Singapores treåriga moratorium för nya datacenter har nyligen upphört, och nu har stadsstaten möjlighet att ta täten när det gäller att omdefiniera hur ett miljövänligt datacenter kan se ut.
Datacenter har haft ett dåligt rykte som energislukare – men det är inte hela sanningen. År 2009 krävdes 24 MW och 2 000 kvadratmeter utrymme för att utföra en petaflop i beräkningskapacitet. År 2020 kunde motsvarande prestanda uppnås med 200 kW och åtta rack. Under de senaste 15 åren har servereffektiviteten förbättrats 17-faldigt. Samtidigt har infrastrukturen som stöder IT i Singapore förbättrats från ett genomsnittligt PUE-värde på 2,1 till dagens 1,25. Faktum är att hyperscalers eller datacenter med en enda användare har rapporterat PUE-värden på 1,13 till 1,17 i Singapore.
Datacenter är en viktig del av den globala ekonomin och ryggraden i den högt digitaliserade värld vi lever i. Internet och molnet, där alla våra data, e-postmeddelanden, foton och videor lagras, är beroende av datacenter för att fungera, vilket kräver enorma mängder energi för att hantera all datatrafik. Den snabba ökningen av datatrafiken behöver dock inte nödvändigtvis leda till en ökad energianvändning, tack vare insatser för att öka energieffektiviteten inom branschen och införandet av hållbara datacenter.
Faktum är att de effektivitetsvinster som införts inom servrar, strömförsörjning, kylning och nätverk har lyckats uppväga de ökade kraven på databehandling, lagring och datatrafik. Mellan 2010 och 2018 ökade datacentrets kapacitet med 600 %, internettrafiken växte med flera storleksordningar och lagringskapaciteten ökade 25 gånger. Men datacentrets energianvändning ökade endast med 6 % under samma period, vilket pekar på vikten av att se till att fler datacenter slår in på en hållbar väg.
Vad är ett grönt datacenter?
Ett hållbart datacenter, eller ett miljövänligt datacenter, är en anläggning som använder energieffektiv teknik för att minimera miljöpåverkan, samtidigt som den arbetar med full kapacitet för att hysa IT-infrastruktur och servrar. De är utformade för att vara så effektiva som möjligt när det gäller inredning, utrustning, läge och infrastruktur.
Även om de initiala kostnaderna kan verka höga, är avkastningen på sikt betydande. Miljöanpassade anläggningar kan spara pengar, erbjuda de anställda en hälsosammare och bekvämare arbetsmiljö, få din organisation att sticka ut och stärka relationerna med lokalsamhället.
Några vanliga strategier som används i miljövänliga datacenter:
- Minimera byggnadens fotavtryck
- Byggmaterial med låga utsläpp
- Hållbar landskapsarkitektur
- Återvinning av elektroniskt avfall
- Reservgeneratorer
- Alternativ energi
- Förångningskylning
- Elbilar
- & Mer
Att tänja på gränserna för hållbara datacenter
Med tanke på att den mängd data som världen genererar och förbrukar ökar snabbt för varje år måste datacenterleverantörer ständigt sträva efter att minimera sitt koldioxidavtryck.
Oron över datacentrets miljöpåverkan har fått myndigheterna att lägga större fokus på byggandet av mer miljövänliga datacenter och att prioritera energieffektiva anläggningar. Singapore, som nyligen hävde sitt moratorium, har infört stränga krav på datacentrets effektivitet. På samma sätt strävar även hyperscalers ständigt efter att minimera sitt koldioxidavtryck, och Google har satt upp målet att helt driva sina datacenter med ren energi senast 2030. Microsoft strävar också efter att bli ett koldioxidnegativt, vattenpositivt och avfallsfritt företag senast 2030.
Branschen strävar efter att tänja på gränserna när det gäller energi- och vattenförbrukning samt IT-belastning.
Utmaningarna med att skapa miljövänliga datacenter varierar dock beroende på region och tillgång till resurser. I Asien är det till exempel lättare att hålla datacenter svala i det tempererade klimatet i Korea och Japan än i det tropiska Singapore. Cirka 37 % av den totala energiförbrukningen i datacenter i stadsstaten går åt till att kyla IT-utrustning. Kylningsarkitekturen/topologin spelar därför en avgörande roll för hur man kan uppnå betydande förbättringar av energieffektiviteten. Värmeavledning, via vatten eller luft, är genomförbart i Singapore, men det skulle vara mindre idealiskt i ett antal asiatiska länder, däribland Indonesien och Indien, där vattenbrist kommer att vara ett problem på medellång till lång sikt.
Singapore är en utmärkt utgångspunkt när man ska analysera hur datacenter kan driva på innovation på vägen mot hållbarhet. Jag har alltid förespråkat vatten framför luft, men nu kan det vara dags att överväga alternativa metoder. Det kan innebära att man använder luftåtervinningssystem eller direktluft för att kyla datacenter.
År 2018 höll jag ett föredrag om kylarkitektur för låg PUE i tropiska klimat (se figurerna nedan för dåvarande luftkvalitet i Singapore). Luftkvaliteten i Singapore var sådan att direkt luftkylning kunde användas. Kanske är det dags att återigen överväga en sådan arkitektur?
Det finns flera faktorer att beakta när det gäller luftkylning, till exempel möjligheten att reglera temperatur, luftfuktighet och damm, samt gasformiga föroreningar såsom svavelhaltiga gaser, för att minska kopparkrypning eller korrosion av silvermetalliseringen i miniatyrkomponenter för ytmontering. Om man tittar på diagrammen nedan ligger luftkvaliteten i Singapore inom ramen för godtagbara standarder. T.ex. (ANSI G1 Gasformiga luftburna föroreningar).
Datakälla: Nationella miljöbyrån (NEA), Singapore / Statistiska centralbyrån, Singapore
Trots det svåra klimatet är Singapore ett bra exempel på hur man kan tänja på gränserna för att säkerställa en mer effektiv energianvändning i miljövänliga datacenter. Myndigheterna i Singapore har infört krav på att nya datacenter måste uppnå ett PUE-värde på högst 1,3.
IT och programvara – Hållbarhetsplan för gröna datacenter
Även om en stor del av arbetet med att öka effektiviteten inriktas på anläggningssystem och på att förbättra effektiviteten i drift och kylning av datacenter, finns det även stora möjligheter att förbättra effektiviteten hos IT-utrustning och programvara.
Det råder ett komplext samspel mellan IT-system och fastighetssystem som avgör datacentrets energiprestanda, och en isolerad hantering av de två områdena leder ofta till överdimensionering.
När det gäller IT-komponenter spelar servrar en avgörande roll för datacentrets energieffektivitet. För närvarande är den viktigaste faktorn som påverkar servrarnas energiprestanda den energiförbrukning som uppstår när processorn inte utnyttjas alls. Det finns visserligen tekniker för att sätta processorerna i viloläge, vilket sparar energi, men den fördröjning som uppstår när de väcks ur viloläget vid hög belastning är en utmaning som måste övervinnas.
Dessutom kommer anläggningar, IT-komponenter och programvara att bli allt mer energieffektiva och prestandastarka i takt med att vi fortsätter att utveckla nya lösningar.
Som vi har sett kan det vara svårt att förbättra energieffektiviteten i äldre datacenter på grund av hur dessa anläggningar ursprungligen konstruerades. Den stora utmaningen är därför att framtidssäkra dagens konstruktioner så att de erbjuder flexibilitet att integrera ny teknik som kontinuerligt kan höja datacentrets effektivitet och i slutändan skapa framgångsrika gröna datacenter.
För vårt samhälles och vår planets skull är detta en utmaning som vi alla måste anta.