A Emerson mostra aos

Data Centers

Como Reduzir os Custos de Energia

Os diretores de informática e gerentes de TI enfrentam orçamentos restritos, preocupações com emissões 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. As estratégias de lógica de energia da Emerson mostram a eles como fazer... reduzindo o excesso de carga de calor em primeiro lugar.

As 10 estratégias da Emerson
para aumentar a eficiência de energia dos data centers

Passe o mouse sobre cada um para saber mais

10%
de redução

Os processadores de alta eficiência podem criar uma redução de 10% no consumo geral de energia do data center.

Processadores de alta eficiência

A TDP (Thermal Design Power, energia de geração térmica) típica dos processadores em uso, quando o modelo foi criado, era em média 91 Watts. Os fabricantes têm versões de seus processadores com tensão mais baixa e que consomem em média 30 W a 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 data center.

11%
de redução

As fontes de alimentação de alta eficiência reduzem o consumo de energia no data center em 124 kW ou 11% do total de 1,127 kW.

Fontes de alimentação de alta eficiência

O uso das melhores tecnologias do setor para fontes de alimentação oferece eficiência superior a 90%, reduzindo o consumo de energia no data center, e 124k W ou 11% do total de 1,127 kW. Lembre-se de que algumas fontes de alimentação, com cargas parciais, apresentam melhor desempenho que outras e têm preferência.

8%
de economia em energia

O gerenciamento de energia do servidor economiza 86 kW, ou 8%, da carga do data center.

Gerenciamento de energia do servidor

Os data centers 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% quando o gerenciamento de energia é habilitado. Isso gera uma economia de 86 kW, ou 8%, da carga do data center.

1%
de redução

A Emerson constatou uma redução de 1% no consumo total de energia quando 20% dos servidores em rack foram substituídos por servidores blade.

Servidores blade

BOs servidores blade consomem aproximadamente 10% a menos de energia que os servidores equivalentes montados em rack, graças a vários servidores que compartilham fontes de alimentação, ventiladores de refrigeração e outros componentes em comum. A Emerson constatou uma redução de 1% no consumo total de energia quando 20% dos servidores em rack foram substituídos por servidores blade.

8%
de redução

A virtualização de servidores gera uma redução de 8% no consumo total de energia dos data centers em uma unidade de 470 metros quadrados.

Virtualização de servidores

À medida que as tecnologias de servidor são otimizadas, a virtualização é cada vez mais implementada a fim de aumentar a utilização de servidores e reduzir a quantidade de servidores físicos necessários. A virtualização gera redução de 8% no consumo total de energia dos data centers em unidades de 470 metros quadrados.

2%
de redução

Utilizando-se a distribuição de energia de CA de tensão mais elevada, pode-se obter redução de até 2% no uso de energia.

Distribuição de energia de CA com tensão mais elevada

Na maioria dos data centers 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 energia de CA com tensão mais elevada, pode-se obter uma redução de até 2% no uso de energia.

5%
de melhoria

A eficiência do sistema de refrigeração melhora 5% com a simples implementação de práticas recomendadas, o que reduz o custo geral com energia da unidade em 1%.

Práticas recomendadas de refrigeração

A implementação de práticas recomendadas — como vedar vãos em 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 DFC (Computational fluid dynamics, dinâmica de fluidos em computação) 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 o custo geral com energia da unidade em 1%.

4%
de economia em energia

A refrigeração de capacidade variável oferece uma economia extra de 4% no consumo de energia do data center.

Refrigeração de capacidade variável

As tecnologias mais modernas, como os compressores helicoidais digitais e as unidades de frequência variável em condicionadores de ar da sala de computadores (CRACs), possibilitam manter elevada eficiência com cargas parciais. Em um sistema de condicionamento de ar por água gelada, a utilização de unidades de frequência variável gera uma economia extra de 4% no consumo de energia de data centers.

6%
de redução

A refrigeração complementar de alta densidade gera 6% de redução no custo geral de energia do data center.

Refrigeração complementar de alta densidade

A otimização da eficiência de energia dos data centers exige a mudança 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) têm o suporte do sistema de refrigeração ambiente tradicional, o que reduz 6% no custo total de energia de data centers.

1%
de economia

Foi obtida uma economia adicional de 1% em consequência do monitoramento e controle do sistema.

Monitoramento e otimização

Os sistemas de controle de refrigeração podem monitorar as condições do data center e coordenar atividades de várias unidades para evitar conflitos. Na análise da Emerson, foi obtida uma economia adicional de 1% em consequência do monitoramento e controle do sistema.

O atendimento às ações recomendadas pela Emerson pode reduzir o consumo de energia de um data center pelo menos em 50%.

A Emerson mostra aos data centers como reduzir os custos de energia

Os diretores de informática e gerentes de TI enfrentam orçamentos restritos, preocupações com rastros 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.

Um estudo feito pelo especialista do setor Jonathan Koomey estimou que a eletricidade utilizada pelos centros de dados ao redor do mundo aumentou cerca de 56 por cento de 2005 a 2010. Este mesmo estudo estimou que somente os centros de dados contribuíram por 1,3 por cento de toda a eletricidade usada no mundo em 2010, e 2 por centro de toda a eletricidade usada nos Estados Unidos.

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 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 no-breaks e 40% da capacidade de refrigeração de precisão.

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 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.

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. Monitoring and Optimization: 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 também desenvolveu um artigo e uma calculadora de eficiência 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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