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 A Emerson mostra aos centros de dados como reduzir
os custos de energia
Os diretores de informática e gerentes de TI enfrentam orçamentos restritos,
preocupações com poluição por dióxido de carbono e custos de energia
elevados; por isso, buscam formas de economizar dinheiro, reduzir a utilização
de energia e obter mais eficiência de seus centros de dados termossensíveis e
de elevado consumo de energia.
Nos Estados Unidos, os centros de dados consumiram cerca de 61 bilhões de
quilowatts-hora (kWh), que correspondem a 4,5 bilhões de dólares de
eletricidade em 2006. Se as tendências atuais de utilização de energia
continuarem, a Agência de Proteção Ambiental (EPA) norte-americana prevê
que os centros de dados norte-americanos consumirão mais de 100 bilhões de
kWh até 2011, o que representa 7,4 bilhões de dólares nos custos anuais de
eletricidade e 2,5% da eletricidade total do país.
Isso nunca foi feito antes. Para auxiliar o setor a enfrentar esses desafios, a
Emerson desenvolveu a Lógica de Energia, primeira abordagem holística para
redução de energia nos centros de dados. Esta abordagem tem como base a
análise quantitativa e enfatiza a redução do excesso de carga de calor em
primeiro lugar. Seguir as ações recomendadas pela Emerson pode reduzir o
consumo de energia dos centros de dados em, no mínimo, 50% com as
tecnologias existentes. Além disso, pode ajudar o setor de centros de dados do
mundo todo a economizar bilhões de dólares nos custos de energia.
Para desenvolver suas recomendações, a Emerson utilizou como modelo o
consumo de energia de um centro de dados típico, de cerca de 470 metros
quadrados. Os engenheiros da empresa analisaram cuidadosamente as
oportunidades de economia de energia, quantificaram a economia de cada ação
e identificaram como a redução de energia em alguns sistemas afeta o consumo
em sistemas de suporte.
A principal conclusão resultante desta análise foi que a melhor forma de reduzir
o consumo de energia em um centro de dados é começar com os equipamentos
de TI, pois a economia no nível de equipamentos de TI “propaga-se” por toda a
infraestrutura de suporte. Por exemplo, no modelo de centro de dados da
Emerson, a economia de um watt no nível de servidor gerou a economia de mais
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CONSIDER IT SOLVED. 1,84 watts sem que fosse preciso fazer mais nada – uma economia total de 2,84
watts.
Utilizando esta análise, a Emerson identificou as dez principais estratégias para
melhorar a eficiência energética dos centros de dados, começando com os
equipamentos de TI até chegar à infraestrutura de suporte, incluindo os sistemas
de refrigeração.
A abordagem Lógica de Energia da Emerson é um plano de ação independente
do fornecedor. Todas as tecnologias recomendadas na Lógica de Energia estão
disponíveis atualmente. Muitas delas podem ser introduzidas gradualmente
como parte de atualizações de tecnologia regulares, minimizando o dispêndio
para aquisição de imobilizado. O modelo da Emerson também calcula os
períodos de retorno de investimento/amortização para cada uma das dez
estratégias, para ajudar as organizações a tomarem as melhores decisões em
relação às tecnologias mais eficientes para determinado centro de dados.
Essas estratégias têm o benefício adicional de reduzir as três maiores limitações
enfrentadas atualmente pelos gerentes de centros de dados: capacidades de
energia, refrigeração e espaço. No modelo de centro de dados da Emerson, a
implementação das dez principais estratégias de Lógica de Energia liberou dois
terços de valioso espaço de piso elevado, um terço da capacidade dos nobreaks e 40% da capacidade de refrigeração de precisão.
As dez principais estratégias da Lógica de Energia da Emerson
As dez estratégias recomendadas pela Emerson para melhorar a eficiência
energética em um centro de dados são:
1. Processador de baixa potência: A Potência Térmica de Projeto (TDP) típica
dos processadores em uso atualmente é de aproximadamente 91 watts. Os
fabricantes têm versões de seus processadores com tensão mais baixa e que
consomem em média 30 watts menos que os processadores padrão oferecendo o mesmo desempenho que os modelos de potência mais elevada.
Isso pode gerar uma redução de 10% no consumo total de energia do centro de
dados.
2. Fontes de alimentação de alta eficiência: O uso das melhores tecnologias
da categoria para fontes de alimentação proporciona eficiência superior a 90%,
reduzindo a absorção de energia no centro de dados em 124 kW (ou 11% do
total de 1.127 kW). Lembre-se de que algumas fontes de alimentação, com
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CONSIDER IT SOLVED. cargas parciais, apresentam melhor desempenho que outras e e devem ser
preferidas.
3. Gerenciamento de energia do servidor: Os centros de dados são
dimensionados para condições máximas que raramente acontecem. Sem um
software de gerenciamento de energia, a absorção de energia ociosa é de 80%,
mas é reduzida para 45% ao ser utilizado o gerenciamento de energia. Isso gera
uma economia de 86 kW, ou 8%, da carga do centro de dados.
4. Servidores em lâmina (“Blade Servers”): Os servidores em lâmina
consomem aproximadamente 10% menos de energia que os servidores
equivalentes montados em rack graças aos múltiplos servidores que
compartilham em comum fontes de alimentação , ventiladores de refrigeração e
outros componentes. Em sua análise, a Emerson constatou uma redução de 1%
do consumo total de energia quando 20% dos servidores em rack foram
substituídos por servidores em lâmina. Embora não represente uma grande
economia, ela é importante pois possibilita a arquitetura de alta densidade
discutida no ponto 9 a seguir.
5. Virtualização de servidores: À medida que são otimizadas as tecnologias de
servidor, a virtualização é implementada cada vez mais a fim de aumentar a
utilização de servidores e reduzir a quantidade de servidores físicos necessários.
A virtualização gera redução de 8% na absorção total de energia dos centros de
dados na instalação de 470 metros quadrados.
6. Distribuição de fonte de corrente alternada de tensão mais elevada: Na
maioria de centros de dados dos EUA, o sistema de no-breaks fornece energia
aos servidores a 208 volts. Se a tensão puder ser elevada a 240 volts, as fontes
de alimentação dos servidores funcionarão com maior eficiência. Utilizando-se a
distribuição de fonte de corrente alternada de tensão mais elevada, pode-se
obter uma redução de até 2% na utilização de energia.
7. Práticas recomendadas de refrigeração: A implementação de práticas
recomendadas - como vedar vãos dos pisos, utilizar painéis de fechamento de
espaços vazios em racks e evitar a mistura de ar quente e frio - economiza
dinheiro. Também é possível utilizar a Dinâmica dos Fluidos Computacional
(DFC) para identificar ineficiências e otimizar o fluxo de ar nos centros de dados.
A eficiência do sistema de refrigeração melhora 5% com a simples
implementação de práticas recomendadas, o que reduz em 1% os custos totais
de energia na instalação, praticamente sem investimento em novas tecnologias.
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CONSIDER IT SOLVED. 8. Refrigeração de capacidade variável: Tecnologias mais modernas - como
compressores helicoidais digitais e unidades de frequência variável em
condicionadores de ar da sala de computadores (CRACs) - permitem manter
elevada eficiência em cargas parciais. Em um sistema de condicionamento de ar
por água gelada, a utilização de unidades de frequência variável gerou
economia extra de 4% no consumo de energia de centros de dados.
9. Refrigeração complementar de alta densidade: A otimização da eficiência
energética de centros de dados exige a mudança de densidades tradicionais dos
centros de dados para um ambiente capaz de suportar densidades bem mais
elevadas. Isso significa trocar parte da carga de refrigeração fornecida por
unidades CRAC tradicionais por unidades de refrigeração complementares, o
que pode reduzir os custos de refrigeração em 30%. Na análise da Emerson, 20
racks (em densidade de 12 kW por rack) utilizam refrigeração complementar de
alta densidade, enquanto os 40 racks restantes (em densidade de 3,2 kW) são
suportados pelo sistema de refrigeração ambiente tradicional, o que resulta na
redução de 6% dos custos totais de energia de centros de dados.
10. Monitoramento e otimização: Os sistemas de controle de refrigeração
podem monitorar as condições do centro de dados e coordenar atividades de
várias unidades para evitar conflitos. Na análise da Emerson, foi obtida uma
economia incremental de 1% em consequência do monitoramento e controle do
sistema.
Para complementar as estratégias da Lógica de Energia, a Emerson introduziu
também uma calculadora de eficiência de Lógica de Energia que pode ser
utilizada pelos profissionais do centro de dados para medir a eficiência
energética da instalação, ajudando-os a avaliar o desempenho em relação à
utilização de energia. Essa calculadora de eficiência ajuda a medir o progresso
em relação ao tempo, priorizar as ações mais produtivas e relatar o progresso à
gerência.
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