Расходы на электроэнергию составляют немалую долю затрат ЦОД. Согласно отраслевой статистике, на них приходится около половины общей стоимости владения центром обработки данных. Такие значительные операционные расходы порождают потребности в более высокой энергоэффективности и рациональном использовании электроэнергии. Для снижения коэффициента PUE очень важным становится точное и регулярное измерение потребления электроэнергии. Smart PDU решают все эти задачи. В статье оцениваются возможности интеллектуальных PDU, анализируется их использование в соответствии с имеющимися в центрах обработки данных потребностями и даются рекомендации администраторам ЦОД, осуществляющим развертывание этих устройств.
Интеллектуальные устройства распределения электропитания Smart PDU выпускаются в нескольких версиях: к их числу относятся устройства с функциями измерения и мониторинга, интеллектуальные решения, а также выключаемые и управляемые PDU. Хотя не все производители интеллектуальных PDU придерживаются одной терминологии, набор средств у всех продуктов в целом схожий.
PDU с функциями измерения — самая базовая версия данных устройств. Каждое из них имеет дисплей, где в реальном времени отображаются данные по потреблению электроэнергии, но возможности удаленного мониторинга не предусматриваются. ЖК-индикатор отображает коэффициент мощности, число вольтов и ваттов. Эти показатели эквивалентны данным ваттметра, но, чтобы собрать данные с таких устройств, нужно считать показания, физически переходя от стойки к стойке.
PDU с функциями мониторинга и интеллектуальные PDU дополнительно предлагают возможность удаленного мониторинга потребления электроэнергии на уровне группы розеток и отдельных розеток. В сочетании c программным обеспечением эти устройства предоставляют всю важную информацию, отбражая ее в интерфейсе браузера. Таким образом, с их помощью можно осуществлять дистанционный контроль за центром обработки данных (если персонал не находится постоянно в помещении ЦОД), они будут полезны для крупных ЦОД. Это позволяет эффективно управлять энергопотреблением и выявлять тенденции в его изменении, поскольку для чтения данных с PDU не требуется непосредственного присутствия специалистов, как в случае использования PDU с функциями измерения, когда сбор информации приходится проводить вручную.
Выключаемые и управляемые PDU предусматривают дополнительную функциональность и могут иметь порты для подключения датчиков температуры и влажности. Некоторые устройства позволяют удаленно включать и отключать конкретные розетки. В зависимости от функционального оснащения одни из них предлагают мониторинг всей группы розеток, другие показывают энергопотребление по отдельным розеткам. Отчеты на уровне розеток питания содержат полезную статистику, которую можно использовать для определения энергоэффективности конкретного сервера или коммутатора. Как правило, отчеты генерируются удаленно.
Для максимального расширения функциональности и простоты использования Smart PDU комплектуются программным обеспечением. Наиболее полезные PDU предоставляют статистику посредством SNMP, что обеспечивает интеграцию с любым программным пакетом, способным считывать такие данные. Это дает возможность комбинировать PDU разных вендоров, а не «привязываться» к одному вендору, предлагающему нестандартное ПО.
Применение Smart PDU дает ЦОД целый ряд преимуществ.
ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕСПЕРЕБОЙНОЙ РАБОТЫ
С учетом тенденции к повышению эффективности ЦОД и их автоматизации, устройства распределения электропитания предоставляют значительные преимущества. При отсутствии людей в машинном зале снижается риск ошибочных действий, не приходится нести затраты на освещение помещений и дополнительное кондиционирование, что необходимо при наличии в залах людей. Однако следует учесть и то, что при зависании сервера кому-то придется поехать на площадку для устранения проблемы.
При наличии выключаемых PDU администраторы могут удаленно включать и выключать питание оборудования, например для перезагрузки системы. Аналогично, если из-за некорректной работы какого-то оборудования возникают ошибки в сети, у администратора есть возможность удаленно отключить его, пока кто-нибудь не доберется до места и не произведет диагностику. Интеллектуальные PDU могут предоставлять эти базовые функции удаленного управления на уровне группы розеток или отдельных розеток питания.
Для работы ЦОД в режиме 24×7 необходимы механизмы резервирования питания. При использовании управляемых PDU эти механизмы можно протестировать как в рабочей среде, так и в среде разработки. Чтобы проверить запуск резервного плеча питания, основное электропитание площадки отключается. Избежать ошибочного подключения основного и резервного плеча к одному и тому же блоку розеток помогут соответствующие отчеты.
УПРАВЛЕНИЕ МОЩНОСТЬЮ ПИТАНИЯ И ЕЕ ОПТИМИЗАЦИЯ
Удаленное управление включением/выключением электропитания — лишь одно из преимуществ. К числу других достоинств PDU применительно к задаче оптимизации энергопотребления относится возможность измерения, ведь нельзя оптимизировать то, что нельзя измерить, и невозможно оценить результативность предпринятых мер, не сравнив их с исходными показателями.
Если в небольших ЦОД можно обойтись измерением общей потребляемой мощности для группы розеток, то в более крупных предпочтительнее измерять потребление на каждой розетке. Это позволяет получить более детальные метрики — например, отношение производительности к энергопотреблению для вычисления энергоэффективности отдельных серверов.
Когда организации приступают к проектам виртуализации, важной метрикой становится коэффициент использования центрального процессора. Он помогает определить, когда необходимо перенести сервер на другие аппаратные платформы, виртуализировать его и вывести из эксплуатации прежнее «железо». Приложения, в наименьшей степени нагружающие процессор, тоже можно виртуализировать и консолидировать, обеспечив для процессора загрузку 80% и выше. Однако некоторые организации обнаруживают, что ожидаемой экономии электроэнергии они не добиваются. В значительной степени это связано с тем, что коэффициент использования процессора был единственной учитываемой метрикой.
Отношение потребляемой мощности питания к загрузке процессора позволит определить эффективность использования сервера или вычислительную эффективность. И здесь вновь пригодятся интеллектуальные PDU с измерением на уровне розеток питания. Их можно задействовать и для определения эффективности систем хранения — Storage Compute Effectiveness и т. д. Консорциум Green Grid разработал целый ряд полезных метрик, которые можно применять для оптимизации эффективности всей экосистемы ЦОД на уровне отдельных единиц оборудования.
Наконец, важен учет часов пик и периодов пиковой нагрузки. Например, энергоснабжающие компании, использующие технологию Smart Grid, могут повышать стоимость электроэнергии в своей энергосистеме в часы пикового потребления — например, с 8 до 17 часов, когда спрос максимален. В таком случае организации смогут перенести процессы с наиболее интенсивной нагрузкой на то время, когда предлагается самый дешевый тариф. Так, у банка периодом пиковой обработки может быть время с 16 до 18 часов, когда заканчивается рабочий день. В этом случае перенос выполнения части приложений на вечер может привести к значительной экономии электроэнергии.
ТЕНДЕНЦИИ И ОТЧЕТЫ
В общем случае для получения корректной оценки энергопотребления отчеты и тенденции должны охватывать не менее 30 дней, а лучше — 90. Это дает возможность проанализировать потребление электроэнергии в конце месяца и в конце квартала, когда нагрузка максимальная. Получение одного «снимка» за короткий период времени является плохим способом измерения эффективности, и именно такой подход является главной причиной критики PUE как показателя оценки энергоэффективности. Потребляемая мощность увеличивается в периоды интенсивной обработки и снижается при простоях. Поэтому только определение тенденций на уровне розеток питания способно дать информацию для принятия информированных решений.
Однако нельзя ограничиваться только установкой интеллектуальных PDU. «Интеллект» должен найти отражение в отчетах, а для этого необходимо программное обеспечение. Некоторые интеллектуальные PDU поставляются с программными компонентами, в которых реализованы лишь базовые функции, другие предоставляют свои данные системам управления инфраструктурой ЦОД (Data Center Infrastructure Management, DCIM). Программные пакеты DCIM, как и PDU, различаются по цене и функциональности.
РАЗВЕРТЫВАНИЕ PDU В ЦЕНТРЕ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ
Некоторые организации приобретают интеллектуальные PDU, только чтобы понять, что пакет DCIM им не по карману, в то время как другие устанавливают лишь отдельные интеллектуальные PDU. В ряде компаний используются интеллектуальные PDU разных вендоров с нестандартным ПО, которые несовместимы между собой и не оснащены функциями для совместной работы. Иными словами, существует множество причин, почему оборудование было приобретено, но не используется в полной мере. Однако, если оно все же устанавливается и интегрируется с программным обеспечением, возврат инвестиций может оказаться весьма неплохим.
При выборе интеллектуальных PDU принятие решения о выборе того или иного программного обеспечения и средств генерации отчетов не менее важно, чем выбор оборудования. Оно должно основываться на анализе необходимой функциональности. Открытые системы и протоколы дадут весомое преимущество, когда организация созреет для перехода на полный пакет DCIM или по какой-то причине сменит поставщика.
Как уже отмечалось, нельзя оптимизировать то, что невозможно измерить. Ориентировочные предположения или получение одного «снимка данных» должного эффекта не дадут — слишком многое останется «за кадром». Чем обширнее и точнее информация, тем лучше результат и больше экономия.
Кэрри Хигби — директор компании Siemon по решениям и сервисам для ЦОД.