Mitä CUE (Carbon Usage Effectiveness) tarkoittaa palvelinkeskuksissa

Digitaalisen muutoksen nopea kasvu eri toimialoilla yhdistettynä uusien teknologioiden, kuten 5G:n, tekoälyn ja esineiden internetin, laajaan käyttöön on tuonut paljon enemmän dataa yhteiskunnassa. Tietokeskuksista, jotka toimivat digitaalisena pohjana tietojärjestelmien toimivuudelle eri toimialoilla, on muodostunut taloudellisen ja sosiaalisen maiseman välttämätön kriittinen infrastruktuuri, jolla on keskeinen rooli digitaalitalouden kehityksessä. Palvelinkeskukset käyttävät kuitenkin paljon energiaa ja aiheuttavat paljon päästöjä. Tämän ratkaisemiseksi tarvitsemme hyviä toimenpiteitä päästöjen vähentämiseksi ja niiden kestävyyden katsomiseksi. Tässä tulee esiin hiilidioksidin käytön tehokkuus (CUE) -mittari.

Vihreä verkkootti käyttöön Carbon Usage Effectiveness (CUE) -mittarin vuonna 2010 selvittääkseen kasvihuonekaasupäästöt (GHG) IT-energiankulutusyksikköä kohti datakeskuksissa. Siitä on tullut osa ISO/IEC:tä 30134-8, joka arvioi palvelinkeskusten kestävyyttä hiilidioksidipäästöjen suhteen. CUE on analoginen hiili-intensiteetin kanssa ottaen huomioon sekä Scope 1- että Scope 2 -päästöt, mutta jaettuna IT-kuormalla, joka on samanlainen kuin Power Usage Effectiveness (PUE). Mittari tarjoaa tehokkaan tavan mitata palvelinkeskusten hiilijalanjälkeä ja arvioida niiden kestävyyttä hiilidioksidipäästöissä.

CUE:n laskemiseksi verkkosähköä käytettäessä hiilidioksidipäästöt voivat perustua kyseiselle alueelle julkaistuihin valtion tietoihin. Kun käytetään paikan päällä tuotettua sähköä, ihannetapauksessa tulisi käyttää paikallisten mittareiden todellisia päästötietoja. Laskelmissa on kuitenkin mahdollista käyttää generaattorin valmistajan päästö- ja polttoainelähdetietoja.

CUE:n laskemiseksi kaava on seuraava.

Alempi CUE-suhde merkitsee pienempää hiilijalanjälkeä, mikä osoittaa suurempaa hiilidioksidin käytön tehokkuutta datakeskuksissa. Ihanteellinen CUE-arvo on {{0}},0, mikä tarkoittaa, että palvelinkeskuksen toiminnan aikana ei ole päästöjä.

On tärkeää huomata, että CUE vaihtelee huomattavasti sen mukaan, mihin energialähteisiin datakeskukset luottavat. Uusiutuvilla energialähteillä toimivilla palvelinkeskuksilla on yleensä alhaisempi CUE, vaikka PUE olisi sama kuin fossiilisia polttoaineita käyttävillä.

Vuonna 2021 Kiina otti hallituksen työraportissaan käyttöön käsitteet "hiilipiikin" ja "hiilineutraalius". Hiilipiippujen tavoitteena on saavuttaa hiilidioksidipäästöjen tasanne vuoteen 2030 mennessä, ja se laskee vähitellen huippunsa saavuttamisen jälkeen. Hiilineutraalius tarkoittaa tuotantoprosessissa syntyvän hiilidioksidin kompensoimista metsityksen ja energiansäästön kaltaisilla toimenpiteillä, jolloin hiilidioksidipäästöt ovat nolla. Globaalien ilmastonmuutoksen torjuntatoimien ja Kiinan "kaksoishiilistrategian" mukaisesti palvelinkeskusteollisuus parantaa jatkuvasti energiatehokkuutta, lisää uusiutuvan energian käyttöä ja pyrkii hiilineutraaliuteen mahdollisimman aikaisin.

Nestejäähdytystekniikoiden kypsyessä palvelinkeskuksissa käytetään yhä enemmän erilaisia ​​nestejäähdytysmenetelmiä, kuten upotusjäähdytys, kylmälevynestejäähdytys ja ruiskutusnestejäähdytys. Nestejäähdytyksen lisäksi konesalien jäähdytysmenetelmät ovat monipuolistuneet viime vuosina. Kehittyvät jäähdytysmenetelmät, kuten epäsuora haihdutusjäähdytys ja magneettinen levitaatiojäähdytys, tarjoavat uusia vaihtoehtoja. Useiden jäähdytysmenetelmien yhdistäminen on yleistynyt palvelinkeskuksissa.

Uninterruptible Power Supplies (UPS) -tehokkuudesta on tullut myös merkittävä markkina datakeskusten sähkönjakelutoimittajille. Tehokas UPS, jonka hyötysuhde ylittää 97 %, on vakiona. Modulaarinen UPS alhaisilla kuormitusnopeuksilla on ylittänyt suurjännitteisen tasavirtavirtalähteen datakeskusten tehokkuudessa, mikä osoittaa, että suurtaajuisista UPS-laitteista voi tulla yksi optimaalisista ratkaisuista energiatehokkuuteen datakeskusten virranjakelussa.

Samaan aikaan teknologian jatkuvan kehityksen myötä UPS (Uninterruptible Power Supply) on myös muodostunut merkittäväksi markkinaksi, jolla datakeskusten sähkönjakelun tarjoajat kilpailevat. Sähkönjakelualan suurilla kotimaisilla ja kansainvälisillä toimijoilla, kuten Huaweilla, Vertivilla, Kehualla, ABB:llä, Schneiderilla, on tällä alalla vastaavat tuoteasetelmat. Yli 97 %:n tehokkuuden saavuttamista pidetään nyt "perustoiminnona" huippuluokan UPS-teollisuudessa. On syytä huomata, että pienillä kuormitusnopeuksilla palvelinkeskuksen tehokkuus modulaarisella UPS:llä on ylittänyt korkeajännitteisen tasavirtavirtalähteen tehokkuuden. Kirjoittajan näkemyksen mukaan korkeataajuisista UPS-laitteista tulee teknologisen kehityksen trendit huomioon ottaen yksi optimaalisista ratkaisuista energiankulutuksen vähentämiseen ja tehokkuuden lisäämiseen datakeskusten sähkönjakelussa.

Tietokeskusten toiminnan aikana IT-laitteet tuottavat huomattavan määrän ylimääräistä lämpöä. Lämpöpumpputeknologian hyödyntäminen tämän ylimääräisen lämmön talteenottoon ja uudelleenkäyttöön on löytänyt monia sovelluksia konesaleissa, joilla on lupaava tulevaisuus. Karkeat arviot osoittavat, että Pohjois-Kiinan palvelinkeskuksissa talteen otettava ylimääräinen lämpö on yhteensä noin 10 GW, mikä tukee teoriassa noin 300 miljoonan neliömetrin rakennusten lämmitystä. Lukuisat palvelinkeskukset Kiinassa, mukaan lukien Alibaban Qindao Lake Data Center, Tencentin Tianjin Data Center, China Telecomin Chongqing Cloud Computing Base, Wanguo Datan Beijing Data Center 3 ja UCloudin Wulanchabu Cloud Computing Center, ovat jo ottaneet käyttöön lämmön talteenottoteknologian, joka tarjoaa lämmitystä molemmille. palvelinkeskusten sisäiset ja ympäröivät alueet.

Kuten aiemmin mainittiin, konesalin jäähdytyksen osuus energian kokonaiskulutuksesta on yli 20 %. Palvelinkeskusten käyttöönotto veden alla ja meriveden lämpötilan avulla palvelinkeskuksen tuottaman lämmön haihduttaminen voi vähentää merkittävästi energiankulutusta, mikä auttaa optimoimaan eri indikaattoreita palvelinkeskusten toiminnassa.

Kiinassa HIGHLANDER esitteli ensimmäisenä vedenalaisten datakeskusten (UDC) konseptin ja tunnisti vedenalaisten palvelinkeskusten kolme suurta etua:

Ensinnäkin UDC, joka sijaitsee veden alla ja on täytetty inertillä kaasulla, eliminoi tulipalon vaaran.

Toiseksi, UDC pysyy huomaamattomana vedenalaisessa sijainnissaan, mikä tekee tarkan ulkoisen lokalisoinnin mahdottomaksi.

Kolmanneksi UDC:n jatkuva 24-tunnin seuranta auttaa tehokkaasti estämään mahdollisia vaurioita ja tunkeutumista palvelinkeskukseen.

Vedenalaisilla datakeskuksilla on ainutlaatuisia etuja sekä energiansäästön että turvallisuuden suhteen. Maantieteelliset tekijät vaikuttavat niihin kuitenkin merkittävästi, mikä edellyttää rakentamista varten meren läheisyyttä. Verkkoinfrastruktuurin nykytilassa kirjoittaja uskoo, että vedenalaiset palvelinkeskukset soveltuvat ensisijaisesti kuuman datan laskemiseen, lämpimän ja kylmän datan tallentamiseen sekä sellaisten käyttäjien palvelemiseen, joilla on vähän latenssivaatimuksia, kuten koneoppimista ja videoiden renderöintiä harjoittavia käyttäjiä. rannikkokaupungeissa.

Yhteenvetona voidaan todeta, että palvelinkeskusten ympäristövaikutusten vähentämiseksi tarvitaan monipuolinen suunnitelma. Energiatehokkaiden laitteiden, uusiutuvien energialähteiden käyttö ja resurssien käytön parantaminen ovat tärkeitä strategioita. Näitä ratkaisuja soveltamalla palvelinkeskukset voivat vähentää huomattavasti energian käyttöä, parantaa toimintaansa ja osoittaa sitoutuvansa kestävään toimintaan. Kun huomio kasvaa ympäristövastuuseen ja energiakustannukset nousevat, palvelinkeskusten ympäristövaikutusten vähentäminen ei ole enää valinta vaan pakollinen. Ottamalla kaiken kattavan lähestymistavan kestävään kehitykseen palvelinkeskukset voivat saada taloudellisia ja ympäristöllisiä etuja ja toimia mallina muille teollisuudenaloille.