Парниковый эффект: Энергия бережливости
По современным оценкам, дата-центры потребляют 1,3% всей электроэнергии, вырабатываемой на Земле: в 2010 г. они израсходовали порядка 250 млрд кВт*ч. При этом непосредственно на обсчет тратилось менее половины этой величины. Остальное уходит на работу систем кондиционирования, вентиляторов и кулеров всех видов. Электроника довольно чувствительна к повышению температуры выше определенного уровня, и ее приходится постоянно охлаждать. Всеми силами отводя от них избыток энергии, мы затем просто теряем ее, бесполезно распыляя в воздухе.
По счастью, такое происходит не всегда. Что тому способствует, сказать трудно: то ли растущее ответственное отношение к родной планете, то ли растущие цены на энергию. Так или иначе, но в некоторых крупных дата-центрах используются (либо готовятся к использованию) решения, позволяющие улавливать рассеивающуюся энергию и пускать ее на какое-нибудь полезное дело. Давайте познакомимся с некоторыми интересными подходами.
1. Цветущий сад. Дата-центр University of Notre Dame, США
На фотографии слева можно заметить серверные стойки, расположенные в центре укрытого от непогоды ботанического сада. Воздух с улицы подается на стойки, охлаждая компьютеры, а затем, уже нагретый, поступает в помещение парника. Автоматизированная система управления может даже загрузить компьютеры дополнительными задачами в том случае, если растениям требуется побольше тепла, а процессоры не греются достаточно сильно.
2. Сила малого. Дата-центр Oak Ridge National Laboratory, США
Тепло раскаленного процессора можно и превращать в электричество. Для этого в лаборатории Oak Ridge используют миниатюрные — всего 1 мм в поперечнике — пироэлектрические устройства, размещенные на небольшом нагревательном элементе. Нагреваясь, «шейка» устройства выпрямляется, и «головка» теряет контакт с нагретым элементом, а остывая, наоборот, сгибается, и снова соприкасается с ним. В итоге система колеблется с большой частотой, позволяя получать от каждого такого устройства 1−10 мВт. При этом средний процессор, имеющий площадь задней поверхности около 6,5 см², может разместить до тысячи таких «сборщиков энергии».
3. Циркуляция тепла. Хостинговый центр Green в Syracuse University, США
Взгляните на третью иллюстрацию слева: синие трубы несут холодную воду для охлаждения серверных стоек. Энергия для этого вырабатывается тут же, с помощью собственных электрогенераторов, и подается на охлаждающую систему с абсорбционным холодильником. Совокупно она производит втрое больше холода, чем необходимо дата-центру, и избыток охлажденной воды подается в систему кондиционирования соседнего офисного здания (зимой из нее выводится, наоборот, горячая вода — ее красные трубы тоже видны на иллюстрации).
4. По-домашнему. Дата-центр, проектируемый в IBM Research, Швейцария
Вода, протекающая по тончайшим медным канальцам, охлаждает процессоры дата-центра, при этом сама нагреваясь примерно до 65 °C. По швейцарским требованиям к температуре воды, используемой для подогрева жилых помещений, этого достаточно, и затем она поступает в трубы, подогревающие полы соседних домов. Пока что система лишь проектируется и греет лишь лаборатории IBM Research, но расчет показывает, что в будущем дата-центр сможет обогревать примерно 700 домов.
5. Климат, контроль. Серверный центр Condorcet компании Telecity, Франция
Новый дата-центр Condorcet в Париже создан для проведения ресурсоемких расчетов в области климатологии — и не только. Теплая вода, охладившая компьютеры, подается в расположенный тут же дендрарий, где помогает моделировать условия высокой температуры и влажности, которые могут установиться во Франции примерно к 2050 г. Добавьте сюда энергоэффективное освещение и кондиционирование — и поймете, как владельцы серверного центра ежегодно экономят около 28 млн кВт*ч.
По сообщению MIT Technology Review