Genel 22 ARALIK 2008 / 10:06

Veri merkezinizi daha etkin hale getirmenin 10 yolu

NetApp Başkan Yardımcısı Laura Pickering, veri merkezlerinde maksimum etkinliğe erişimde kendi tecrübelerini paylaşıyor.

NetApp Başkan Yardımcısı Laura Pickering, veri merkezlerinde maksimum etkinliğe erişimde kendi tecrübelerini paylaşıyor.


 


 


Şirketiniz veri merkezinizi daha etkin-enerji kullanımına yönelik bir yola sevk etme konusunda çalışmalara başlamış olsun ya da olmasın veya nereden başlanacağını dahi bilemiyor olsun, sizlerle veri merkezimizin altyapısını geliştirirken kullandığımız 10 tekniği paylaşmak istiyorum. Sanırım bu tekniklerin aslında ne kadar kolay, makul maliyetlere sahip ve uygulaması kolay olduklarını gördüğünüzde oldukça rahatlayacaksınız.Gerek büyük ölçekli, gerekse küçük ölçekli müşterilerimiz bizlere enerji tüketiminin ve sonuçlandırma maliyetlerinin büyük bir sorun olduğunu bildiriyorlar. 2008 itibariyle Gartner tüm BT bütçelerinin %48'nin sadece enerjiye harcanacağını tahmin ediyor. Bu astronomik bir rakam.


 


Ağustos 2007 raporu, Environmental Protection Agency (EPA) (Çevre Koruma Ajansı) karamsar bir tablo çiziyor. EPA, etkinlik eğilimlerinin mevcut aralıklarda devam etmesi durumunda, veri merkezlerinden kaynaklanan milli enerji tüketiminin 2011 yılında neredeyse ikiye katlanacağını tahmin ediyor.


 


Yıllar içerisinde, NetApp bünyesinde faaliyet gösteren çapraz-fonksiyonel takımların işbirliği içerisindeki çalışmaları ve yerel yardımcı programlarımız veri merkezlerimizde kayda değer oranda enerji tasarrufu elde etmemizi sağladı.


 


Sunnyvale, Kaliforniya’da bulunan şirket ana veri merkezimizde yaşanan gelişmeler sayesinde, EPA'nın 2011 yılında "son teknoloji ürünü" olacağını söylediği enerji tasarrufu değerlerine şimdiden ulaşmış bulunuyoruz. Aynı durum Kuzey Karolayna’daki Research Triangle Park'da bulunan tesislerimiz içinde geçerliliğini korumaktadır. Dahası Research Triangle Park'da ve Sunnyvale'de inşası süren yeni veri merkezlerimizin sadece günümüz teknolojisi kullanılarak EPA'nın 2011 yılında “ulaşılabilecek en son nokta” senaryosu değerlerine planlanandan 3 yıl önce ulaşmasını hedefliyoruz.


 


Aynı etkinliğe ulaşmak için uygulanabilecek 10 ipucunu aşağıda bulabilirsiniz:


 


 


1. Kontrol edebilmek için ölçün


“Ölçemediğiniz şeyi kontrol edemezsiniz” operasyonel etkinlik ile ilgili söylenmiş eski bir deyiştir. Biz gücün etkin kullanılamamasına karşı harcanan çabaların temel ölçümler ile başlaması gerektiğini anladık. Tükettiğiniz enerjinin nerede kullanıldığını bilmiyorsanız, dikatinizi nereye yoğunlaştıracağınızı da bilemezsiniz. Enerji tüketimimizi ölçememize yardımcı olması için, tüketim noktalarını aşağıdaki kategorilere ayırdık:• BT Sistemleri• UPS (Kesintisiz Güç Kaynağı)• Soğutucular• Aydınlatma


 


 


2. BT sistemlerini sanallaştırın ve konsolide edin


EPA tüm veri merkezi enerji kullanımının %50'sinin sunuculardan ve depolama cihazlarından kaynaklandığını tahmin etmektedir, bu da onları enerji tasarrufu yapabilmek için mantıksal hedefler haline getirir. İçinde bulunduğumuz günlerde alandan, enerji tüketiminden ve soğutma için harcanan enerjiden tasarruf yapılmasını sağlayan ve etkin bir strateji olan sunucuları sanallaştırmak popüler bir trend oldu.


Sunucu sanallaştırmanın tam olarak tüm faydalarının farkına varmak için, tümleşik veri depolama imkanı sunan bir depolama altyapısına sahip olmanız gerekmektedir. Sunucu sanallaştırma ile elde edilen tasarrufun aynısı depolama sanallaştırması için de geçerlidir:  Daha az ancak daha etkin veri depolama sistemleri daha fazla kapasite ve  verimli kullanım sağlar, bu da daha az alan, enerji ve soğutma sistemi kullanım imkanı verir


Depolama ve sunucu sanallaştırma yöntemlerini hayata geçirerek daha etkin enerji tüketen bir depolama modeline geçmiş olduk. 50 adet eski depolama sistemimizi 10 adet en yeni depolama sistemleri ile değiştirdik ve bunun sonucunda şu faydaları elde ettik:• Depolama raflarımızın kapladığı alan 25 raftan 6 rafa düştü• Enerji gereksinimimiz 329kW'dan 69kW'a düştü• Klima kapasitesi gereksinimlerimiz 94 ton azaldı• Bu sistemleri çalıştırmak için kullandığımız elektrik maliyeti ise yıllık 60.000 $ azaldı.


 


 


3. Veri yönetimi


Depolama sanallaştırma uygulamalarını planlarken, mevcut işe yönelik verilerimiz üzerinde bir denetim çalışması yürüttük. Depolamakta olduğumuz verilerin %50'sini eleyebileceğimizi keşefettik.


Kaçak veri büyümesinin önüne geçmenin ana yolu veri yayılımının daha başlamadan önüne geçmektir. Ortalama bir şirket sabit disk birimi, potansiyel olarak milyonlarca çift veri nesnesi içerir. Bu nesneler değiştikçe, dağıtıldıkça, yedeklendikçe ve arşivlendikçe çift veri nesneleri de tekrar ederek saklanır.


Gereksiz verileri azaltmak olan amacımıza hizmet edecek tekilleştirme (deduplication), klonlama ve ‘thin provisioning’  gibi pekçok farklı yaklaşımı hayata geçirdik.


 


 


4. Sistemlerin aşırı soğutulmasının önüne geçin


Soğutma sistemleri, BT departmanlarının yürütmek için genellikle fazla enerji harcadığı ya da yanlış hesapladığı alanlardan birisidir. Üreticiler genellikle enerji tüketimlerini, her zaman azami yük altında tüketilen enerji harcanacakmış gibi temellendirirler. Kendinize sorun, sisteminiz ne sıklıkla azami yük altında çalışıyor? Cevap muhtemelen neredeyse hiçbirzaman olacaktır. Öyleyse neden sistemlerinizi sanki her zaman azami yük altında çalışıyorlarmış gibi soğutasınız?


 


Burada anahtar nokta, hesaplanması ustalık gerektiren doğru enerji yükünün belirlenmesinden geçer. Makul enerji yükü tahminleri elde etmemize yardımcı olması için, cihazları veri merkezimizde kullanıma geçirmeden önce onları laboratuvar ortamında testlere tabi tuttuk. Bu testleri gerçekleştirdiğimizde sistemlerimize yönelik makul enerji yükü tahminlerinin üreticinin belirlemiş olduğu tahmini oranlardan %30 ile %40 oranında daha az çıktığını saptadık. Enerji tüketiminin hangi rafta ne kadar olduğunu öğrenerek ve buna uygun olarak soğutma sistemlerimizi ayarlayarak aşırı soğutmadan kaynaklanan enerji miktarını azaltmış olduk.


 


Ama hepsi bununla bitmiyor. Hava işleyicilerimizde değişken frekans sürücüleri kullanarak aldığımız önlemleri bir adım daha öteye taşımış olduk. Fanlarımızı her zaman %100 hızda çalıştırmak yerine, değişken frekans sürücüleri, fanların hızını gerçekte cihazların ne kadar soğutulmaya ihtiyaçları olduğuna bağlı olarak her cihaza ayrı ayrı uygulanmak üzere değiştirdi. Sıcaklıkları sürekli olarak izleyen fanlar sayesinde ihtiyaç duyulduğu şekilde fan hızlarını artırarak veya azaltarak enerji tasarrufunda oldukça üst değerlere ulaşmış olduk. Tam değeri vermek gerekirse fan hızlarında %50'lik bir azalma sağlanması enerji tüketiminde %87 oranında düşüş sağlanmasına yol açtı.


 


5. Veri merkezi düzenlemesinde fizik bilgilerini kullanın


Fizikle ilgili küçük bir hatırlatma - sıcak hava yükselirken soğuk hava alçalır. Aynı kural veri merkezi için de geçerlidir. Veri merkezlerinde eski moda yükseltilmiş tabanlarla, tabandan soğutma genellikle ekstra enerji tüketimine yol açar. Biz ise bunun yerine, makinelerin önüne denk gelecek şekilde bir soğuk hava perdesi üfletiyoruz. Soğuk hava makinelerin içine çekiliyor ve makinelerin arka tarafından sıcak hava olarak çıkıyor, ardından tavana yükseliyor ve tavandan dışarıya atılıyor.


Ancak burada bir makinenin sıcak hava çıkışının bir başka makinenin hava alma girişine üflenmesini istemeyeceğinizden ötürü rafların konumlandırılma şekilleri azami derecede önem taşımaktadır. Biz, raflarımızı önleri önlerine ve arkaları arkalarına denk gelecek şekilde yerleştiriyoruz. Etkinliğinden ötürü veri merkezleri için en iyi uygulama haline gelmiş olan bu düzenlemeye “sıcak koridor/soğuk koridor,” adı verilmektedir.


 


Rafların üst kısmında bulunan soğutma sistemlerimiz sayesinde enerji ve yükseltilmiş taban (tipik olarak soğuk su taşıyan su borularını ve diğer soğutma kablolarını içeren) ihtiyacını da ortadan kaldırıyoruz, bu da enerjiyi ve alanı etkin kullanmamızı sağlıyor.


 


6. Isı muhafaza sistemlerini sürekli geliştirme


Sıcak koridor / soğuk koridor prensibine göre düzenlediğiniz alanda yüksek yoğunluklu raflara sahip olduğunuz noktalarda soğuk koridora sıcak hava çıkışının karışmasını önlemek için ek hava akışı önlemleri almanız gereklidir. İşte burada az teknoloji gerektiren yaratıcılık devreye giriyor.


Yükselen sıcak havayı dışarı doğru havalandırırken ayrıca oldukça etkin ve önemli olan ve düşük maliyetli bir teknik daha uyguluyoruz. Sıcak koridorların uçlarında ve rafların üzerinde soğutma hava pasajı etrafında ısıyı izole etmek üzere aynı et dolaplarında gördükleriniz gibi plastik perdeler kullanıyoruz. Havayı sıcak koridorların içinde tutmak için plastik bantlar kullanıyoruz, ayrıca aynı plastik bantları borular ve cihazlar etrafında fiziksel bariyerler oluşturmak üzere de kullanıyoruz.


Sadece Sunnyvale'de kullandığımız bu perdeler sayesinde yılda 1 milyon kWs tasarruf yapacağımızı tahmin ediyoruz.


 


 


7. Ücretsiz soğutma seçeneklerini maksimuma çıkarın


Soğuk hava üretmek tek soğutma kaynağınız olmak zorunda değil. Doğa Ana’yı neden kullanmayalım? Dışarıdaki havayı ücretsiz soğutma kaynağı olarak kullanarak yılda 1,5 milyon $ tasarruf ettik. Bu sistemi uygulamak ve dışarıdaki havayı otomatik olarak içeriye modüle etmek için binamızın kenarlarına damperler inşa edildi. Dışarıdaki hava ayarlanan sıcaklık noktasından daha düşük olduğunda, damperler açılır ve dışarıdaki hava soğutma sistemine filtrelenerek alınır. Diğer taraftan dışarıdaki hava sıcaklık ayar noktasının üzerine çıktığında, damperler kapanır ve soğutucular devreye girer.


 


Bu çaba ince ayar yapılabilmesi ve geliştirilebilmesi adına sürekli olarak gelişmekte olan bir süreç halinde işlemektedir. Çevre mühendislerimiz sayesinde, sıcaklık ayar noktamızı yükseltmeye çabalıyoruz, böylelikle dışarıdaki havayı daha fazla kullanabileceğiz. Başlangıçta 52 F derecelik bir ayar noktası ile başlamıştık ve bunu kademeli olarak 65 F dereceye kadar çıkarttık. Şu anda bu ayar noktasını daha da yükseltmeye, 75 F dereceye kadar çıkartma süreci içerisindeyiz, bu dereceye çıkartmamız halinde ücretsiz soğutmadan faydalandığımız süreyi de bir yıl içerisinde yaklaşık %85 artırmış olacağız.


 


8. Elektrik dönüştürmeden kaynaklanan kayıplarınızı minimuma çekin


Akü temelli bir sistem kullanmak yerine Sunnyvale veri merkezimiz enerjiyi hareket gibi depolayan kinetik UPS'ler kullanmaktadır. Enerji cerayan veren altyapımızdan gelmekte ve her UPS biriminin içinde bulunan elektirkli motoru döndürmektedir. Volanlar herhangi bir cereyan verme faaliyetimizi yürütmek için yeterli olan 15 ila 20 saniyelik enerjiyi üretmek üzere enerji depolarlar. Eski UPS aküleri %85 ve günümüzün en iyi UPS'leri yaklaşık %94'lük etkinlik sağlarken volanlı UPS'ler %97,7'lik bir etkinlik değerine sahip olup, akülerin kaybettikleri enerjinin yarı yarıya daha azını kaybetmektedirler.


 


 


9. İsraf olacak ısıyı kullanın


Enerji talebi ve enerji fiyatları el ele yükselen yaz sıcaklıkları gibi yükselmekteler. İçinde bulunduğumuz bu sıcaklık ve elektrik kullanımının zirve yaptığı bu zamanlarda, doğal gaz beslemeli ısı ve elektrik enerjisini birlikte ürettiğimiz sistemimiz bir-megawatt'lık veri merkezimize ekonomik olarak güç beslemesi yapmak üzere devreye girmiştir. Bu yaklaşım sayesinde iki farklı kazanç elde edebilmekteyiz.


 


İlk olarak, kullanıldığı yere çok yakın bir yerde (dağıtılan üretim olarak adlandırılmaktadır) elektrik üreterek enerji maliyetlerimizi düşürdük ve transmisyon sırasında kaybedilen elektrik miktarını da azaltmış olduk.


 


İkinci avantajımız ise direkt olarak ısı ve elektrik enerjisini birlikte ürettiğimiz sistemden elde edilmektedir. Isı ve elektrik enerjisinin birlikte üretimi yakıtın termodinamik açıdan etkin olarak kullanılmasıdır. Elektrik üretiminde meydana gelen ve israf edilen yüksek oranlardaki ısıyı kullanıma sokar. Sunnyvale veri merkezimizde, soğutma sisteminde kullanılan suyu soğutan adsorpsiyon soğutucumuza enerji beslemesi yapmak amacıyla doğal gaz beslemeli jeneratörlerimiz tarafından üretilen ısıyı kullanmaktayız. Isı ve elektrik enerjisini birlikte ürettiğimiz sistemimizin kazandırdığı etkinlik toplamda %75 ila %85 arasında bir orana ulaşmakta ve yılda 300.000 $ tasarruf etmemizi sağlamaktadır.


 


 


10. Sürekli izleme ve ayarlama


Veri merkezi etkinliğini artırmak için kullanabileceğiniz bir ipucu da çevrenizi doğru şekilde ve sürekli olarak izlemektir. Pek çok veri merkezi çevrelerindeki yükü ölçerler, bu da tahmin edilebileceği gibi olayları tahmin edilmez kılar. Enerji etkinliğini gerçekten artırmak için ölçüm işlemini bir adım daha ileri taşımak ve veri merkezinde belirli bir alan ısınmaya başladığında fanları son güç açmak yerine raf seviyelerinde (raf başına düşen watt) ölçüm yapmaktır. Çevremizi sürekli olarak test etmekte ve ayarlamaktayız ve birden fazla sayıda sahip olduğumuz sıcaklık sensörlerimiz orta seviyede ortalama 10- ila 12-derece farklılıklar göstermektedir.


 


Tüm veri merkezleri eşit yaratılmamıştır. Sizin ve şirketinizin etkin enerji tüketilen veri merkezi oluşturma stratejinizi nasıl yürürlüğe koyacağınıza karar vermeniz, sahip olduğunuz size özel koşullara bağlıdır. Ancak burada anlatmış olduğumuz NetApp'in yürürlüğe koyduğu bu 10 teknik nereden başlayacağınıza dair size yol gösterici fikirler sağlayacaktır. Henüz bilmiyorsanız, veri merkezinizin Power Usage Effectiveness (PUE) (Enerji Kullanım Etkinliği) değerinin ne olduğunu öğrenmenizi öneririz. Bu noktadan sonra veri merkezinize ilişkin etkinlik programını harekete geçirecek uygun teknikler ve yenilikler geliştirebileceğinize inanıyoruz.


 


* Laura Pickering, NetApp'de Başkan Yardımcısı ve Çevresel Sorumluluk Avukatı olarak çalışmaktadır.