امروزه با وجود افزایش هزینه‌های مرتبط با مصرف انرژی بسیاری از شرکت‌ها و کسب‌وکارها به دنبال کاهش مصرف برق اتاق سرور و مرکز داده خود هستند. اما سوال اینجاست که چگونه کارایی انرژی را بهبود و هزینه‌های عملیاتی خود را کاهش دهیم؟ خوشبختانه، برای بهینه‌سازی مصرف انرژی در اتاق‌های سرور اقدامات موثر زیادی وجود دارند که به شدت مصرف برق و هزینه قبوض شما را کاهش می‌دهند.

کسب اطلاعات بیشتر: تفاوت سرور مجازی با سرور فیزیکی

در این مطلب به چند راهکار ساده و حرفه‌ای برای کاهش مصرف انرژی در اتاق سرور می‌پردازیم.

روش‌های کاهش مصرف برق در اتاق سرور

بهره‌وری انرژی به طور فزاینده‌ای در محیط‌های سازمانی و مراکز داده اهمیت دارد. با انجام چند تغییر کلی در اتاق سرور یا زیرساخت‌های مرکز داده خود می‌توانید راندمان انرژی را بهبود دهید و به دنبال آن هزینه‌های برق مصرفی خود را کاهش دهید.

  • سیستم تهویه مطبوع و خنک کننده و نحوه چیدمان اتاق
  • منبع تغذیه بدون وقفه
  • تنظیمات ویندوز سرور
  • تنظیمات سخت‌افزار سرورها
  • مدیریت کابل‌های سرورها
  • نظارت بر دما و رطوبت محیط
  • نظافت اتاق سرور و سرور HP

در ادامه هر یک از این عوامل موثر بر مصرف برق اتاق سرور را به تفصیل شرح می دهیم.

مدیریت سیستم تهویه برای کاهش مصرف برق

خنک‌سازی اتاق‌های سرور بزرگ‌ترین عامل افزایش هزینه در قبض برق است و برای اکثر مدیران چالش بزرگی محسوب می‌شود. نوسان‌های بارهای IT، عدم تناسب و چیدمان ضعیف رک سرور HP و انتخاب نوع خنک کننده، همگی بر کارایی سیستم خنک کننده تأثیرگذارند. در اکثر مواقع، سیستم‌های تهویه در بهترین حالت خود کار نمی‌کنند و هرچه خنک‌کننده در شرایط نامناسب‌تری کار کند، انرژی بیشتری نیز مصرف می‌کند.

اکثر سرورها و دستگاه‌های مرتبط، از جمله روترها و منابع تغذیه اضطراری، هوای سرد را از قسمت جلویی خود وارد می‌کنند و هوای گرم را از پشت دستگاه‌ خارج می‌کنند، بنابراین، یکی از بهترین راه‌ها برای بهبود راندمان خنک‌کننده برای اتاقی با چندین رک سرور HP، ایجاد راهروی گرم و سرد است. زمانی که کابینت‌های سرور در یک راهرو رو به روی یکدیگر قرار می‌گیرند هوای سرد معمولا از طریق دریچه‌های کف تامین می‌شود و هوای گرم مسیر برگشت در راهروی گرم برای خنک‌سازی و کنترل رطوبت از طریق سیستم تهویه جمع‌آوری می‌شود.

به غیر از در نظر گرفتن راهرو، لازم است برای برخی از اتاق‌های سرورها موانع فیزیکی و پارتیشن‌ها مدیریت شوند تا از مخلوط شدن هوای سرد و هوای گرم جلوگیری شود. برنامه‌ریزی و مدل‌سازی جریان هوا منجر به کاهش مصرف برق توسط سیستم خنک کننده و جبران هزینه‌های انجام این کار می‌شود.

یک راه دیگر برای کاهش مصرف برق اتاق سرور از طریق سیستم تهویه، افزایش آستانه دما در اتاق سرور است. دمای توصیه شده برای محیط سرور 18 تا 25 درجه سانتیگراد است و اکثر اتاق‌های سرور که به عنوان محیط کار افراد نیز در نظر گرفته می‌شوند در حدود 20 درجه سانتیگراد تنظیم می‌شوند. در حالی که، اکثر سرورهای محاسباتی و فناوری اطلاعات تا دمای 30 درجه سانتیگراد را نیز تحمل می‌کنند. 1 درجه سانتیگراد افزایش درجه حرارت را برای اتاق سرور در نظر بگیرید تا ببینید چه تأثیری بر دمای محیط و مصرف انرژی دارد. با این حال، برخی از زیرساخت‌های حیاتی، مانند باتری‌های اسید سرب به دمای 20 تا 25 درجه سانتیگراد نیاز دارند.

در کنار تمام این روش‌ها استفاده از فن‌هایی که با سرعت متغیر کار می‌کنند نیز در مصرف برق اتاق سرور بسیار موثر است. این فن‌ها فقط در هنگام کارکردن انرژی مصرف می‌کنند و تنها با سرعت‌های مورد نیاز کار می‌کنند. از آنجایی که این فن‌ها در هنگام استفاده کم از CPU، سرعت خود را کاهش می‌دهند به سرعت مصرف برق را کاهش می‌دهند. علاوه بر این راهکارها، توصیه می‌شود سیستم‌های تهویه قدیمی بالای 5 سال را ارتقاء دهید تا بهره وری انرژی بهبود یابد.

بهره‌وری منابع برق اضطراری برای کاهش مصرف برق

اگر بیش از پنج سال از عمر منبع تغذیه بدون وقفه یا اضطراری (Uninterruptible Power Supply) سرور می‌گذرد، بهتر است به فکر یک UPS جدید و کارآمدتر باشید.

به طور کلی، دو نوع سیستم UPS مبتنی بر ترانسفورماتور و بدون ترانسفورماتور برای اتاق‌های سرور وجود دارند که باید بر حسب نیاز از هر کدام استفاده شود. پاورهای اضطراری مبتنی بر ترانسفورماتور با سیستم go-to برای اتاق‌های سرور و مراکز داده بزرگ‌تر طراحی شده‌اند و عمدتاً برای محیط‌های صنعتی و الکتریکی خشن استفاده می‌شوند. UPS‌های صنعتی معمولاً در محیط‌های اتاق سرور استفاده نمی‌شوند زیرا تلفات انرژی بیشتری نسبت به پاورهای مدرن بدون ترانسفورماتور دارند.

راندمان عملیاتی سیستم‌های UPS بدون ترانسفورماتور حدود 95 تا 97 درصد است. در حالت Eco، که ممکن است برای برخی از دیتا سنترها و بارها مناسب باشد، راندمان انرژی تا 99٪ نیز افزایش می‌یابد.

پاورهای بدون ترانسفورماتور برای گسترش بار در آینده نیز قابل ارتقا هستند. در واقع، یک منبع تغذیه اضطراری را می‌توان طوری تنظیم کرد که در صورت توجیه اندازه بار، به طور خودکار به حالت خواب برود. بخش‌های شارژر باتری نیز می‌توانند به‌طور خودکار در صورت عدم نیاز برای دوره‌های طولانی (5 تا 10 روز) خاموش شوند. تمام این تنظیمات در نهایت منجر به کاهش مصرف برق اتاق سرور می‌شوند.

تنظیمات ویندوز سرور برای کاهش مصرف انرژی

Windows server سه طرح متعادل (Balanced)، با کارایی بالا (High Performance) و ذخیره انرژی (Power Saver) را برای بهره وری انرژی ارائه می‌دهد.

انتخاب پیش‌فرض برای ویندوز سرور طرح برق متعادل است که هدف آن ارائه بهترین بازده انرژی برای مجموعه‌ای از بارهای کاری معمولی سرور است.

اگر ویژگی‌های بار کاری یا عملکرد و توان مورد نیاز شما بسیار متفاوت از تنظیمات پیش فرض باشد باید تنظیمات برق سرور HP را تغییر دهید و یک طرح تغذیه سفارشی ایجاد کنید. یکی از منابع اطلاعات مفید جهت تنظیمات قدرت سرور، توجه به ملاحظات قدرت در سخت افزارهای سرور مانند CPU یا کارت شبکه است. اگر طرح قدرت با کارایی بالا را برای ویندوز انتخاب می‌کنید باید بدانید که در ازای سطوحی از افزایش سرعت پاسخگویی، افزایش قابل توجهی در مصرف برق را نیز متحمل خواهید شد.

هنگام تنظیم سرور برای صرفه جویی در انرژی، باید عملکرد را نیز در نظر بگیرید. نحوه تنظیم سرور بر عملکرد و قدرت تأثیر می‌گذارد. تنظیم پارامترهای پیش‌فرض Windows Server از بهره‌وری انرژی به‌عنوان یک معیار کلیدی برای تعادل قدرت و عملکرد استفاده می‌کند.

مدیریت سخت‌افزارها

با حرکت به سمت سرورهای 2022، توان طراحی حرارتی ( TDP ) و مصرف انرژی تراشه‌ها و سیستم‌ها افزایش می‌یابد. به علاوه، بسیاری از شرکت‌ها اهداف پایداری دارند، بنابراین صرفه جویی در مصرف برق اتاق سرور به معنای صرفه جویی در هزینه‌ها و رسیدن به اهداف پایدارتر است.

بهینه سازی مصرف انرژی CPU برای بهبود کارایی و کاهش هزینه کارکرد سرورها بسیار مهم است. تکنیک هایی مانند مدیریت انرژی، تلفیق حجم کار و مجازی سازی می توانند به کاهش مصرف CPU و بهبود کارایی کلی سرورها کمک کنند.

با فعال کردن حالت ذخیره انرژی (power saver mode)، می‌توان با تنظیم ولتاژ CPU و فرکانس ساعت، مصرف انرژی را کاهش داد. اگر حالت ذخیره انرژی غیرفعال باشد، ولتاژ CPU و فرکانس ساعت روی مقادیر پیش‌فرض تنظیم می‌شوند.

علاوه بر پردازنده‌ها با توجه به چند توصیه می‌توان از بهینه سازی مصرف انرژی کارت شبکه سرور خود اطمینان داشت. به عنوان مثال، کارت شبکه سبز یا اترنت انرژی کارآمد (EEE) مصرف انرژی کمتری در زمان‌های فعالیت داده‌های کم دارد. هدف از این کارت شبکه کاهش مصرف برق تا 50٪ یا بیشتر است.

استفاده از تکنیک rotations per minute (DRPM) یا چرخش در دقیقه برای کنترل سرعت در آرایه‌های هارد دیسک سرور صرفه جویی قابل توجهی در مصرف برق ورودی/خروجی سیستم بدون کاهش عملکرد سیستم به دنبال خواهد داشت. تکنیک DRPM برای صرفه جویی در انرژی استفاده می‌شود. این تکنیک به صورت پویا RMP هارد را تعدیل می کند تا هارد بتواند درخواست‌ها را در RPM‌های مختلف سرویس دهد.

همچنین بهتر است برای مدیریت بهتر مصرف برق اتاق سرور، درایوهای SSD را جایگزین هارد دیسک‌ها کنیم. SSD ها معمولاً انرژی بسیار کمتری نسبت به هارد دیسک مصرف می کنند و تعداد بیشتری IOPS ارائه می‌دهند.

به عنوان مثال، SSD های سازمانی سامسونگ در حالت فعال تنها 25/1 وات و در حالت غیر فعال 3/0 وات انرژی مصرف می‌کنند. این تقریباً یک چهارم توان مصرفی یک هارد دیسک SAS با سرعت 15000 دور در دقیقه است که در هر درایو حدود 6 وات برق مصرف می‌کند.

مدیریت کابل‌های سرورها

مدیریت کابل‌ها به بهبود بهره وری انرژی در سرور HP کمک می‌کند. کابل‌ها می‌توانند فضای جریان هوای سرد را مسدود کنند. کابل‌ها را تا حد امکان در راهروهای گرم یا نزدیک به آن قرار دهید زیرا، گرمای تولید توسط ‌هر کابلی با هسته فلزی (مس یا آلومینیوم) باید مدیریت شود. اگر کابل کشی زیادی در اتاق سرور دارید از سینی‌های مشبک کابل استفاده کنید. نحوه نصب کابل ها نیز می تواند بر بهره وری انرژی و کاهش مصرف برق اتاق سرور تأثیر بگذارد.

مانیتورینگ دما و رطوبت

نصب یک سیستم مانیتورینگ دما و رطوبت مناسب به شناسایی زمینه‌های کاهش مصرف انرژی در برق اتاق سرور یا مرکز داده کمک می‌کند.

یک سیستم نظارتی در اتاق و کابینت سرور، به شناسایی مشکلات مربوط به سیستم‌های تهویه کمک می‌کند. مانیتورهای جریان هوا نیز خرابی واحد تهویه را تشخیص می‌دهد. Contactless Current Meters (CCMs)  را نیز می‌توان برای نظارت بر مصرف برق و کمک به منطقی کردن توزیع بار و اتصالات نصب کرد.

نظافت اتاق سرور

این یکی از ساده‌ترین کارها برای کاهش مصرف برق اتاق سرور است زیرا، سرورهای و تجهیزات جانبی تمیز کارآمدتر کار می‌کنند و در نتیجه مصرف انرژی کمتر خواهند داشت. تمیز کردن منظم در اتاق سرور یا مرکز داده برای جلوگیری از تجمع گرد و غبار بسیار مهم است.

نتیجه‌گیری

راهکارهای زیادی برای بهبود بهره‌وری انرژی و کاهش مصرف برق اتاق سرور از طریق تغییرات کم‌هزینه یا ارتقای کامل سیستم وجود دارد. برخی اقدامات دیگر برای کاهش مصرف انرژی می‌تواند شامل مجازی‌سازی سرورها، کنار گذاشتن سرورهای قدیمی یا اضافی، استفاده از درایوهای کم مصرف‌تر یا استفاده از خنک کننده‌های مایع باشد. تمام این اقدامات را می‌توانید بر اساس نوع اتاق سرور، اندازه آن و میزان حجم کاری خود بکار ببرید.