مراکز داده سبز

این روزها توسعه یک مرکز داده دوستدار محیط زیست به یک ضرورت تبدیل شده است زیرا اهمیت داشتن این امکانات، فراتر از جنبه صرفا فنی آن است. حتی حالا که مراکز داده جایگاه خود را به عنوان یک مرکز کلیدی در جهت توسعه جهانی به دست آورده‌اند، همچنان دستیابی به جایگاه یک مرکز داده پایدار و سبز حیاتی به نظر می‌رسد. با توجه به حجم قابل‌توجه مورد نیاز یک مرکز داده برای انجام عملیات و همچنین نیاز روزافزون آن به توسعه فن‌آوری‌های خنک‌کننده در جهت ایمن نگه داشتن تجهیزات، مراکز داده را به حوزه جذابی برای بررسی مبحث پایداری و دستیابی به آن تبدیل کرده است که در مرکز این نیازها، بهره‌وری انرژی است.

فهرست مطالب این مقاله

مرکز داده سبز چیست؟

مرکز داده سبز، مخزنی برای ذخیره، مدیریت و انتشار داده‌ها است که در آن سیستم‌های مکانیکی، روشنایی، الکتریکی و فناوری اطلاعات برای به حداکثر رساندن بهره‌وری انرژی و کاهش اثرات زیست محیطی ساخته شده‌اند. ساخت و راه‌اندازی یک مرکز داده سبز شامل به کارگیری فناوری‌ها و استراتژی‌های پیشرفته است.

در ادامه به بررسی برخی از نکات مهم و ضروری در ارزیابی یک مرکز داده سبز می‌پردازیم:

  • حداقل اندازه فضای مرکز داده 
  • داشتن چشم‌انداز پایداری (Sustainability) در مدیریت مرکز داده 
  • امکان بازیافت زباله‌های الکترونیک
  • دارا بودن مبدل‌های کاتالیزوری در ژنراتورهای آماده به کار
  • استفاده از انرژی‌های جایگزین، مانند فناوری فتوولتائیک، پمپ‌های حرارتی و فن‌آوری خنک‌کننده تبخیری
  • استفاده از وسایل نقلیه هیبریدی یا الکتریکی

اگرچه ساخت یک مرکز داده سبز یا تغییر شرایط مرکز داده فعلی برای تبدیل آن به یک مرکز داده سبز، می‌تواند هزینه‌بر باشد، اما با این کار می‌توان در هزینه‌های طولانی مدت عملیات و نگهداری مرکز داده صرفه‌جویی کرد. یکی دیگر از مزایای مراکز داده سبز، ایجاد فضای کاری سالم و راحت برای کارکنان است. یک مرکز داده سبز با به حداقل رساندن آسیب‌های محیطی و چالش‌های موجود مدیران در جوامع محلی را نیز کاهش می‌دهد.

این روزها طرفداران محیط  زیست و عموم مردم در سراسر دنیا در جهت بهبود وضعیت زیستی کره زمین برای ارائه مشوق‌های محیط زیستی به دولت‌ها فشار می‌آورند. در این راستا گاهی اوقات دولت‌ها مشوق‌های مالیاتی و سایر حمایت‌های اقتصادی خود را برای ایجاد فناوری‌های سازگار با محیط زیست و استفاده مستمر از آن‌ها به شرکت‌ها ابلاغ می‌کنند.

مراکز داده سبز؛ یک ضرورت دست‌یافتنی

کمیسیون مرکز داده اروپا، در حال بررسی اقداماتی برای بهبود بهره‌وری انرژی مراکز داده است. فناوری‌های دیجیتال می‌توانند راهکارهای مناسبی را برای دستیابی به مراکز داده سبز در بخش‌های مختلف اقتصادی ارائه دهند. به همان اندازه بهینگی فاکتورهای بخش دیجیتال برای نزدیک شدن به معیارهای یک مرکز داده سبز نیز بسیار مهم است. به تازگی تخمین زده شده است که فناوری‌های دیجیتال بین 5 تا 9 درصد از مصرف برق جهانی را تشکیل می‌دهند. این امر احتمالاً با دیجیتالی شدن و فناوری‌های نوظهور مانند هوش مصنوعی، اینترنت اشیاء و بلاک چین افزایش پیدا می‌کند. در صورت عدم اتخاذ تدابیر کافی از سوی دولت‌ها، این امر می‌تواند منجر به افزایش مشکل انتشار گازهای گلخانه‌ای شود. کمیسیون اروپا مطالعه‌ای را در مورد فن‌آوری‌ها و سیاست‌های رایانش ابری کارآمد برای بازار مراکز داده ابری سبز انجام داده است که به موضوع افزایش مصرف انرژی به دلیل گسترش خدمات ابری در اروپا می‌پردازد. موضوع رایانش ابری با صرفه جویی در مصرف انرژی، به یک اولویت برای اتحادیه اروپا تبدیل شده است و با هدف دستیابی به هدف «بی‌طرفی کربن» تا سال 2030، مراکز داده باید از لحاظ مصرف انرژی کارآمدتر شوند، بدان معنا که از انرژی‌های هدر رفته، مانند گرما یا منابع انرژی تجدیدپذیر به‌طور مجدد استفاده کنند. برای دستیابی به این هدف، کمیسیون بر ترکیبی از ابزارهای موجود، بازنگری در قوانین موجود و به‌کارگیری ابتکارات جدید تکیه خواهد کرد. ابزارهای موجود عبارتند از:

  • مقررات مربوط به طراحی زیست محیطی سرورها و محصولات ذخیره‌سازی داده‌ها
  • آئین‌نامه رفتار اتحادیه اروپا در مورد بهره‌وری انرژی مراکز داده
  • معیارهای تدارکات عمومی سبز اروپایی برای مراکز داده، اتاق سرور و خدمات ابری

این کمیسیون همچنین مراکز داده‌ای که از لحاظ مصرف انرژی کارآمد هستند را به طرح‌های سیاستی و مالی مرتبط می‌کند، به این صورت که:

  • پیشنهاد کمیسیون برای دستورالعمل بهره‌وری انرژی که عناصر جدیدی را برای بهبود کارایی انرژی و نظارت بر پایداری مراکز داده معرفی می‌کند.
  • مقررات طبقه‌بندی و قانون تفویض شده مربوطه مصوب 2021 که چارچوبی را جهت سرمایه‌گذاری برای واجد شرایط بودن ایجاد می‌کند و قانون تفویض شده آن که در حال حاضر در حال نهایی شدن است، بخشی را در مورد مراکز داده شامل می‌شود.

چرا به یک مرکز داده سبز نیاز داریم؟

طبق گفته انجمن صنعت شبکه‌های ذخیره‌سازی، مصرف انرژی یکی از بزرگترین هزینه‌هایی است که یک مرکز داده دارد و این موضوع در میان 10 مبحث اصلی مورد توجه اپراتورهای مراکز داده قرار دارد. این روزها که در سراسر دنیا روی مدیریت انرژی سرمایه‌گذاری قابل‌توجهی شده و رویکرد سازمان‌ها به سمت داشتن مراکز داده سبز سوق پیدا کرده است مبحث صرفه‌جویی در انرژی یک مرکز داده از اهمیت بالایی برخوردار است. از آن جایی که برای مدیریت انرژی و بهبود کیفیت راندمان مرکز داده و پیشگیری از تاثیرات منفی آن روی محیط زیست، سرمایه‌گذاری قابل‌ نوجهی شده است، بنابراین با گذشت زمان این مراکز داده مزایای متعددی را ارائه می‌دهند که در ادامه به برخی از آن‌ها اشاره شده است:

  • کاهش هزینه‌های مربوط به عملیات در درازمدت
  • کاهش ابعاد کلی مرکز داده 
  • کاهش انتشار کربن مرکز داده 
  • کاهش مصرف آب
  • کاهش تولید زباله 
  • کاهش مصرف برق 
  • تاکید بر استفاده از مراکز داده تجدیدپذیر و پایدار (Sustainable) 

معیارهای عملکرد مرکز داده سبز

دو معیار برای اندازه‌گیری مصرف انرژی و پایداری مرکز داده یا تعریف عینی‌تر از چیستی مرکز داده سبز و سنجش کارایی یک مرکز داده در نظر گرفته شده است. از این معیارها برای نشان دادن و تأیید اینکه مراکز داده از انرژی به‌طور کارآمد استفاده می‌کنند و به محیط زیست هیچ آسیبی نمی‌زنند استفاده می‌شود. دو گواهی برای تأیید اینکه یک ساختمان یا دستگاه محاسباتی کارآمد انرژی و سازگار با محیط زیست است وجود دارد که در ادامه به توضیح آن‌ها می‌پردازیم: 

اثربخشی مصرف انرژی (PUE)

معیار اثربخشی مصرف برق یا PUE که در سال 1997 تعریف شده است، مصرف انرژی یک مرکز داده را اندازه‌گیری می‌کند. نسبت برق عرضه شده به مرکز داده تقسیم بر توان مصرفی تجهیزات در مرکز داده است. هدف این است که این نسبت تا حد امکان نزدیک به یک باشد که نشان دهنده استفاده موثر مرکز داده از انرژی است. بنابراین، میزان 1.0 PUE نشان‌دهنده یک مرکز داده پایدار است که در این صورت تمام انرژی در اختیار تیم فناوری اطلاعات قرار می‌گیرد.

اثربخشی مصرف کربن (CUE)

معیار اثربخشی استفاده از کربن (CUE) توسط The Green Grid که بخشی از شورای صنعت فناوری اطلاعات است، ایجاد شده است که درصد انتشار CO2 کل مرکز داده را بررسی کرده و آن را بر مصرف انرژی تجهیزات فناوری اطلاعات تقسیم می‌کند. به زبانی دیگر  CUE انتشار دی اکسید کربن تولید شده توسط مرکز داده تقسیم بر مصرف انرژی تجهیزات مرکز داده است. هدف، دستیابی به کمترین مقدار ممکن CUE است که نشان می‌دهد مرکز داده به‌طور موثری انتشار دی اکسید کربن و ردپای کربن خود را تحت کنترل دارد. CUE به تأیید اینکه آیا یک مرکز داده به اهداف پایداری خود دست یافته است یا خیر کمک بسیاری می‌کند. توجه داشته باشید که یک مرکز داده سبز کمترین مقدار ممکن معیار CUE را خواهد داشت.

رهبری در طراحی انرژی و محیط زیست (LEED)

گواهینامه LEED که توسط شورای ساختمان سبز ایالات متحده آمریکا ایجاد شده است، به این معنی است که این مرکز داده مجموعه‌ای از معیارهای دقیق برای کاهش مصرف انرژی و سازگاری با محیط زیست را برآورده کرده است. یکی دیگر از این معیارها، ستار انرژی است که توسط آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده آمریکا و وزارت انرژی توسعه یافته است. این معیار تأیید می‌کند که یک محصول مصرف انرژی کارآمد دارد. از سال 1992 تاکنون در نتیجه استفاده از محصولات دارای گواهی انرژی استار، بیش از 5 میلیارد کیلووات برق صرفه‌جویی شده است که این میزان انرژی صرف کاربران مسکونی و تجاری شده است.

علاوه بر این‌ها، چندین گواهینامه دیگر نیز در جهت ارائه یک چارچوب عینی برای تعریف شیوه‌های پایداری مراکز داده. موضوع این گواهی‌نامه‌ها ایجاد شده است. این گواهی‌نامه‌ها نیز درباره رهبری در طراحی انرژی و محیطی (LEED) است که بسته به نتایج به دست آمده در پروسه ساخت‌و‌ساز مرکز داده، گواهی نقره‌ای، طلایی یا پلاتینی به آن‌ها می‌دهند.  

اجزای یک مرکز داده سبز چیست؟

تقریباً همه اجزای یک مرکز داده، از نحوه ساخت کانتینر یا نوع آن گرفته تا تجهیزاتی که در آن استفاده می‌شوند، می‌توانند مصرف انرژی را بهینه‌تر و سازگارتر با محیط زیست کنند.

تفاوتی ندارد که مرکز داده فعلی را ارتقاء می‌دهید یا یک مرکز داده جدید را برای دسترسی به فاکتورهای پایداری می‌سازید، به هر حال در نظر گرفتن بهره‌وری انرژی و ملاحظات زیست محیطی از اجزای ضروری طراحی یک مرکز داده سبز هستند. برای طراحی یک مرکز داده سبز و کم‌مصرف و سازگار با محیط زیست و برنامه‌ریزی ساخت آن، می‌توانید به یک شرکت طراحی باتجربه مراجعه کنید. اجزای طراحی مرکز داده سبز و ملاحظاتی که در این راستا باید در نظر گرفته شوند، شامل موارد زیر است:

راهروهای سرد و گرم سیستم سرمایشی 

رک‌ها و سرورهای مرکز داده طوری جای‌گذاری شده است که اجازه می‌دهد هوای گرم به داخل سیستم تهویه مطبوع، پمپ شود و هوای سرد نیز متقابلا در جایی که به خنک شدن نیاز دارد، پمپ شود.

سیستم سرمایشی رایگان مرکز داده 

این سیستم‌ها در آب‌و‌هوای سردتر از هوای خنک بیرون محوطه مرکز داده، برای سرمایش استراتژیک مراکز داده  استفاده می‎‌کنند.

سرور کم مصرف

این سرورها در مقایسه با سرورهای سنتی، مصرف انرژی کمتری دارند که باعث کارآمدتر شدن آن‌ها می‌شود. این سرورها نسبت به سرورهای سنتی  به‌طور بهینه‌تری در مراکز داده کار می‌کنند.

مراکز داده ماژولار

این مراکز داده کم مصرف قابل حمل هستند و می توانند به سرعت در هر کجا که نیاز باشد مستقر شوند. به آن‌ها مراکز داده کانتینری نیز می‌گویند.

خنک کننده تبخیری

در این نوع خنک‌کننده‌ها، از فن‌آوری‌های مختلف مانند پنل‌های تبخیر و سیستم‌های اسپری فشار بالا با تبخیر آب، گرما را در مراکز داده کاهش می‌دهند.

بازیافت گرما و استفاده مجدد

گرمای هدر رفته ناشی از استفاده از انرژی مرکز داده برای گرم کردن سایر امکانات، مورد استفاده مجدد قرار می‌گیرد.

مرطوب سازی اولتراسونیک مرکز داده 

در این مورد اولتراسوند کم مصرف برای ایجاد رطوبت مورد نیاز تامین انرژی برخی از دستگاه‌ها در مرکز داده استفاده می‌شود.

استراتژی‌های کلیدی ساخت یک مرکز داده سبز 

وقتی نوبت به توسعه یک مرکز داده سبز می‌رسد، مصرف انرژی همچنان مسئله کلیدی است که باید حل شود. از یک طرف، بهتر است که اپراتورها انرژی‌های تجدیدپذیر را انتخاب کنند و انتشار کربن را به حداقل برسانند. از سوی دیگر، دستیابی به بهره‌وری انرژی همچنان موضوع حیاتی محسوب می‌شود.

راه‌های متعددی برای اجرای این استراتژی‌ها و دستیابی به بهره‌وری بیشتر مرکز داده وجود دارد که در ادامه به بررسی آن‌ها می‌پردازیم:

نرم افزار DCIM:

این ابزارها وظیفه ارائه اطلاعات مربوط به مصرف انرژی یک مرکز و مدیریت هوشمند آن را برای به حداقل رساندن مصرف انرژی مرکز داده بدون به خطر انداختن کارایی عملیاتی دارند.

فناوری‌های خنک کننده بهینه مرکز داده 

راهکارهای خنک‌کننده در مراکز داده، مسئول حفظ فناوری‌ها برای اطمینان از عملکرد ایمن تجهیزات فناوری اطلاعات هستند. انتخاب فن‌آوری‌های خنک‌کننده، می‌تواند به طور قابل توجهی بر بهره‌وری انرژی یک مرکز داده تأثیرگذار باشد. دستیابی به خنک‌کننده بهینه می‌تواند برای هر مرکز داده اشکال مختلفی داشته باشد، زیرا نیازهای هر پروژه و مکان آن باید در نظر گرفته شود. به همین دلیل است که برای اطمینان از دسترسی هر پروژه به راه‌حل مناسب، نیازمند کمک کارشناسان علم مهندسی تبرید هستیم. 

تسهیلات بازیابی حرارت هدر رفته

مراکز داده در حین فعالیت، گرما تولید می‌کنند که این موضوع نتایج و اثرات زیست محیطی منفی قابل توجهی دارد. با این حال، برخی از تأسیسات می‌توانند از این خروجی گرما استفاده مجدد کنند و زباله‌ها را به مصرف انرژی مثبت آب و هوایی تبدیل کنند و یک مرکز داده سبز بسازند که مقرون به صرفه است. این موضوع در مورد مخازن ذخیره انرژی حرارتی (TES) است که می‌توانند به عنوان انباشته‌کننده‌های حرارتی عمل کنند که ذخیره گرما را برای استفاده بعدی تسهیل می‌کند. امکانات ماژولار و کاملاً یکپارچه نیز توسعه مدل‌های مرکز داده پایدار را تسهیل می‌کند. آن‌ها با در نظر گرفتن کارایی، طراحی شده‌اند و با اجتناب از فرآیندهای نصب پرهزینه و پیچیده در مواقع غیرضروری، مقیاس‌پذیری را فراهم می‌کنند.

انتخاب تکنولوژی تبرید: کلید بهره‌وری انرژی

فناوری خنک‌کننده مرکز داده نه تنها هزینه عملیاتی مرکز داده را تعیین می‌کند، بلکه نقش مهمی در قابلیت اطمینان و توانایی آن برای بهینه‌سازی انرژی دارد. از آنجایی که تجهیزات الکترونیک، در حین کار از خود گرما ساطع می‌کنند، برای اطمینان از عملکرد مناسب به دماهای مناسب نیاز دارند. در این روش ‌های خنک‌کننده فن‌آوری اجرا می‌شود. با این حال، انتخاب سیستم‌های خنک‌کننده مناسب برای مرکز داده شما می‌تواند تفاوت قابل‌توجهی ایجاد کند.

یکی از برندها با نام ARANER روی توسعه فناوری‌های خنک‌کننده برای تولید مدل‌های زیست محیطی مراکز داده آینده کار می‌کند. برای دستیابی به این هدف، ما چیلرهای صنعتی و سیستم‌های کنترل قوی را ترکیب می‌کنیم تا از تعادل مناسب بین تامین مداوم و مطمئن انرژی خنک‌کننده و کمترین مصرف برق در بازار اطمینان حاصل کنیم.

راه‌حل‌های خنک‌کننده تکنولوژیکی ARANER با ویژگی های زیر مشخص می‌شوند:

می‌توان آن را برای اطمینان از افزونگی مرکز داده در حالی که الزامات سطح TIER را برآورده کرد، سفارشی کرد. این به سیستم‎‌های ما اجازه می‌دهد تا بالاترین مشخصات را در صنعت داشته باشند، اما همچنین با الزامات هر پروژه سازگار شوند.

حمع‌بندی

مرکز داده سبز را می‌توان به عنوان تسهیلاتی تعریف کرد که سرورهایی را برای ذخیره، مدیریت و انتشار داده‌ها در خود جای می‌دهد و به‌گونه‌ای طراحی شده است که انرژی بسیار کارآمدی داشته باشد و اثرات زیست محیطی را به حداقل برساند. مرکز داده سبز تنها مدل ممکن برای آینده فناوری‌های مرکز داده در نظر گرفته می‌شود. با افزایش تقاضا برای ذخیره‌سازی داده‌ها، اپراتورها شاهد افزایش تقاضا برای مصرف انرژی و استفاده از سیستم‌های خنک‌کننده بوده‌اند. در چنین شرایطی، مراکز داده آینده باید پایدار (Sustainable) باشند، در غیر این صورت نمی‌توانند به عملکرد مستمر خود ادامه دهند.

آیا این مطلب برای شما مفید بود؟


1 بازخورد

نظرات کاربران


آبگینه پرداز شرق