Emerson montre

aux centres de données

comment réduire leur charge calorifique

Face à des budgets de plus en plus serrés, à des inquiétudes sur l’empreinte écologique, ainsi qu'aux coûts de plus en plus élevés de l’énergie, les directeurs et responsables des départements d’informatique sont en quête de méthodes leur permettant de réaliser des économies, de réduire les consommations énergétiques et de mieux exploiter leurs centres de données aussi gourmands en termes d’énergie que sensibles à la chaleur. Les stratégies Energy Logic d'Emerson leur montrent comment procéder... en commençant par réduire la charge calorifique superflue.

Les 10 stratégies d'Emerson
visant à améliorer le rendement énergétique des centres de données

Passez le curseur de la souris sur chaque élément pour en savoir plus

Réduction de
10%

Les processeurs à haut rendement peuvent réduire jusqu’à 10% la consommation électrique générale du centre de données.

Processeurs à haut rendement

La puissance électrique à protection thermique des processeurs utilisés au moment où le modèle a été créé s'élevait à 91 W en moyenne. Les équipementiers proposent des versions basse tension de leurs processeurs consommant en moyenne 30 W de moins que les processeurs standard, tout en offrant les mêmes performances que les modèles de plus haute puissance. De tels dispositifs peuvent réduire jusqu’à 10% la consommation électrique générale du centre de données.

Réduction de
11%

Les alimentations à haut rendement réduisent la consommation de puissance des centres de données de 124 kW soit 11% des 1 127 kW totaux.

Blocs d'alimentation haute efficacité

Le recours à des technologies de pointe en matière d’alimentation permet d’obtenir un rendement de plus de 90%, soit une réduction de 124 kW de la consommation de puissance du centre de données, soit 11% du total de 1 127 kW. Notez que certains dispositifs d’alimentation offrent de meilleures performances sous charges partielles que d’autres ; ceux-ci sont recommandés.

8%
d'économie d'énergie

La gestion de l'alimentation des serveurs permet d'économiser 86 kW soit 8% de la charge du centre de données.

Gestion de l’alimentation des serveurs

Les centres de données sont dimensionnés pour des situations extrêmes qui se rencontrent rarement. Sans logiciel de gestion de l’alimentation, la consommation de puissance à l'état de veille est de 80% ; une fois la solution de gestion de l’alimentation activée, celle-ci chute à 45%. Une telle opération permet d’économiser 86 kW, soit 8%, de la charge du centre de données.

Réduction de
1%

Emerson a noté que le remplacement de 20% des serveurs en rack par des serveurs lames permettait une réduction de 1% de la consommation énergétique totale.

Serveurs lames

La mise en commun de l’alimentation, des ventilateurs de refroidissement et autres composants permet de réduire d’environ 10% la consommation des serveurs lames en termes de puissance par rapport à celle des serveurs équivalents montés en rack. Emerson a noté que le remplacement de 20% des serveurs en rack par des serveurs lames permettait une réduction de 1% de la consommation énergétique totale.

Réduction de
8%

La virtualisation des serveurs permet une réduction de 8% de la consommation de puissance totale du centre de données dans une installation de 465 m².

Virtualisation des serveurs

Parallèlement à l’optimisation des technologies de serveur, la virtualisation est un processus de plus en plus déployé pour augmenter l’utilisation des serveurs et réduire le nombre de serveurs matériels requis. Une telle virtualisation permet une réduction de 8% de la consommation de puissance totale du centre de données dans une installation de 465 m².

Réduction de
2%

Le recours à un système de distribution de l’alimentation secteur de tension supérieure permet de réaliser une réduction maximale de 2% de la consommation énergétique.

Distribution d’une alimentation secteur de tension plus élevée

Dans la plupart des centres de données américains, les systèmes d’alimentation sans interruption alimentent les serveurs à une tension de 208 V. Le passage à une tension de 240 V permettra aux dispositifs d’alimentation des serveurs de fonctionner de façon plus efficace et plus rentable. Le recours à un système de distribution de l’alimentation secteur de tension supérieure permet de réaliser une réduction maximale de 2% de la consommation énergétique.

Amélioration de
5%

La mise en application de telles pratiques permet à elle seule d’améliorer de 5% le rendement du système de refroidissement et de réduire ainsi de 1%.

Meilleures pratiques en matière de refroidissement

La mise en application de meilleures pratiques, telles que le colmatage des jours au niveau du sol, le recours à des panneaux d’obturation au niveau des espaces libres/ouverts du rack, ainsi que la prévention du mélange air chaud/air froid, permet de réaliser des économies. Le calcul numérique pour la dynamique des fluides constitue également un processus envisageable pour identifier les insuffisances et optimiser l’écoulement de l’air dans le centre de données. La mise en application de telles pratiques permet à elle seule d’améliorer de 5% le rendement du système de refroidissement et de réduire ainsi de 1%.

4%
d'économie d'énergie

Le refroidissement à capacité variable permet une économie supplémentaire de 4% au niveau de la consommation électrique des centres de données.

Refroidissement à capacité variable

Des technologies récentes, telles que les compresseurs à défilement numérique et les mécanismes à fréquence variable intégrés aux climatiseurs de salle informatique, permettent de maintenir un rendement élevé à des charges partielles. Dans le cadre d’un système de climatisation à refroidissement par eau, le recours à un système de refroidissement à fréquence variable a permis de réaliser des économies supplémentaires de l’ordre de 4% au niveau de la consommation électrique du centre de données

Réduction de
6%

Le refroidissement supplémentaire haute densité résulte en une réduction de 6% de l'ensemble des coûts énergétiques d'un centre de données.

Refroidissement supplémentaire haute densité

L’optimisation du rendement énergétique du centre de données exige le passage à un environnement capable de prendre en charge des densités de centre de données largement supérieures. Une telle transition implique le décalage d’une partie de la charge de refroidissement des climatiseurs de salle informatique traditionnels vers des unités de refroidissement complémentaires capables d’offrir une réduction de 30% des coûts associés au refroidissement. L’analyse Emerson porte sur une installation comportant 20 racks d’une densité de 12 kW chacun dotés d’un système de refroidissement complémentaire, et 40 autres racks d’une densité de 3,2 kW pris en charge par le système de refroidissement de salle traditionnel, aboutissant ainsi à une réduction de 6% du coût total énergétique du centre de données.

1%
d'économies

Des économies supplémentaires de l’ordre de 1% ont pu être réalisées grâce à une surveillance et un contrôle au niveau du système.

Surveillance et optimisation

Des systèmes de contrôle du refroidissement peuvent surveiller les conditions de fonctionnement de l’ensemble du centre de données, et coordonner les activités de différentes unités afin d’éviter tout conflit. Dans le cadre de l’analyse Emerson, des économies supplémentaires de l’ordre de 1% ont pu être réalisées grâce à une surveillance et un contrôle au niveau du système.

La mise en application des recommandations d'Emerson permet de réduire la consommation énergétique d'un centre de données d'au moins 50%.

Emerson montre aux centres de données comment réduire leur charge calorifique

Face à des budgets de plus en plus serrés, des inquiétudes sur l’empreinte écologique, ainsi que des coûts de plus en plus élevés de l’énergie, les directeurs et responsables des départements d’informatique sont en quête de méthodes leur permettant de réaliser des économies, de réduire les consommations énergétiques et de mieux exploiter leurs centres de données aussi gourmands en termes d’énergie que sensibles à la chaleur. Les stratégies

Une étude réalisée par l’expert industriel Jonathan Koomey a estimé que la consommation électrique mondiale des centres de données a augmenté d’environ 56% entre 2005 et 2010. Cette même étude a estimé qu’en 2010, les centres de données ont représenté à eux seuls 1,3% de la consommation mondiale, et 2% de toute l’électricité utilisée aux États-Unis

Cela n’a jamais été fait auparavant. Pour aider l’industrie à faire face à de tels problèmes, Emerson a développé Energy Logic, la toute première solution complète basée sur une analyse quantitative visant à réduire la consommation énergétique des centres de données, en se concentrant plus particulièrement sur la diminution de la charge thermique excessive à l’origine du problème. L’observation des mesures conseillées par Emerson permet de réduire d’au moins 50 % la consommation d’énergie d’un centre de données grâce à des technologies existantes, tout en permettant par la même occasion à l’industrie des centres de données d’économiser des milliards de dollars en énergie à l’échelle mondiale.

Pour mettre au point ses recommandations, Emerson a basé sa consommation énergétique modèle sur un centre de données type de 465 m² Les ingénieurs de la société ont méticuleusement analysé les possibilités en économies d’énergie, quantifié les économies possibles pour chaque mesure et identifié l’impact de la réduction énergétique de certains systèmes sur la consommation des systèmes de soutien.

L’analyse a principalement permis de mettre en lumière le fait que le meilleur moyen de réduire la consommation énergétique au sein d’un centre de données était de s’attaquer dans un premier temps à l’équipement informatique, car de telles économies pourraient se répercuter à tous les niveaux de l’infrastructure sous-jacente. Au sein du centre de données pilote d’Emerson, l’économie d’un Watt au niveau des composants du serveur a, par exemple, permis d’économiser en plus 1,84 W sans aucune action supplémentaire, soit un gain total de 2,84 W.

Cette même analyse a permis à Emerson d’identifier les 10 meilleures stratégies d’amélioration de la consommation énergétique des centres de données, de l’équipement informatique jusqu’aux différents niveaux de l’infrastructure sous-jacente, systèmes de refroidissement inclus.

La solution Energy Logic d’Emerson constitue une feuille de route applicable quels que soient les fournisseurs. Toutes les technologies recommandées sont disponibles à ce jour et nombreuses d’entre elles peuvent être intégrées dans le cadre de mises à niveaux technologiques de routine, réduisant ainsi les dépenses en capital. Le modèle Emerson prévoit également le calcul sur des périodes de rentabilisation/retour sur investissement de chacune des 10 stratégies en vue d’aider les organisations à prendre des décisions mieux informées en ce qui concerne les technologies les plus adaptées à un centre de données particulier.

Ces stratégies présentent également l’avantage d’alléger les trois contraintes les plus pesantes auxquelles sont confrontés les gestionnaires de centres de données à l’heure actuelle, à savoir : la puissance, le refroidissement et l’espace. L’implémentation des 10 stratégies Energy Logic dans le centre de données pilote d’Emerson, a permis de libérer les deux tiers d’un espace au sol très précieux, un tiers de l’alimentation sans interruption et 40 % des capacités de refroidissement de précision.

Les stratégies principales Energy Logic d’Emerson

Les 10 stratégies recommandées par Emerson en vue d’améliorer la consommation d’énergie dans les centres de données sont les suivantes:

1. Processeur à faible consommation: La puissance électrique à protection thermique des processeurs utilisés de nos jours est de 91 W en moyenne. Les équipementiers proposent des versions basse tension de leurs processeurs consommant en moyenne 30 W de moins que les processeurs standard, tout en offrant les mêmes performances que les modèles de plus haute puissance. De tels dispositifs peuvent réduire jusqu’à 10% la consommation électrique générale du centre de données.

2. Blocs d'alimentation haute efficacité: Le recours à des technologies de pointe en matière d’alimentation permet d’obtenir un rendement de plus de 90%, soit une réduction de 124 kW de la consommation de puissance du centre de données, soit 11% du total de 1 127 kW. Notez que certains dispositifs d’alimentation offrent de meilleures performances sous charges partielles que d’autres ; celles-ci sont recommandées.

 

3. Gestion de l’alimentation des serveurs: Les centres de données sont dimensionnés pour des situations extrêmes qui se rencontrent rarement. Sans logiciel de gestion de l’alimentation, la consommation de puissance en état de veille est de 80% ; une fois la solution de gestion de l’alimentation activée, celle-ci chute à 45%. Une telle opération permet d’économiser 86 kW, soit 8%, de la charge du centre de données.

4. Serveurs lames: La mise en commun de l’alimentation, des ventilateurs de refroidissement et autres composants permet de réduire d’environ 10% la consommation des serveurs lames en termes de puissance par rapport à celle des serveurs équivalents montés en rack. Dans le cadre de son analyse, Emerson a noté que le remplacement de 20% des serveurs en rack par des serveurs lames permettait une réduction de 1% de la consommation énergétique totale. Même si une telle économie ne paraît que très minime, elle est très importante du fait qu’elle permet d’obtenir une architecture haute densité (voir le point 9 ci-dessous).

5.Virtualisation des serveurs: Parallèlement à l’optimisation des technologies de serveur, la virtualisation est un processus de plus en plus déployé pour augmenter l’utilisation des serveurs et réduire le nombre de serveurs matériels requis. Une telle virtualisation permet une réduction de 8% de la consommation de puissance totale du centre de données dans une installation de 465 m².

6. Distribution d’une alimentation secteur de tension plus élevée: Dans la plupart des centres de données américains, les systèmes d’alimentation sans interruption alimentent les serveurs à une tension de 208 V. Le passage à une tension de 240 V permettra aux dispositifs d’alimentation des serveurs de fonctionner de façon plus efficace et plus rentable. Le recours à un système de distribution de l’alimentation secteur de tension supérieure permet de réaliser une réduction maximale de 2% de la consommation énergétique.

7. Meilleures pratiques en matière de refroidissement: La mise en application de meilleures pratiques, telles que le colmatage des jours au niveau du sol, le recours à des panneaux d’obturation au niveau des espaces libres/ouverts du rack, ainsi que la prévention du mélange air chaud/air froid, permet de réaliser des économies. Le calcul numérique pour la dynamique des fluides constitue également un processus envisageable pour identifier les insuffisances et optimiser l’écoulement de l’air dans le centre de données. La mise en application de telles pratiques permet à elle seule d’améliorer de 5% le rendement du système de refroidissement et de réduire ainsi de 1% les dépenses énergétiques totales de l’infrastructure, sans pratiquement aucun nouvel investissement dans de nouvelles technologies.

8. Refroidissement à capacité variable: Des technologies récentes, tels que les compresseurs à défilement numérique et les mécanismes à fréquence variable intégrés aux climatiseurs de salle informatique, permettent de maintenir un rendement élevé à des charges partielles. Dans le cadre d’un système de climatisation à refroidissement par eau, le recours à des mécanismes à fréquence variable a permis de réaliser des économies supplémentaires de l’ordre de 4% au niveau de la consommation électrique du centre de données.

9. Refroidissement supplémentaire haute densité: L’optimisation du rendement énergétique du centre de données exige le passage de densités traditionnelles à un environnement capable de prendre en charge des densités largement supérieures. Une telle transition implique le décalage d’une partie de la charge de refroidissement des climatiseurs de salle informatique traditionnels vers des unités de refroidissement complémentaires capables d’offrir une réduction de 30 % des coûts associés au refroidissement. L’analyse Emerson porte sur une installation comportant 20 racks d’une densité de 12 kW chacun dotés d’un système de refroidissement complémentaire, et 40 autres racks d’une densité de 3,2 kW pris en charge par le système de refroidissement de salle traditionnel, aboutissant ainsi à une réduction de 6% du coût total énergétique du centre de données.

10. Surveillance et optimisation: Des systèmes de contrôle du refroidissement peuvent surveiller les conditions de fonctionnement de l’ensemble du centre de données, et coordonner les activités de différentes unités afin d’éviter tout conflit. Dans le cadre de l’analyse Emerson, des économies supplémentaires de l’ordre de 1% ont pu être réalisées grâce à une surveillance et un contrôle au niveau du système.

En complément à ses stratégies Energy Logic, Emerson a également conçu une calculatrice de rendement Energy Logic permettant aux professionnels des centres de données de mesurer le rendement énergétique de leur infrastructure et de comparer leurs performances par rapport à l’énergie utilisée. Cette calculatrice permet également de mesurer l’évolution dans la durée, d’établir des priorités entre les différentes actions productives et de soumettre des rapports de progression à la direction.

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