Эти цифры уже практически "набили оскомину": по расчетам Gartner около 60% энергии, потребляемой центрами обработки данных, приходится только на охлаждение. При этом 91% энергии уходит в виде тепла. Согласно данным IDC, в 2006 году на энергопитание и охлаждение ЦОД корпорации потратили около 30 млрд долл. Сегодня на поддержание нормальной температуры в дата-центрах уходит около половины всех затрат на ИТ, а через четыре года они увеличатся как минимум в 1,5 раза.

ИТ-специалисты из раза в раз цитируют эти данные на всевозможных конференциях, они переписываются из статьи в статью. Совершенно логично, что тема энергосбережения и развития так называемых "зеленых", экономичных и не наносящих вред окружающей среде, технологий постепенно стала одной из наиболее актуальных. "Зеленые" ИТ из проекта будущего быстро превратились в реальность настоящего. Появились потребители, которые заявляют: сервер может быть любого цвета, главное – чтобы он был "зеленый". В свою очередь, производители чутко отреагировали на появившийся спрос, сделав энергосберегающие технологии одним из важнейших принципов своей политики. Тем более, что невероятный рост цен на энергоносители, поставивший проблему сохранения электроэнергии в ряд наиболее насущных для большинства стран мира, и в особенности для основных ИТ- и энергопотребителей – Европы, США и Японии, – еще дальше загоняет ситуацию в "экономичное русло".

О том, что ИТ стали значимой сферой приложения усилий по сокращению энергопотребления, помимо всего прочего, свидетельствуют рекомендации американского Агентства по защите окружающей среды (EPA). В частности эта организация настоятельно советует производителям серверов указывать базовые показатели энергопотребления своих систем.

Однако пока все складывается не настолько позитивно, насколько того хотелось бы – в том числе и защитникам окружающей среды. В конце концов, даже рекомендации EPA остаются всего лишь рекомендациями. Так, согласно отчету Greenpeace абсолютно все из 37 продуктов 14 брендов, протестированных в ходе выставки CeBit-2008, недостаточно экологичны. Оценивали аппаратуру, исходя из таких критериев как безопасность использованных при изготовлении материалов, уровень электропотребления, предел вторичной переработки. И хотя среди протестированных приборов была техника, предназначенная, прежде всего, для потребительского рынка (ноутбуки, телефоны и т.д.), результаты все равно впечатляют, ведь подобные показатели вполне могут быть ретранслированы и на оборудование корпоративного сектора, включая серверные системы.

На последнем CeBit был обнародован и еще один знаменательный вывод экологов – для функционирования сети интернет необходима непрерывная работа как минимум 14 электростанций промышленного масштаба, что по объемам выбрасываемых в атмосферу вредных веществ сравнимо с воздействием всей авиаиндустрии.

А ведь, кроме высокого уровня энергопотребления и связанных с этим экологических проблем, не стоит забывать и про производственный фактор – многочисленную аппаратуру со всеми периферийными устройствами надо изготовить, что сопряжено со значительными экологическими издержками. В частности экоактивисты обратили внимание на то, что большинство hi-tech-продукции производится сегодня из неподлежащих переработке вредных материалов, которые впоследствии утилизируются в странах третьего мира. Масштаб ущерба в данном случае можно оставить без комментариев.

Таким образом, кризис назрел, потребность в новых экологически чистых технологиях в сфере ИТ очевидна. Их актуальность в настоящее время кажется не меньшей, чем это было в 1970-е годы в химической промышленности. Попробуем же выяснить, какие реальные меры предпринимаются для "озеленения" хотя бы части устройств – например, серверов.

Через виртуализацию к экологичности

Говоря глобально, исходя из широко распространенного на Западе принципа, что "зеленые" ИТ – это проявление экологически ориентированного сознания при производстве компьютерной техники, "зеленые" серверы можно определить как оборудование, минимизирующее потребление энергии, располагающее средствами его контроля, не наносящее своей деятельностью вреда окружающей среде. В идеале "зеленый" сервер должен быть создан из экологически чистых материалов, но при этом обладать не меньшей по сравнению со своими "не зелеными" аналогами производительностью.

Добиться этого можно разными способами. Один из них – полнейшая автоматизация и стандартизация процессов. В этом, кстати, "озеленение" ИТ очень схоже с "интеллектуализацией" инженерных и информационных систем здания. В обоих случаях смысл предпринимаемых действий – исключить возможность бесполезного функционирования того или иного аппарата. Иными словами, если серверу для эффективной работы необходимо всего 9% от фактически затрачиваемой им электроэнергии, то необходимо нивелировать "пустую" растрату 91% электроэнергии. Для этого нужно убрать лишние процессы и оборудование, наделив оставшиеся серверы функциями устраненных машин, например, используя технологию виртуализации. Достигнутая таким образом консолидация вычислительных мощностей ведет к существенному сокращению энергозатрат.

Процесс виртуализации часто сравнивают со сбором яблок в корзину, то есть яблоки остаются яблоками, но лежат они уже в одной емкости, а значит, человек получает возможность нести их все сразу в одной руке, а не "таскать" по одному множество раз. Так и с серверами: было много маленьких, стал один большой, выполняющий задачи маленьких. В данном случае посредством специального ПО пространство реально существующего сервера "разбивается" на несколько виртуальных, но полноценных серверов. Каждый из них имеет собственную операционную систему, которая и контролирует все процессы новоиспеченного сервера. Современные технологии позволяют значительно сократить число реальных машин: примерно с 1000 до 80 (в 12,5 раз). По подсчетам специалистов, даже при соотношении четыре "виртуальных" сервера к одному физическому потребление электроэнергии вычислительными мощностями уменьшается уже на 50-75%.

Кроме того, прибегая к такому подходу, удается снижать степень использования вредного пластика, золота, меди, серебра и алюминия при производстве на 70-75%, а также в несколько раз минимизировать применение таких токсичных веществ как бензол и тетрахлорэтан.

Хотя понятно, что вопросы экологии для конечного потребителя вряд ли можно назвать приоритетными. Куда важнее для них решение проблем реального сокращения электропотребления, затрат на кондиционирование и увеличения места в дата-центрах. Внедрение же виртуализации позволяет учесть как раз все эти аспекты, а также справиться со множеством других неудобств (скажем, не привязывать систему к конкретному оборудованию и легко переносить ее с одного сервера на другой, что повышает безопасность бизнес-процессов). Соответственно, популярность этой, получается совершенно "зеленой", технологии растет день ото дня. В итоге довольны все – и экологи, и производители, и потребители серверных систем.

"Озеленение железа"

Между тем, виртуализация, как бы хорошо она ни была проведена, – это лишь один из способов снижения вредного воздействия ИТ на окружающую среду. Некий алгоритм действий. Он чрезвычайно важен и становится все более востребованным. Однако рост вычислительных систем настолько высок, что необходимы кардинальные нововведения, связанные собственно с "железом".

Изучая многочисленные рыночные предложения по "озеленению" серверов, придти к однозначному ответу на вопрос – какие решения тут особенно выделяются – весьма сложно. Все ведущие поставщики серверных систем – HP, IBM, Sun, Dell, Fujitsu-Siemens и др. – предлагают модели, созданные из экологически чистых материалов и обладающие тем или иным уровнем энергосбережения, и у каждого вендора здесь есть свои "изюминки".

Так, вышедший в конце прошлого года сервер Fujitsu-Siemens Primergy TX120, предназначенный, прежде всего, для предприятий СМБ и позиционируемый производителем как "зеленый", обладает отличными характеристиками энергосбережения за счет оригинальной конструкции системы охлаждения. Ее движущиеся шасси направляют потоки воздуха и охлаждающей жидкости под определенным углом, что позволяет поддерживать низкую температуру внутри сервера. В результате процессор меньше греется, а значит, потребляет меньше энергии. "Экологичности" новому продукту добавляют и сделанные из слабо-обработанных материалов компоненты, что облегчает их утилизацию.

Впрочем, подобные продукты предлагают и некоторые другие производители. Никого уже не удивишь сегодня увеличением количества ядер в процессорах или повышением эффективности блоков питания. В большинстве случаев решениям все еще не хватает всесторонности. Хотя исключения, разумеется, есть. Одно из них – грандиозный проект "глобального озеленения" Google. Дабы выдерживать жесткую конкурентную борьбу на рынке поисковых систем, компания решила прибегнуть к нестандартным подходам, смелым техническим инновациям. Ее руководство выступило с инициативой создания центров обработки данных на основе энергии, получаемой от солнечных батарей. Таким образом, планируется обеспечить порядка 30% потребностей в электроэнергии всех ЦОДов Google. Немаловажно, что питаться экологически чистым электричеством будут именно серверы. Основным партнером Google в этом начинании выступила IBM.

Уже единолично IBM приступила к развитию еще одной "зеленой" программы (пожалуй, одной из самых "зеленых") в сфере ИТ – Project Big Green. В начале прошлого года директоры компании объявили, что на реконструкцию дата-центров с целью повышения их энергоэффективности будет выделено около 1 млрд долл. При этом новые вычислительные центры "голубого гиганта" планируется построить с учетом всех существующих критериев экологической безопасности. Предполагается, что к концу 2010 года ресурсы ЦОДов IBM увеличатся вдвое, но их суммарное энергопотребление останется на нынешнем уровне, что позволит "сэкономить" примерно 5 млрд кВт/ч.

Безусловно, достижения Project Big Green доступны и другим компаниям. В рамках проекта IBM предлагает владельцам дата-центров свои суперкомпьютеры Blue Gene – одни из самых мощных "экологически чистых" компьютеров своего класса. Помимо техники, в "пакет" входит с десяток программ, предназначенных для мониторинга и оптимизации энергопотребления серверами и другими составляющими ЦОДов.

Не менее интересным с точки зрения "озеленения" ИТ является и проект Sun Microsystems, в ходе которого корпорация собирается к 2012 году по сравнению с 2002 годом уменьшить выбросы парниковых газов, создаваемых ее компьютерами, на целых 20%.

Десять самых энергоэффективных суперкомпьютеров в мире

Green500 Rank	Коэффициент быстродействия (млн операций с плавающей точкой в секунду)	Место нахождения	Модель	Мощность kW
1.	357,23	Daresbury Laboratory, Чешир, Великобритания	IBM Blue Gene/P Solution	31,10
2.	352,25	Max-Planck-Gesellschaft MPI/IPP, Германия	IBM Blue Gene/P Solution	62,20
3.	346,95	IBM-Rochester, Рочестер, Миннесота США	IBM Blue Gene/P Solution	124,40
4.	336,21	Forschungszentrum Juelich (FZJ), Германия	IBM Blue Gene/P Solution	497,60
5.	310,93	Oak Ridge National Laboratory, Теннеси, США	IBM Blue Gene/P Solution	70,47
6.	210,56	Harvard University, США	IBM eServer Blue Gene Solution	44,80
7.	210,56	High Energy Accelerator Research Organization /KEK, Япония	IBM eServer Blue Gene Solution	44,80
8.	210,56	IBM-Almaden Research Center, Калифорния, США	IBM eServer Blue Gene Solution	44,80
9.	210,56	IBM Research, США	IBM eServer Blue Gene Solution	44,80
10.	210.56	IBM Thomas J. Watson Research Center, Нью-Йорк, США	IBM eServer Blue Gene Solution	44,80

Источник: Green500, 2008

В борьбе за энергоэффективность вычислительных мощностей не последнюю "скрипку" играют и операционные системы, под управлением которых работает вся эта сложная техника. Здесь за звание самого экономного сейчас борются Windows Server 2008 Enterprise Edition, Red Hat Enterprise Linux (RHEL) 5.1 и SUSE Enterprise Linux 10 SP1. Различные тесты на разном оборудовании, проведенные множеством исследовательских агентств и специализированных СМИ, а также поставщиками серверов, показали неоднозначные результаты. Тем не менее, согласно последним данным, лидирует все же Linux. В частности, независимый тест, проведенный недавно Network World, показал, что серверы HP DL-160, IBM x3550 и HP DL360G5 под RHEL потребляют на 12% энергии меньше, чем под Windows. Продукт последнего был эффективнее ОС конкурентов лишь в сочетании с Dell 1950 и то – только на 3%.

Все должно быть в комплексе

Среди описанных способов и технологий, способствующих экономии электроэнергии и уменьшению негативного воздействия ИТ на окружающую среду, трудно выделить какие-то составляющие, которые принципиально были бы более или менее важны. Правильно подобранное оборудование, виртуализация, ПО – все это хорошо только в комплексе. При условии же использования стандартных подходов, отсутствия комплексного подхода в организации "зеленых" ИТ, новые технологии энергоснабжения оказываются недостаточно эффективными. Об этом свидетельствуют представители большинства крупнейших вендоров. В частности, по мнению Боба Мура, менеджера группы по организации маркетинга и стратегического планирования HP, консультирующего клиентов корпорации по вопросам "зеленых" стратегий, деньги, потраченные на покупку сервера с низкопотребляющим процессором, будут израсходованы "впустую", если продолжит функционировать, скажем, устаревшая система кондиционирования воздуха.

Одним словом, решение проблемы энергоэффективности серверов сегодня заключается исключительно в комплексности подхода. Именно поэтому такие компании как IBM или Sun продвигают многоуровневую систему сокращения энергопотребления.

Инициатива Sun состоит из трех последовательных шагов. Во-первых, оценка наиболее проблемных с точки зрения загруженности и распределения охлаждения участков ЦОД. Во-вторых, оптимизация этих участков с помощью замены техники и программных настроек. И, в-третьих, виртуализация. Безусловно, для выполнения всех этих пунктов Sun предлагает множество программ и конкретного материального оборудования.

План же реконструкции "старых" ЦОД, предлагаемый в IBM при реализации Project Big Green, в целом, схож с предыдущим, однако имеет ряд существенных отличий. Речь идет, во-первых, об увеличении виртуализации серверов. Во-вторых, все не использующиеся в конкретный момент серверы должны быть настроены на автоматический переход в режим пониженного потребления энергии. В свою очередь, и охлаждение должно включаться только тогда, когда оно действительно необходимо. При этом тепло от систем жидкостного охлаждения не просто не должно никуда исчезать, а, напротив, должно применяться для генерации энергии и сохранения ее для использования в дальнейшем. И, наконец, еще один из наиболее принципиальных аспектов – поддержка постоянного контроля за распределением потоков воздуха в помещении.

Будущее в тумане цифр

Несмотря на кажущийся ажиотаж вокруг "зеленых" ИТ, на внимание к этой проблематике со стороны ведущих вендоров, далеко не все потребители готовы к "озеленению". Так, по данным исследовательской компании Bell Micro, лишь 8% британских предприятий имеют разработанную политику, направленную на улучшение энергопотребительских показателей своих ИТ-систем. При этом Великобритания испытывает серьезнейший дефицит электроэнергии.

Что же касается сугубо экологического аспекта, то, согласно исследованию, проведенному Forrester Research, лишь в 25% организаций в Европе и Северной Америке хоть как-то регламентируют необходимость защиты окружающей среды от негативного воздействия ИТ. Причем речь идет, главным образом, о крупных компаниях. В сегменте СМБ – несколько иные задачи, потребности и, главное, возможности. Соответственно, подобными вопросами тут, как правило, не задаются вовсе.

Прогноз динамики рынка "Зеленых" ИТ в 2007-2010

Источник: Experton Group, 2008

Говоря о глобальных проектах, таких как, скажем, инициатива Google, к сожалению, можно констатировать их крайне небольшое число. Да, на Западе уже давно существуют фирмы, специализирующиеся на поставках так называемой "зеленой" энергии – они продают электричество, вырабатываемое ветряными, небольшими гидро- и солнечными электростанциями, атомными установками и т.д. Однако пока его слишком мало и оно слишком дорого. А потому многим директорам такая забота об экологии кажется неоправданной статьей расходов. Даже Google рассчитывает окупить затраты на свои экологические эксперименты лишь через 7,5 лет.

Между тем, компаниям, избравшим полем своей деятельности экотехнологии для ИТ, отчаиваться не стоит. В США, например, и президент и парламент уже одобрили законопроект, регламентирующий меры воздействия Агентства по охране окружающей среды на потребление электроэнергии дата-центрами. Подобные инициативы существуют и в Европе. Все больше крупных производителей в этом заинтересованы, а значит, все больше крупных концернов стремятся лоббировать подобного рода документы. В конце концов, не стоит забывать, что в ходе модернизации серверного парка, которая происходит вне зависимости от каких-либо законов, на смену прежним системам все равно будут приходить "зеленые" машины. Так, по оценкам Gartner, в период с 2006 по 2010 год будет продано порядка 46 млн серверов. А по данным Experton Group, среднегодовой темп роста рынка "зеленых" ИТ с 2007 по 2010 год составит более 66%, то есть каждый год этот сегмент будет прибавлять на две трети. И этот прогноз позволяет настроиться уже на самый позитивный лад.