Sunucu ve Veri Merkezi Enerji Verimliliği Hakkında Kongre Raporu, Kamu Hukuku 109-431 (2 Ağustos 2007)

Özet

Rapor, Kongre'nin talebi üzerine EPA'nın Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı öncülüğünde bir çalışma ekibiyle hazırladığı bir etüttür. Ekip, 16 Şubat 2007'de yaklaşık 130 kişinin katıldığı bir çalıştay düzenlemiş ve kamuya açık taslağa 50'den fazla kuruluştan görüş almıştır. Sonuçlara göre ABD sunucu ve veri merkezleri 2006'da yaklaşık 61 milyar kWh tüketmiştir; bu, ülke elektriğinin yüzde 1,5'i ve yaklaşık 4,5 milyar dolarlık maliyettir. Bu tüketim 2000'deki düzeyin iki katından fazladır.

Yöntem aşağıdan yukarı kuruludur: her yıl için veri merkezlerindeki kurulu sunucu, harici disk ve ağ portu sayısı tahmin edilmiş, birim yıllık enerji tüketimleriyle çarpılmış ve toplam, güç ve soğutma altyapısını hesaba katan bir yük çarpanıyla büyütülmüştür. Bu çarpan, LBNL'nin 22 veri merkezinde yaptığı kıyaslamaya dayanan 2,0 PUE değeridir. 2006'da altyapı toplam enerjinin yüzde 50'sini oluşturur, hacimli (volume) sunucular IT ekipman elektriğinin yüzde 68'ini kullanır ve kurumsal sınıf büyük veri merkezleri toplamın yüzde 38'ini tüketir.

Mevcut verimlilik eğilimleri sürerse tüketimin 2011'de 100 milyar kWh'yi aşması, yıllık maliyetin 7,4 milyar dolara ve şebeke tepe yükünün yaklaşık 7 GW'tan 12 GW'a çıkması beklenmiştir. Federal sunucu ve veri merkezleri bugün yaklaşık 6 milyar kWh (yüzde 10) ve yılda yaklaşık 450 milyon dolar harcar. Rapor, bu rakamların sınırlı veriye dayandığını ve sunucu konsolidasyonu gibi gelişmelerin belirsizlik yarattığını açıkça belirtir.

Üç verimlilik senaryosu karşılaştırılır. İyileştirilmiş işletme senaryosu 2011'de eğilimlere göre yüzde 20'den fazla, en iyi uygulama yüzde 45'e kadar, en son teknoloji ise yüzde 55'e kadar tasarruf sağlar; yıllık tasarruf 23 ile 74 milyar kWh, 15 ile 47 milyon ton CO2 arasındadır. Altyapı varsayımları şöyledir: hava akışı yönetimiyle altyapı enerjisinde yüzde 30 iyileşme, en iyi uygulamada yüzde 70'e, en son teknolojide yüzde 80'e kadar iyileşme. Soğutma ve güç altyapısı iyileştirmeleri yalnızca mevcut veri merkezlerinin yüzde 50'sine uygulanmış, IT ekipmanın beş yılda yenilendiği varsayılmıştır.

Rapor ayrıca engelleri (verimlilik tanımı eksikliği, bölünmüş teşvikler, risk çekingenliği), dağıtık üretim ve kojenerasyonu, mevcut programları ve politika önerilerini inceler. Önerilerin başında veri merkezleri için nesnel bir enerji performans derecelendirme sistemi ve sunucu performans ölçümleri gelir. Rakamlar 2007'ye aittir ve gerçek büyüklükler sonradan bu öngörülerden ayrışmıştır; belge güncel bir kıyas değil, tarihsel bağlam ve senaryo varsayımları için okunmalıdır.

Öne çıkan noktalar

1. ABD sunucu ve veri merkezleri 2006'da yaklaşık 61 milyar kWh tüketmiştir; bu ulusal elektriğin yaklaşık yüzde 1,5'i ve yaklaşık 4,5 milyar dolardır.
2. Güç ve soğutma altyapısı 2006'da toplam veri merkezi enerjisinin yaklaşık yüzde 50'sini oluşturur; temel varsayım ortalama PUE 2,0'dır (22 veri merkezi kıyaslamasından).
3. Federal sunucu ve veri merkezleri yaklaşık 6 milyar kWh (ulusal toplamın yüzde 10'u), yıllık yaklaşık 450 milyon dolar kullanır.
4. Mevcut eğilimler sürerse tüketimin 2011'de 100 milyar kWh'yi aşması, maliyetin yıllık 7,4 milyar dolara ulaşması öngörülmüştür.
5. Veri merkezi şebeke tepe yükü yaklaşık 7 GW (yaklaşık 15 baz yük santrali) olup 2011'de 12 GW'a çıkması bekleniyordu.
6. Hacimli sunucular 2006'da IT ekipman elektriğinin yüzde 68'ini, kurumsal sınıf veri merkezleri toplam tüketimin yüzde 38'ini oluşturur.
7. Senaryo tasarrufları 2011'de eğilimlere göre: iyileştirilmiş işletme yüzde 20'den fazla, en iyi uygulama yüzde 45'e kadar, en son teknoloji yüzde 55'e kadar.
8. En iyi uygulama senaryosu PUE'nin 2011'e kadar 1,5'e düştüğünü varsayar (yüzde 98 verimli trafolar, yüzde 90 verimli UPS); en son teknoloji kurumsal tesislerde PUE 1,4, yüzde 95 verimli UPS ve rafa sıvı soğutma varsayar.
9. İyileştirilmiş işletme senaryosu PUE'yi 2011'e kadar 1,7'ye, yüzde 95 verimli trafo ve yüzde 80 verimli UPS ile ilişkilendirir.
10. Rapor veri merkezleri için nesnel enerji performans derecelendirmesi ve ayrı elektrik sayaçları gibi önlemler önerir; veriler 2007'ye aittir ve gerçek büyüme öngörülerden ayrışmıştır.

Tasarımda kullanımı

• PUE kavramının tarihsel bağlamı için kullanın: 2,0 ortalama değerin 2007 başlangıç noktası olduğunu bilerek, güncel hedef PUE değerlerinizi bu referansla kıyaslayın.
• Altyapı iyileştirme basamaklarını kontrol listesi olarak okuyun: hava akışı yönetimi, trafo ve UPS verimi, yüksek verimli soğutucu, fan ve pompa, serbest soğutma, doğrudan sıvı soğutma ve kojenerasyon.
• Trafo ve UPS verimi varsayımlarını (örneğin yüzde 98 ve yüzde 90 veya yüzde 95) kendi tasarım hesabınızdaki kayıp varsayımlarıyla karşılaştırın; rapor bunları tarihsel senaryo parametresi olarak verir.
• Büyük tesislerde elektriği ayrı sayaçla ölçmeyi ve IT ile altyapı enerjisini ayrı izlemeyi tasarıma dahil edin; rapor bunu hem tahmin kalitesi hem politika için temel görür.
• Dağıtık üretim ve kojenerasyon seçeneğini değerlendirirken raporun uyarısını anımsayın: yakıt pili gibi teknolojilerin yüksek erişilebilirlik uygulamalarında uzun sicili yoktur ve kanıtlanmış kullanılabilirlik verisi gerekir.

Kimler okumalı

Veri merkezi enerji kullanımının tarihsel bağlamını, PUE'nin kökenlerini ve verimlilik senaryosu varsayımlarını anlamak isteyen tasarımcılar, politika ve strateji ekipleri.

Belgenin bölümleri

1. Yönetici Özeti
2. Giriş
3. ABD'de Sunucu ve Veri Merkezlerinde Büyüme ve Enerji Kullanımı Eğilimleri
4. ABD Sunucu ve Veri Merkezi Enerji Kullanımı Tahminleri
5. Federal Hükümet Sunucu ve Veri Merkezlerinin Enerji Kullanımı
6. Enerji Verimliliği ile Mümkün Enerji ve Maliyet Tasarrufu
7. Sunucu ve Veri Merkezlerinde Verimliliğin Elektrik Şirketlerine Etkileri
8. Enerji Verimliliğinin Ürün Performansı, Güvenilirlik, Özellikler ve Toplam Maliyete Etkileri
9. Veri Merkezlerinde Dağıtık Üretim ve Kojenerasyon (CHP) Sistemleri
10. Veri Merkezlerine Uygulanabilir Mevcut Enerji Verimliliği Programları
11. Teşvik ve Gönüllü Programlar için Öneriler
12. Araştırma ve Geliştirme Faaliyetleri için Öneriler

Belgeyi okuyun

Yayın bilgileri

Yazarlar

U.S. EPA ENERGY STAR Program

Yayıncı

U.S. EPA / ENERGY STAR

Yıl

2007

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Kamu kurumu

Erişim

Açık lisans — indirilebilir

Lisans

ABD kamu malı — ABD kamu kurumu yayını; serbestçe kullanılabilir

Lisans kanıtı

www.copyright.gov

Künye