Подобно на нещастния човек, който непрекъснато диетира, но изглежда само набира повече тегло, жадните за енергия центрове за данни - въпреки че възприемат техники за виртуализация и управление на захранването - изглежда, че консумират повече енергия от всякога, за да съдим от някои от разговорите в Uptime Symposium 2010, проведен тази седмица в Ню Йорк.

въпреки

„Идва товарен влак, който повечето хора не виждат, и то е, че ще останете без сила и няма да можете да поддържате центъра си за данни достатъчно хладен“, Роб Бърнард, главният екологичен стратег на Microsoft, каза на присъстващите на конференцията.

Разходът на енергия не е нов проблем, разбира се. През 2006 г. Министерството на енергетиката на САЩ прогнозира, че консумацията на енергия в центъра за данни ще се удвои до 2011 г. до над 120 милиарда киловатчаса (kWh). Изглежда, че тази прогноза се разиграва: Текущо проучване на Uptime Institute установи, че от 2005 до 2008 г. използването на електроенергия в центровете за данни на членовете му нараства средно с около 11% годишно.

Но въпреки всички приказки за зелени изчисления, центровете за данни изглежда не стават по-енергийно ефективни. Всъщност те изглежда се влошават.

"Не сме променили коренно начина, по който правим нещата. Направихме много страхотни неща на ниво инфраструктура, но не сме променили поведението си", каза Бърнард.

Оратори на конференцията посочиха редица различни виновници за изсмукване на енергия, включително енергийно безразлично програмиране на приложения, затворени организационни структури и, по ирония на съдбата, по-добър хардуер.

Една част от проблема е начинът, по който се разработват приложенията. „Приложенията са създадени в старата парадигма“, каза Бернар. Разработчиците рутинно изграждат програми, които разпределят твърде много памет и задържат процесора твърде дълго. Една програма, която не е написана, за да премине в режим на заспиване, когато не се използва, ще увеличи консумацията на енергия за целия сървър.

„Приложението не е енергийно осъзнато, няма значение, че всяко друго приложение на клиента е“, каза той. Това едно приложение ще попречи на компютъра да премине в енергоспестяващ режим на заспиване.

Неумолимият темп на подобрение на процесора е друг виновник, поне ако мениджърът на центъра за данни не се справи правилно. Благодарение на все още неумолимия темп на закона на Мур, при който броят на транзисторите на новите чипове се удвоява на всеки две години или така, всяко ново поколение процесори може да удвои производителността на своите предшественици.

По отношение на енергийната ефективност това е проблематично, дори ако новите чипове не консумират повече енергия от старите, каза Бернард. Замяната на стари процесори с нови може да доведе до по-бързото изпълнение на приложението, но приложението заема съответно по-малко от по-мощните ресурси на процесора. Междувременно неизползваните ядра на празен ход, все още консумират голямо количество енергия. Това означава, че се губи повече капацитет, освен ако повече приложения не са сгънати на по-малко сървъри.

"Веднага след като замените хардуера си с нещо по-ефективно, използването на процесора ви по дефиниция ще намалее", каза Бернар.

Ораторите на конференцията изчислиха, че средното използване на процесора (което е броят на процесорните цикли, които всъщност са натоварени да направят нещо) се движи някъде между 5% и 25%. Въпреки усилията за виртуализация, процентът изглежда намалява с течение на времето.

Организациите не мислят достатъчно за това как да консолидират натоварванията, каза Бернар. Всяко ново приложение, добавено от организация, има тенденция да получи свой собствен силоз и се прави много малко работа за споделяне на ресурси.

Бернар използва Microsoft за пример. Той отбеляза, че докато онлайн услугите на Microsoft като Hotmail и Bing имат наистина висок процент на използване на процесора, компанията има и много други проекти, както вътрешни, така и външни, които използват само малка част от възможностите на сървърите, посветени на тях. За всеки нов проект мениджърът може да предостави твърде много сървъри за задачата. И когато хардуерът е надстроен, степента на използване на процесора намалява още повече.

Бернард каза, че Microsoft, подобно на много големи организации, има "стотици и стотици малки приложения, които не са критични за мисията, но те трябва да бъдат обслужвани и всички те са свръхдостъпни и имат огромен резерв".

Производителите на сървъри и други производители на компоненти са изминали дълъг път към изграждането на спестяване на енергия в тяхното оборудване. Въпреки това, отново благодарение на ниското използване на процесора и вкоренените организационни навици, спестяванията на енергия се оказаха минимални.

Джон Стенли, анализатор в изследователската фирма The 451 Group, закупила Uptime Institute миналата година, изследва потреблението на енергия сред членовете на Uptime в индустрията. В панелна дискусия той направи преглед на някои от ранните си открития.

Той беше открил, че колебанията в сървърния трафик не съответстват на колебанията в количеството енергия, което сървърите, като група, черпят от захранването. "Въпреки че може да имате големи вариации с [различни] кутии, като цяло вариацията в средната стойност е много малка," каза той. Стенли планира да публикува своите открития в изследователска бележка по-късно този месец.

Сървърите могат да имат функции за спестяване на енергия, но като се има предвид начина на разпределение на работното натоварване по сървърите, изглежда, че тези функции не помагат много за намаляване на общото количество консумирана енергия.

Дори когато работи на празен ход, сървърът може да използва стотици ватове, макар че малко потребители искат да изключат сървърите, като се има предвид времето, необходимо за повторното им стартиране, каза Андрю Фанара в същата панелна дискусия. Fanara е бивш мениджър на Energy Star за спецификации на центрове за данни и в момента е с доставчик на софтуер за управление на инфраструктура OSISoft.

Това, което е необходимо, е по-динамичен начин за центъра за данни да мащабира използването на енергия с обема работа, която трябва да бъде свършена, казаха говорители. „Като индустрия това, което наистина бихме искали да видим, е наистина линейно мащабиране, при което бихте използвали нула вата, когато правите нулева работа, за да черпите много енергия [само], когато правите повече работа“, каза Стенли.

Тази идея беше повторена от шефа на центъра за данни на eBay, Дийн Нелсън, по време на разговора му.

"Това, което вярвам, че ще дойде, са приложения, които настройват честотата на сървърния процесор, [така че приложението] може динамично да овърклоква или намалява честотата на [CPU] според търсенето. Физическата инфраструктура динамично ще съответства на товара", каза Нелсън. Освен това, изискванията за приложение могат също така да контролират необходимото количество охлаждане. "Това е наистина динамичен център за данни и до това искам да стигна", каза той.

Случва се, този вид мащабируеми изчисления е това, което Intel се опитва да постигне със своите последователни поколения процесори.

„Компютрите рядко работят при пълно натоварване“, призна Уинстън Сондърс, директор на Intel за енергийни инициативи, в допълнителна беседа.

Целта, върху която Intel работи, е да разработи чипове, които използват "само количеството енергия, необходимо за мащабиране на товара", каза Сондърс. Вече в процесорите на компанията са вградени някои енергоспестяващи технологии. Например, Xeon 5600 има широк спектър от енергоспестяващи технологии, като например способността да изключва ядра и да измива кеша, когато процесорът се използва само леко.

Сондърс обеща, че всяко ново поколение процесори ще има подобрения в енергийната ефективност и че компанията се стреми към "енергийно пропорционални изчисления", при които потреблението на енергия се мащабира плавно с натоварването.

Процесорът представлява само около половината от мощността, която сървърът използва. За да работи наистина динамичното мащабиране на мощността, всички сървърни компоненти - вентилатори, памет, дискови устройства и други компоненти - трябва да се мащабират в зависимост от натоварването на приложението, каза Стенли.

Такава координация ще трябва да надхвърли производителите на сървърни компоненти и да обхване всички аспекти на операциите на центъра за данни, каза Бернард. „Ако погледнете някой отрязък, за което хората са склонни да мислят, всичко, което правите, е да изтласкате проблема нагоре или надолу по стека“, каза Бърнард. Мениджърите на приложения трябва да работят в по-тясно сътрудничество с операторите на центрове за данни и дори с мениджърите на съоръжения, за да изработят най-ефективните операции като цяло.

"Идеята е да не мислим за повече транзакции на ват, а да мислим за по-малко ватове на транзакция", каза Бернар.