Les centres de données sont la cible favorite des militants écologistes en raison de leurs besoins énergétiques élevés. Le Département américain de l’énergie estime que les centres de données consomment 10 à 50 fois plus d’énergie par pied carré qu’un immeuble à bureaux commerciaux typiques et qu’ils représentent environ 2 % de la consommation d’énergie aux États-Unis.
Bien qu’il ne fasse aucun doute que les centres de données sont de gros consommateurs d’électricité, les opérateurs ont fait d’énormes progrès au niveau de l’efficacité au cours des dernières années. Un rapport datant de 2016, du Département américain de l’énergie, a révélé que la consommation d’électricité des centres de données n’a augmenté que de 4 % entre 2010 et 2014, comparativement à 90 % entre 2000 et 2005. La consommation totale d’électricité des centres de données n’a augmenté que de 6 % entre 2010 et 2018, et ce, malgré l’augmentation de 30 % du nombre de serveurs physiques, la multiplication par 11 du trafic réseau et la multiplication par 26 de la capacité de stockage, selon Data Center Frontier.
Maintenir cet élan sera plus difficile dans les années à venir, puisque la demande de services et d’infrastructures de centres de données augmentera de plus de 18 % annuellement jusqu’en 2025, selon Technavio.
Source : Technavio sur prnewswire.com
Les opérateurs de centres de données à très grande échelle ont montré la voie en adoptant de nouvelles approches en matière d’efficacité énergétique, notamment par l’utilisation de sources d’énergie renouvelables, qui représentent la meilleure façon de réduire la consommation de combustibles fossiles coûteux. Par exemple, Amazon Web Services s’est fixé pour objectif d’alimenter ses opérations avec une énergie renouvelable à 100% d’ici à 2025 et Google, pour sa part, affirme vouloir devenir exempt de carbone d’ici à 2030.
Cependant, les opérateurs de centres de données plus anciens n’ont généralement pas les ressources et la flexibilité des fournisseurs à très grande échelle de services Cloud pour réaliser les économies d’échelle qui rendent ces centres de données hyperscale plus efficaces de 98% par rapport à leurs homologues sur site, selon Microsoft. Les propriétaires de centres de données doivent également chercher à concilier disponibilité et efficacité tout en tirant le maximum de leurs investissements existants.
Néanmoins, il existe certaines mesures qu’un opérateur de centre de données peut adopter pour améliorer son efficacité, et la plupart d’entre elles ne nécessitent pas d’investissement important. Voici neuf améliorations que chacun peut apporter.
1. Connaître la quantité d’énergie que vous utilisez et à quel endroit
Selon l’enquête mondiale sur les centres de données en 2021 de l’Uptime Institute, seulement 70% des opérateurs de centres de données surveillent l’efficacité dans l’utilisation de l’énergie (PUE), un indicateur important d’efficacité énergétique. Le PUE est le ratio entre l’énergie totale utilisée par le centre de données et celle utilisée par les équipements informatiques. C’est un moyen utile de découvrir la quantité d’énergie consommée par les services généraux tels que l’éclairage et le refroidissement qui représentent les principaux domaines d’économies potentielles. Le calcul du PUE établit également une base de référence pour calculer les répercussions de vos améliorations en matière d’efficacité.
Source: Uptimeinstitute.com
2. Consolider et clarifier les charges de travail
Soixante pour cent de l’énergie utilisée dans les centres de données provient des serveurs. Par conséquent, l’optimisation des charges de travail pour maximiser leur utilisation peut avoir un effet immédiat et substantiel. Les serveurs inactifs ou fonctionnant à faible taux d’utilisation peuvent consommer environ la moitié de l’énergie de leurs homologues à plein régime. Il faut éliminer les charges de travail inutiles ou les déplacer en dehors des heures de travail, lorsque les coûts d’énergie sont moins élevés. Consolider et virtualiser les charges de travail sur le moins de serveurs possible, avec un objectif d’utilisation des serveurs se situant entre 60 et 75 %. Ensuite, il faut fermer les serveurs qui ne sont plus nécessaires ou les remplacer par des modèles plus récents et plus efficaces.
3. Optimiser la température et l’humidité
Ces deux facteurs sont importants non seulement pour la réduction des coûts énergétiques mais aussi pour la fiabilité de l’équipement. Une mauvaise circulation de l’air peut entraîner une surchauffe et provoquer la défaillance des composants. Un taux d’humidité trop faible peut entraîner des décharges électrostatiques dangereuses pour les équipements électroniques. À l’inverse, un taux d’humidité trop élevé peut causer une accumulation d’humidité qui nuit à la performance et augmente le risque de défaillance.
4. Répartir les serveurs en zones chaudes et froides
La plupart des centres de données disposent de nombreuses zones chaudes et froides qui varient selon les besoins en énergie de leurs équipements. En regroupant les serveurs en fonction de la chaleur qu’ils génèrent, les opérateurs de centres de données peuvent ajuster plus efficacement le système de refroidissement. Le confinement des allées chaudes et froides est une technique qui consiste à placer les serveurs autour de couloirs d’évacuation d’air chaud avec un apport d’air frais provenant de dispositifs de climatisation de précision et/ou de l’extérieur. L’air froid est dirigé vers les serveurs par l’arrière et l’air chaud est libéré dans les allées chaudes désignées pour être acheminé vers l’extérieur ou vers des dispositifs de climatisation situés au bout de l’allée. L’air refroidi est ensuite remis en circulation dans l’allée froide.
Par ailleurs, les refroidisseurs d’eau peuvent être utilisés lors de situations où la température est très élevée, comme dans le cas de serveurs utilisant plusieurs unités de traitement graphique pour traiter des modèles de machine learning. Dans les deux cas, l’objectif est de cibler les ressources de refroidissement énergivores vers les serveurs qui en ont le plus besoin.
5. Recourir à l’économisation de l’air
De nombreux centres de données situés dans des zones climatiques tempérées utilisent davantage l’air extérieur pour le refroidissement à l’aide d’économiseurs d’air. Ceux-ci intègrent l’air extérieur dans les systèmes centraux de traitement de l’air afin de réduire les besoins en refroidissement et de rejeter l’air vicié hors du bâtiment. Selon Gartner, entre 40% et 90% du refroidissement peut être obtenu par des économiseurs dans la majeure partie de l’Amérique du Nord, tandis que l’Agence américaine de protection de l’environnement cite un établissement du Colorado dont le refroidissement s’effectue, dans 80% du temps, en utilisant l’air de la montagne. Il est essentiel de contrôler les filtres et l’humidité, compte tenu de la nature imprévisible de la source d’air.
Source: energystar.gov
6. Construire sur mesure, si possible
Lors de la construction de nouveaux centres de données ou de la modernisation de centres existants, il faut concevoir en tenant compte des besoins énergétiques. Les conceptions modulaires permettent de subdiviser le centre de données en zones distinctes qui peuvent être refroidies de manière sélective. Cela permet aux opérateurs de personnaliser les conditions de location et les modèles de coûts énergétiques pour obtenir une vision prévisible de la consommation d’énergie. Lorsque la construction sur mesure ne peut être envisagée, il faut repérer tous les recoins de l’installation refroidie par air qui pourront être bloqués ou encore les plafonds qui pourront être abaissés pour réduire le refroidissement des espaces inoccupés.
7. Maximiser la densité du cœur
Les microprocesseurs consomment la moitié, sinon plus, de l’énergie utilisée par un serveur typique. Les cœurs sont essentiellement des microprocesseurs distincts qui peuvent être dédiés à différentes tâches ou regroupés pour des charges de travail virtuelles. L’ajout de cœurs supplémentaires nécessite une quantité d’énergie supérieure nettement plus faible que celle requise pour mettre en ligne de nouveaux processeurs (CPU). Les processeurs (CPU) haut de gamme compatibles X86 possèdent désormais jusqu’à 96 cœurs et les modèles à 128 cœurs sont sur le point d’arriver. De ce fait, les CPU à haute densité ne sont pas seulement rentables, mais constituent un bon investissement dans la réduction de la consommation d’énergie.
8. Utiliser le cloud
En ce qui concerne les charges de travail peu fréquentes, telles que la production de rapports mensuels, il peut s’avérer plus judicieux de transférer la tâche vers une instance cloud dédiée qui peut être déclenchée uniquement en cas de besoin et arrêtée lorsque la tâche est terminée. Il peut également s’avérer judicieux d’héberger de nouvelles charges de travail dans le cloud plutôt que d’assumer les coûts associés à l’approvisionnement et au refroidissement de serveurs locaux. Tous les fournisseurs de services infonuagiques offrent des calculateurs que les clients peuvent utiliser pour prévoir leurs coûts. Il existe également de nombreux calculateurs en ligne qui comparent les coûts totaux liés à l’infonuagique par rapport à ceux d’un centre de données.
9. Utiliser la gestion de l’infrastructure des centres de données (DCIM)
La gestion de l’infrastructure des centres de données (DCIM) est réalisée à l’aide de logiciels relativement récents qui surveillent les équipements et l’environnement afin de faciliter la planification des capacités tout en réduisant les risques de défaillance. Le logiciel peut calculer automatiquement le PUE et identifier les facteurs de gaspillage tels que les serveurs surutilisés et les serveurs fantômes, pour permettre aux opérateurs de prendre des décisions plus éclairées et plus sûres quant à la manière de réaliser des économies.
En dehors de la construction sur mesure et de l’économisation côté air, aucune de ces pratiques ne nécessite de nouveaux équipements ou des réaménagements coûteux. Les opérateurs de centres de données qui disposent du temps, des compétences et de la détermination nécessaires peuvent réaliser d’importantes économies. Étant donné que les centres de données conventionnels affichent généralement des PUE d’environ 2,0, contre seulement 1,1 pour certaines installations de grande envergure, il existe de nombreuses possibilités d’amélioration.
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