Par conséquent, l'efficacité énergétique des centres de données est un enjeu majeur pour le secteur informatique, comme le confirme une enquête Gartner menée auprès de professionnels de l'informatique impliqués dans des programmes de technologies vertes. Cette enquête indique que, malgré la récession de 2009, la plupart des entreprises continueront de privilégier leurs projets informatiques verts, c'est-à-dire les projets visant à améliorer l'efficacité énergétique. (« L'impact de la récession sur l'informatique verte : résultats d'une enquête », par Simon Mingay, 23 février 2009).
Concernant l'efficacité énergétique des centres de données, il est important de rappeler que si un centre de données était efficace à 100 %, l'énergie qui lui est fournie serait suffisante pour couvrir les besoins en énergie des équipements informatiques.
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Efficacité énergétique dans le centre de données
Les centres de données sont actuellement de grands consommateurs d'énergie ; en effet, 2 % des émissions mondiales totales de CO2 proviennent de ces centres, ce qui les place au même niveau que l'industrie aéronautique. De ce fait, les moteurs de recherche les plus connus du web, en raison de leur forte consommation énergétique, sont les fonderies du XXIe siècle.
En réalité, l'énergie électrique est également consommée par des appareils autres que les équipements informatiques, en raison des exigences pratiques liées à leur installation, leur alimentation, leur refroidissement et leur protection, indispensables à leur bon fonctionnement. Ces services sont assurés par l'infrastructure réseau critique (CNPI) du centre de données. Parmi les appareils non informatiques consommateurs d'énergie dans le centre de données figurent les transformateurs, les onduleurs, les câbles, les ventilateurs, les systèmes de climatisation, les pompes, les humidificateurs et les systèmes d'éclairage.
Certains de ces appareils, comme les onduleurs et les transformateurs, sont en série avec les charges informatiques (car ils fournissent l'alimentation nécessaire), tandis que d'autres, comme les systèmes d'éclairage et de ventilation, sont en parallèle car ils remplissent d'autres fonctions de support au sein du centre de données.
Concepts clés du modèle de centre de données efficace et idées reçues :
Dans un modèle efficace, la « dépense » désigne tout ce qui constitue la production utile d’un système. Il est clair que l’alimentation non continue (ANC) du centre de données remplit des fonctions qui vont au-delà de la simple fourniture d’énergie aux ressources informatiques, appelées « support secondaire ». On pourrait se demander si la production utile de ces sous-systèmes d’ANC (refroidissement ou éclairage, par exemple) doit également être considérée comme faisant partie de la « production utile » du centre de données.
De plus, il est important de rappeler que les centres de données ne sont pas conçus pour assurer le refroidissement, la protection incendie ou toute autre fonction assurée par l’ANC.
Bien que ces sorties d’ANC soient extrêmement utiles au fonctionnement interne du centre de données, contribuant à la production et à la protection de sa production utile (les ressources informatiques), elles ne constituent pas, en elles-mêmes, la « production utile » du centre de données. Par conséquent, rien ne justifie de penser qu’elles doivent consommer de l’énergie.
Concernant les erreurs, nous en avons identifié trois principales :
- On considère que le rendement des composants d'alimentation et de refroidissement est constant et indépendant de la charge informatique, alors qu'en réalité, ce rendement, notamment pour les onduleurs et les systèmes de refroidissement, réduit considérablement la charge.
- On suppose que les composants d'alimentation et de refroidissement fonctionnent à proximité immédiate de la charge, voire au sein même de celle-ci. Or, la charge informatique typique est nettement inférieure à la capacité nominale des composants NCPI utilisés.
- Enfin, on suppose à tort que la chaleur produite par les équipements d'alimentation et de refroidissement est négligeable. En réalité, la chaleur dissipée représente une charge importante pour le système de refroidissement et doit être prise en compte lors de l'analyse de son inefficacité.
Opportunités d'améliorer l'efficacité des centres de données.
Trois pistes peuvent être explorées pour améliorer l'efficacité énergétique des centres de données :
- Optimiser la conception interne des équipements non paramétriques (NCPI) afin de réduire leur consommation d'énergie.
- Adapter la taille des composants NCPI à la charge de travail informatique réelle pour une efficacité accrue.
- Développer de nouvelles technologies permettant de réduire l'énergie nécessaire au fonctionnement des NCPI.
En conclusion, il est important de souligner que les modèles de centres de données classiques ne prennent pas en compte le surdimensionnement des équipements et ne considèrent pas l'efficacité comme une simple réduction de la charge de travail informatique, ce qui est pourtant le cas dans la plupart des centres de données. Un modèle amélioré fournit des valeurs numériques plus précises pour l'efficacité des centres de données, tout en identifiant les pertes et les moyens de les réduire.
Les centres de données classiques consomment généralement plus du double de l'énergie requise par leurs équipements informatiques. Le coût associé à cette consommation représente une part considérable du coût total du système. Toute énergie consommée au-delà des besoins des équipements informatiques est inutile et pourrait être largement évitée.
Le surdimensionnement des centres de données est la principale cause de leur inefficacité, tandis que les solutions évolutives peuvent s'adapter à l'augmentation de la charge de travail informatique, offrant ainsi une meilleure opportunité de réduire les coûts et les dépenses d'électricité. Les économies d'électricité potentielles pour un centre de données standard de 1 MW se situent entre 2 et 4 millions de dollars américains sur une durée de vie de 10 ans.
Compte tenu de la forte consommation énergétique des centres de données inefficaces et des coûts associés, la réduction de ces pertes devrait être une priorité absolue pour tous les responsables de centres de données, ainsi qu'un enjeu de santé publique.
Pour les professionnels du secteur, 2010 sera l'année où les centres de données répondront à leurs besoins énergétiques actuels en alimentation et en refroidissement de manière beaucoup plus efficace, sans compromettre la disponibilité. L'objectif ultime étant de parvenir à un centre de données plus efficace, optimisant l'utilisation de ses ressources énergétiques, un équilibre sera trouvé entre la maîtrise des coûts, la garantie d'une capacité suffisante et la réduction de l'impact environnemental des équipements informatiques.
Auteur : Diego Astrada, directeur marketing d’APC by Schneider Electric Iberia
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