Mức tiêu thụ năng lượng và hiệu quả hoạt động của trung tâm dữ liệu đang được xem xét kỹ lưỡng. Nhận thấy nhu cầu kiểm soát sự phát triển của trung tâm dữ liệu, các nhà lập pháp và quản lý đã bắt đầu nỗ lực yêu cầu các nhà khai thác báo cáo thông tin cấp cơ sở và các chỉ số hiệu suất chính cũng như đặt ra ngưỡng hiệu suất tối thiểu của cơ sở.
Mục tiêu cuối cùng của họ là yêu cầu người vận hành báo cáo các số liệu hiệu quả và hiệu suất mang tính biểu thị, bao gồm hiệu quả sử dụng năng lượng (PUE) và công việc được thực hiện trên mỗi đơn vị số liệu tiêu thụ năng lượng.
Liên minh châu Âu đã hành động đầu tiên. Chỉ thị Hiệu quả Năng lượng (EED) và Quy định được ủy quyền (đã hoàn thiện nhưng chưa được công bố) yêu cầu các trung tâm dữ liệu có nhu cầu điện năng cho thiết bị CNTT được lắp đặt trên 500 kilowatt phải báo cáo hơn 30 vị trí và thông số vận hành cho các quốc gia thành viên và cơ sở dữ liệu của Châu Âu về trung tâm dữ liệu.
Quy định được ủy quyền cuối cùng mở rộng các yêu cầu báo cáo EED và thiết lập các yêu cầu báo cáo về khả năng làm việc của máy chủ đã cài đặt (hiệu suất trạng thái hoạt động SERT® hoặc CPU SERThoàn hảo) và dung lượng lưu trữ đã cài đặt (petabyte).
Ngay cả khi không có quy định bắt buộc, công việc trên mỗi thước đo năng lượng vẫn thể hiện phương pháp thực hành tốt nhất trong ngành. Mỗi thế hệ thiết bị CNTT mới mang lại gấp đôi hoặc gấp ba công suất làm việc của thiết bị và công suất trên mỗi watt của thế hệ thiết bị trước đó. Những tiến bộ trong phần mềm quản lý khối lượng công việc cho phép các nhà khai thác CNTT tăng cường sử dụng cơ sở hạ tầng thiết bị CNTT của họ. Công việc trên mỗi chỉ số năng lượng nắm bắt và minh họa lợi ích của việc làm mới và hợp nhất thiết bị CNTT.
Các nhà khai thác trung tâm dữ liệu phải đối mặt với những thách thức đáng kể trong việc báo cáo các chỉ số về dung lượng lưu trữ và máy chủ. Để tuân thủ các yêu cầu này hoặc tính toán số liệu công việc trên năng lượng cho cơ sở trung tâm dữ liệu, người vận hành cần duy trì kho thiết bị với dữ liệu thành phần quan trọng và vị trí thiết bị, đồng thời thiết lập quy trình để nắm bắt và tính toán công suất làm việc của máy chủ trung tâm dữ liệu. Ngành công nghiệp cần một phương pháp tiêu chuẩn hóa để báo cáo năng lực làm việc của máy chủ.
Kho thiết bị
Tính toán hoặc ước tính năng lực làm việc của thiết bị CNTT đòi hỏi kiến thức về vị trí thiết bị và thông số kỹ thuật của thành phần. Thật không may, một cuộc khảo sát về Thời gian hoạt động của các nhà khai thác CNTT chỉ ra rằng chỉ một phần ba số nhà khai thác CNTT duy trì kho thiết bị chi tiết có khả năng tính toán công suất thiết bị trong trung tâm dữ liệu (Bảng 1).
Việc tính toán tổng công suất làm việc của máy chủ hoặc dung lượng lưu trữ của một cơ sở trung tâm dữ liệu đòi hỏi người vận hành phải biết số lượng và loại thiết bị được đặt trong mỗi cơ sở. Kết quả khảo sát chỉ ra rằng chỉ 30% nhà khai thác có thể thực hiện điều đó từ kho hàng của họ.
Để tính toán tổng công suất làm việc của máy chủ, người vận hành CNTT cần biết số lượng, số bộ phận và số lượng lõi của CPU được cài đặt trong mỗi máy chủ. Giá trị công suất làm việc dự kiến sẽ được chỉ định theo số bộ phận CPU hoặc số lõi. Tổng công suất làm việc sẽ được tính toán hoặc ước tính dựa trên tổng hợp các giá trị công suất làm việc của cơ sở hạ tầng máy chủ được cài đặt. Cuộc khảo sát chỉ ra rằng hiện chỉ có 27% nhà khai thác thu thập số bộ phận CPU và số lượng lõi.
Để tính toán dung lượng lưu trữ, người vận hành cần biết số lượng thiết bị lưu trữ và dung lượng của chúng cho từng thiết bị lưu trữ. 53% nhà khai thác cho biết họ thu thập dữ liệu này.
Các nhà khai thác trung tâm dữ liệu phải thực hiện ba bước để cập nhật và cải thiện quy trình quản lý và kiểm kê thiết bị của họ để tính toán công suất làm việc của trung tâm dữ liệu.
- Cập nhật hệ thống kiểm kê thiết bị để bao gồm tất cả thông tin thành phần cần thiết để tính toán năng lực làm việc. Ngoài các giá trị cần thiết cho máy chủ và sản phẩm lưu trữ, băng thông và tốc độ truyền dữ liệu của thiết bị mạng cũng cần được thu thập.
- Cập nhật thông số kỹ thuật và quy trình mua thiết bị để yêu cầu báo cáo và thu thập dữ liệu thành phần thiết bị. Điều này sẽ yêu cầu sự hợp tác với tổ chức mua hàng và tạo ra một quy trình điện tử để thu thập thông tin hàng tồn kho.
- Thực hiện khảo sát các thiết bị CNTT đã được cài đặt để có được bản kiểm kê đầy đủ về cơ sở hạ tầng hiện có. Phần mềm khám phá tài sản xác định thiết bị và nắm bắt thông tin thành phần mang lại cách tiếp cận tốt nhất để cập nhật hàng tồn kho hiện tại. Nó cũng có thể được sử dụng thay cho quy trình mua sắm để cập nhật hàng tồn kho khi thiết bị mới được lắp đặt. Tùy chọn khác, sử dụng nhiều tài nguyên là tiến hành khảo sát thủ công.
Xây dựng một hệ thống kiểm kê hiệu quả sẽ mất thời gian và cần có sự hợp tác giữa các tổ chức. Các nhà khai thác CNTT thiếu hệ thống rất lạc quan về khả năng tạo hoặc nâng cấp lên một hệ thống khả thi: 68% (47% tổng số người được hỏi) cho biết rằng họ có thể triển khai hệ thống trong vòng một năm.
Công suất làm việc của máy chủ
Quy định được ủy quyền xác định công suất làm việc của máy chủ là điểm hiệu suất trạng thái hoạt động của Công cụ đánh giá hiệu quả máy chủ (SERT®) như được chỉ định trong quy định của Ủy ban EU – 2019/424 (Yêu cầu của Ecodesign đối với máy chủ và sản phẩm lưu trữ). Hiệu suất ở trạng thái hoạt động là giá trị trung bình hình học của điểm hiệu suất chuẩn hóa 100% đo được của bảy Worklets CPU trong Tập đoàn Đánh giá Hiệu suất Máy chủ (SPEC).SM) Thượng hạng. Nó có đơn vị giao dịch mỗi giây so với máy chủ tham chiếu.
Phần lớn ngành trung tâm dữ liệu ủng hộ việc sử dụng điểm hiệu suất trạng thái hoạt động SERT làm giá trị công suất làm việc của máy chủ đại diện. Vì các phép đo SERT là bắt buộc để chứng minh sự tuân thủ các yêu cầu về hiệu suất năng lượng của máy chủ ở EU, Hoa Kỳ và Nhật Bản, nên các nhà sản xuất máy chủ đang tạo ra các phép đo SERT cho các cấu hình đã chọn nhằm mục đích tuân thủ quy định và nghiên cứu nội bộ.
Làm việc với các nhà sản xuất, The Green Grid (TGG) đã thu thập bộ dữ liệu đo lường SERT cho hơn 600 cấu hình máy chủ với hơn 100 số bộ phận CPU. Bằng cách sử dụng tập dữ liệu này, TGG đã thực hiện phân tích cho thấy điểm hiệu suất ở trạng thái hoạt động phụ thuộc vào số bộ phận CPU và không phụ thuộc vào cấu hình máy chủ.
Một nghiên cứu về 15 số bộ phận CPU, đại diện cho ba thế hệ CPU AMD và Intel, phát hiện ra rằng 13 số bộ phận CPU có giá trị hiệu suất trạng thái hoạt động trung bình có độ lệch chuẩn nằm trong khoảng từ 3 đến 20%, với số bộ phận hai phần có độ lệch chuẩn khoảng 30% .
Nhìn chung, các giá trị hiệu suất trạng thái hoạt động của CPU cung cấp cơ sở có thể chấp nhận được để tính toán ước tính đại diện cho tổng công suất làm việc của trung tâm dữ liệu cho các máy chủ dựa trên CPU tiêu chuẩn, cho phép so sánh những thay đổi hàng năm.
Do yêu cầu về quy định được ủy quyền của EED để bắt đầu báo cáo năng lực làm việc hạn chế cho năm báo cáo 2024, ngành phải thiết lập một hoặc nhiều cơ sở dữ liệu chứa các giá trị hiệu suất trạng thái hoạt động cho số bộ phận CPU. Cơ sở dữ liệu có thể được tạo ra bởi các tổ chức công nghiệp như TGG hoặc bởi các nhà sản xuất thiết bị. Nhóm công tác TGG đang có một dự án đang được tiến hành để xuất bản cơ sở dữ liệu vào nửa cuối năm 2024.
Dữ liệu về năng lực làm việc hiện không có sẵn cho các máy chủ kết hợp GPU (máy chủ dựa trên GPU) cho các ứng dụng điện toán hiệu năng cao, trí tuệ nhân tạo và máy học. Các máy chủ này chiếm một tỷ lệ nhỏ trong cơ sở hạ tầng máy chủ hiện được cài đặt nhưng sự hiện diện của chúng trong trung tâm dữ liệu dự kiến sẽ tăng lên trong tương lai. Ủy ban SPECPower® được cho là đang nghiên cứu một phần mở rộng của thử nghiệm SERT nhằm đo lường các giá trị hiệu suất và năng lượng cho các máy chủ dựa trên GPU và cung cấp công suất làm việc cho các máy chủ này.
Dung lượng thiết bị lưu trữ
Dung lượng hoạt động của sản phẩm lưu trữ là dung lượng lưu trữ thô của sản phẩm tính bằng terabyte, một giá trị có sẵn từ nhà sản xuất sản phẩm. Giá trị dung lượng lưu trữ của trung tâm dữ liệu là tổng dung lượng lưu trữ thô của tất cả các sản phẩm lưu trữ được cài đặt. Người vận hành nên thu thập và ghi lại dữ liệu này trong kho thiết bị của họ khi mua thiết bị.
Băng thông của thiết bị mạng và khả năng truyền dữ liệu sẽ được tính theo cách tương tự.
Tóm lại, với bản kiểm kê thiết bị máy chủ hoàn chỉnh và tập dữ liệu về các giá trị hiệu suất trạng thái hoạt động trung bình của CPU, người vận hành trung tâm dữ liệu sẽ có thể tính toán tổng công suất làm việc của trung tâm dữ liệu cho các máy chủ dựa trên CPU bằng cách nhân số lượng CPU cho một số bộ phận nhất định với số lần. giá trị hiệu suất trạng thái hoạt động và tính tổng các giá trị đó cho tất cả các máy chủ trong một trung tâm dữ liệu cụ thể.
Mặc dù đây chỉ là một phép tính tổng đơn giản nhưng các nhà khai thác trung tâm dữ liệu riêng lẻ và ngành trung tâm dữ liệu cần phải thực hiện một khối lượng công việc đáng kể để xây dựng các bộ dữ liệu cần thiết nhằm hoàn thành việc tính toán năng lực làm việc cho báo cáo theo quy định.