудование риску.
Мониторинг данных о потреблении воды : мониторинг колебаний в потреблении воды и их корреляция с другими точками данных (например, температурами окружающей среды или изменениями в потреблении электроэнергии) может помочь выявить возможности для повышения эффективности использования воды. Например, вы можете обнаружить, что можете сократить потребление воды, когда температура на улице ниже, а не потреблять воду в фиксированном объеме независимо от температуры окружающей среды.