Những sáng kiến xanh nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn trong Trung tâm dữ liệu

Trung tâm dữ liệu (TTDL) là nơi quản lý hệ thống máy chủ và mạng, có khả năng lưu trữ, truy xuất và phục hồi dữ liệu với tính bảo mật thông tin cao, nhằm đáp ứng nhu cầu lưu trữ thông tin cho các cơ quan chính phủ, công ty đa quốc gia, tập đoàn tài chính, ngân hàng... Tuy nhiên, một vấn đề nan giải hiện nay với các TTDL là hiệu quả sử dụng nguồn điện không cao, chỉ có 41% điện được tiêu thụ cho công việc có ích, 59% còn lại được dành cho cơ sở hạ tầng hỗ trợ. Trong khi đó, các nguồn năng lượng đặc biệt là điện năng ngày càng trở nên khan hiếm và đắt đỏ, bởi vậy tiết kiệm điện là mục tiêu hàng đầu.

1. Thực trạng sử dụng điện trong TTDL

Theo nghiên cứu của Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ, trong năm 2006, TTDL ở Mỹ đã tiêu thụ 61 tỷ kW/h điện với chi phí ước tính 4.5 tỷ USD. Con số này tương đương với nhu cầu điện trung bình của 5.8 triệu hộ gia đình trong một năm. Một nghiên cứu khác của Emerson Network Power cũng cho thấy việc tiêu thụ điện của TTDL như sau: 50% cho hệ thống điều hòa không khí, 26% cho các server/lưu trữ, 11% cho thiết bị truyền thông, 10% cho thiết bị phân phối nguồn và 3% cho thiết bị chiếu sáng. Đặc biêt, nguồn được sử dụng trong các hệ thống làm mát xấp xỉ 48% (33% cho các tháp làm mát/lạnh, 4% cho điều hòa độ ẩm và 11% cho điều hòa không khí); 30% cho thiết bị IT; 22% cho hệ thống điện (16% cho UPS, 4% cho phân phối nguồn, 1% cho chuyển mạch và 1% cho chiếu sáng) (theo công bố của APC năm 2006).

Một nghiên cứu độc lập của các nhà cung cấp hệ thống dữ liệu Hitachi cũng chỉ ra việc sử dụng nguồn điện trong TTDL được phân phối 25% cho lưu trữ, 25% cho server và 50 % cho các thiết bị truyền thông, gồm router/switch, PBX và các ứng dụng như tường lửa và bộ cân bằng tải. Như vậy, phần lớn điện năng tiêu thụ trong các TTDL là dành cho các hệ thống phụ trợ.

2. Những sáng kiến xanh nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn trong các TTDL

Trước thực trạng đó, các nhà cung cấp IT (IBM, Cisco...) đã đưa những sáng kiến “xanh” (green initiatives) hướng tới TTDL. Mặc dù có một số điểm tương đồng nhưng các giải pháp của họ là hoàn toàn khác nhau. Cisco tập trung vào những thế mạnh sản phẩm của mình sức mạnh để khuyến nghị khách hàng thay thế/loại bỏ các thiết bị cũ hơn và hợp nhất thiết bị của các tường lửa rời rạc, sử dụng các thiết bị cân bằng tải và không có tải trong switch/router. Bên trong hệ thống, Cisco cũng thiết lập các khối nguồn mà phân phối nguồn hiệu quả đến các thiết bị tới 90%. Ngoài ra, công ty còn triển khai các dịch vụ tư vấn khách hàng trên toàn cầu về cách nâng cao hiệu quả môi trường của TTDL sử dụng các công nghệ khác nhau từ đơn giản đến phức tạp.

Trong khi đó, IBM lại có chiến thuật khác sử dụng các công nghệ và phân tích tiên tiến tập trung vào toàn bộ vấn đề của TTDL, bắt đầu từ một tập các dịch vụ để đo, kiểm định/chuẩn đoán, xây dựng, làm lạnh, thực hóa và quản lý TTDL xanh. Để thực hiện những dịch vụ này, IBM đã phát triển các công cụ cho đo kiểm các điểm truy xuất (hot-spot), hướng nguồn, hiệu quả nguồn lưu trữ/server,... Sử dụng những TTDL này, khách hàng có thể tiết kiệm chi phí bằng cách làm “xanh” hoàn toàn TTDL bao gồm thiết bị phân phối nguồn, làm mát, chiếu sáng và các thiết bị IT.

Một cải tiến công nghệ do IBM khám phá đang được mọi người rất quan tâm là “pin mát” (cool battery), giúp tăng thêm khả năng sử dụng bộ làm mát bằng cách lưu cái lạnh thu được trong suốt đêm để sử dụng vào ban ngày.
Mặt khác, IBM còn tập trung vào các giải pháp cho lưu trữ và server. Với các thiết bị này của IBM, nguồn điện sẽ được sử dụng hiệu quả hơn nhờ các quạt chip có tốc độ thay đổi, nguồn, chip, server, ma trận lưu trữ,... Kết hợp với các sản phẩm lưu trữ/server “xanh” này là khả năng lắp đặt các bộ thay đổi nhiệt gần cửa trên các giá thiết bị để làm giảm thêm 50% nhiệt sinh ra trong quá trình vận hành.

Cuối cùng, IBM giới thiệu sản phẩm phần mềm “xanh” dưới hình thức quản trị nguồn. Đây là bộ phần mềm quản lý dựa trên Tivoli có thể đánh giá/xây dựng phương hướng sử dụng nguồn, tối ưu hóa mức dịch vụ/cấp phát/sử dụng nguồn tốt hơn và tự động hóa việc quản lý năng lượng. Với công cụ quản lý TTDL độc lập, IBM đã tích hợp nó với các hệ thống Tivoli và bộ phần mềm quản lí hoạt động mạng nhằm cung cấp một cái nhìn tổng thể, thống nhất về TTDL, giúp quản lý/lập lịch công việc phải làm, hoạch định, tính toán hiệu quả nhất.

3. Kết luận

Trong tình trạng khan hiếm và cạn kiệt các nguồn năng lượng như hiện nay, việc tiết kiệm và sử dụng chúng hiệu quả đang là một vấn đề đặt ra đối với các nhà khoa học trên thế giới. Những sáng kiến xanh giúp nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn điện trong các TTDL, và góp phần tích cực nhằm tiết kiệm điện năng, và bảo vệ môi trường.