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Un centro de datos ecológico , o centro de datos sostenible , es una instalación de servicios que utiliza tecnologías de eficiencia energética . No contienen sistemas obsoletos (como servidores inactivos o subutilizados) y aprovechan tecnologías más nuevas y eficientes.
Con el crecimiento exponencial y el uso de Internet , el consumo de energía en los centros de datos ha aumentado significativamente. Debido al impacto ambiental resultante, el aumento de la conciencia pública, el mayor costo de la energía y la acción legislativa, se ha ejercido una mayor presión sobre las empresas para que sigan una política ecológica . Por estas razones, la creación de centros de datos sostenibles se ha vuelto esencial desde un punto de vista ambiental y comercial. [1]
El uso de técnicas de computación de alto rendimiento ha aumentado, sacrificando el consumo de energía por un mayor rendimiento. Las estimaciones de la industria sugieren que los centros de datos consumen entre el tres y el cinco por ciento de la energía global del mundo. [2] Según una encuesta sobre el estado de los centros de datos de AFCOM, el 70 por ciento de los proveedores de centros de datos indicó que la densidad de energía por rack ha aumentado significativamente desde 2013. Los administradores se han visto obligados a encontrar nuevas formas de alimentar sus centros de datos con fuentes de energía renovables como la hidroeléctrica, [3] la solar, la geotérmica y la eólica. Se desarrollaron tecnologías más eficientes para reducir el consumo de energía de los centros de datos. [4]
Se han desarrollado varias métricas para medir la eficiencia energética en los centros de datos. La eficacia del uso de la energía (PUE) y la eficacia del uso de carbono (CUE) son dos métricas de uso frecuente creadas por Green Grid (TGG), un consorcio global dedicado a promover la eficiencia energética en los centros de datos.
PUE se inventó en 2007 y propuso nuevas pautas para medir el uso de energía en los centros de datos.
Esta relación describe cuánta energía adicional necesita un centro de datos para mantener el equipo de TI por cada vatio que se le entrega al equipo. La mejor PUE que puede tener un centro de datos es 1: una situación ideal, sin uso adicional de energía. Cuando se introdujo la PUE, los estudios descubrieron que la PUE promedio de la industria estaba entre 2,5 y 3. En estudios más recientes, la PUE promedio cayó a aproximadamente 1,7 al utilizar este marco. La PUE inició el cambio de la industria de los centros de datos hacia la eficiencia energética. [5]
Aunque la PUE es la métrica más utilizada por los centros de datos para medir la eficiencia energética, su confiabilidad aún es motivo de debate; [7] [8]
La eficacia del uso del carbono (CUE) es otra métrica utilizada para medir el uso de energía y la sostenibilidad en los centros de datos. Se calcula con la siguiente fórmula: [9]
Otra forma de expresar esta fórmula es como el producto del factor de emisión de dióxido de carbono (CEF) y el PUE, donde el CEF son los kg producidos por cada kilovatio-hora de electricidad:
La eficacia del uso del agua (WUE) es una métrica de sostenibilidad creada por The Green Grid en 2011 para intentar medir la cantidad de agua utilizada por los centros de datos para enfriar sus activos de TI. [10] [11]
Para calcular el consumo de agua en el sitio de forma simple, el administrador de un centro de datos divide el consumo de agua anual en litros por el consumo de energía de los equipos informáticos en kilovatios hora (Kwh). El consumo de agua incluye el agua utilizada para refrigeración, regulación de la humedad y producción de electricidad en el sitio. [12] Se pueden encontrar cálculos más complejos de consumo de agua en el sitio web de The Green Grid .
Los centros de datos en los Estados Unidos pueden solicitar la certificación como centros de datos ecológicos. El sistema de clasificación de edificios ecológicos más utilizado es el Leadership in Energy and Environmental Design (LEED). Desarrollado por el US Green Building Council , está disponible en varias categorías. Dependiendo de las clasificaciones, los centros de datos pueden recibir una certificación de plata, oro o platino. La certificación platino se otorga a los centros de datos con el más alto nivel de construcción responsable con el medio ambiente y uso eficiente de los recursos. [13]
Los centros de datos también pueden recibir la certificación Energy Star en virtud del Programa Nacional de Información sobre Eficiencia Energética de los Centros de Datos , que forma parte de una iniciativa de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos y el Departamento de Energía de los Estados Unidos. El programa certifica edificios y productos de consumo en cuanto a eficiencia energética. Sólo los centros de datos que se encuentran en el 25 por ciento superior en cuanto a rendimiento energético pueden recibir la certificación Energy Star. [14]
Varias tecnologías aumentan la eficiencia y disminuyen el consumo de energía en los centros de datos.
Los servidores de bajo consumo son más eficientes energéticamente que los servidores convencionales en los centros de datos. Utilizan la tecnología de computación de teléfonos inteligentes, que intenta equilibrar el rendimiento con el consumo de energía. Los primeros servidores de bajo consumo fueron introducidos en 2012 por grandes proveedores de TI como Dell y Hewlett-Packard . Utilizados correctamente, los servidores de bajo consumo pueden ser mucho más eficientes que los servidores convencionales. Pueden tener un impacto significativo en la eficiencia del centro de datos, disminuyendo el consumo de energía y el costo operativo de las instalaciones de refrigeración . [15]
Un centro de datos modular es un centro de datos portátil que se puede colocar en cualquier lugar donde se necesite capacidad de datos. En comparación con los centros de datos tradicionales, están diseñados para una implementación rápida, eficiencia energética y alta densidad. Estos centros de datos listos para usar en una caja se volvieron muy populares. El centro de datos modular HP EcoPod admite más de 4000 centros de datos con una calificación PUE de 1,05 pulgadas y refrigeración por aire libre. [15]
Los sistemas de refrigeración por aire libre utilizan el viento externo en lugar de las unidades de aire acondicionado de las salas de ordenadores de los centros de datos (CRAC) tradicionales. [16] Aunque el aire exterior todavía necesita filtrarse y humedecerse, se requiere mucha menos energía para enfriar un centro de datos con este método. La temperatura del aire exterior es un problema aquí, y la ubicación del centro de datos juega un papel fundamental en esta tecnología. [17]
En este método, las filas de racks se alinean con las partes traseras de los servidores enfrentadas entre sí; los pasillos están cerrados, para capturar el aire. En la contención de pasillo caliente, el calor producido por los servidores se bombea a las unidades de refrigeración. En la contención de pasillo frío, se bombea aire frío a los pasillos cerrados. Ambos métodos de contención son más eficaces que las tecnologías de refrigeración tradicionales y pueden ayudar a reducir el consumo de energía (y su impacto). Aunque puede ser más difícil de implementar, la contención de pasillo caliente es más eficaz que la contención de pasillo frío. [18] [19]
Los centros de datos utilizan energía eléctrica y liberan más del 98 por ciento de esta electricidad en forma de calor. El calor residual se puede reutilizar de forma activa y un centro de datos se convierte en un sistema de calefacción de circuito cerrado sin residuos. Algunos ejemplos son:
Un cierto nivel de humedad es necesario para que los centros de datos funcionen de manera eficiente y se eviten daños a los dispositivos y servidores. La humidificación ultrasónica utiliza ultrasonidos para crear humedad y utiliza un 90 por ciento menos de energía que los métodos convencionales, como los humidificadores de vapor por resistencia. [21]
El enfriamiento por evaporación reduce el calor mediante la evaporación del agua. Se utilizan dos métodos principales: paneles de evaporación y sistemas de pulverización a alta presión. Con los paneles de evaporación, el método más popular, el aire se hace pasar a través de los paneles, lo que hace que el agua se evapore y enfríe el aire. La otra técnica, los sistemas de pulverización a alta presión, necesita un área más grande y consume más energía con bombas. El enfriamiento por evaporación depende de la ubicación geográfica y la estación, porque ambos afectan el nivel de humedad del aire. En comparación con los sistemas de enfriamiento mecánicos tradicionales, el enfriamiento por evaporación generalmente usa mucha menos electricidad. [22]
Las empresas tecnológicas están explorando cada vez más la energía nuclear como una solución energética confiable y con bajas emisiones de carbono para los centros de datos. A medida que aumenta el consumo de datos, crece la necesidad de fuentes de energía estables y escalables, y la energía nuclear ofrece una salida constante que puede satisfacer la alta demanda de los centros de datos a gran escala. Empresas como Microsoft han comenzado a investigar el potencial de la energía nuclear, incluidos los reactores modulares pequeños (SMR), para reducir su huella de carbono y, al mismo tiempo, garantizar la confiabilidad energética. Sin embargo, desafíos como los altos costos, los obstáculos regulatorios y las preocupaciones públicas sobre la seguridad y la gestión de desechos siguen siendo consideraciones importantes para la adopción generalizada. [23] [24]
Los centros de datos de corriente continua son centros de datos que producen corriente continua en el sitio con paneles solares y almacenan la electricidad en el sitio en una central eléctrica de almacenamiento de baterías . Las computadoras funcionan con corriente continua y se eliminaría la necesidad de invertir la energía de CA de la red . El sitio del centro de datos aún podría usar energía de CA como una solución de red como respaldo. Los centros de datos de CC podrían ser un 10% más eficientes y utilizar menos espacio en el piso para invertir componentes. [25] [26]
Según un nuevo estudio de Arizton Advisory & Intelligence, la inversión total en el mercado de centros de datos ecológicos en todo el mundo alcanzó los 35.580 millones de dólares en 2021. Se espera que la inversión crezca a una tasa compuesta anual del 7,6 %. [27]
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