2011.04.07

8가지 획기적인 데이터센터 전력 비용 절감 방안

Mel Beckman | InfoWorld

오늘날의 데이터센터 관리자들은 소프트 이코노미가 부과한 예산 제한을 가지고 더욱 경쟁적인 마켓의 사업 수요에 맞추기 위해 곡예하듯 안간힘을 쓰고 있다. 그들은 운용비용(OPEX)을 줄일 방법을 모색하는데, 그 중에서도 데이터센터의 운용비용을 가장 많이 차지하면서도 가장 빠르게 증가하는 것은, 주로 서버와 냉각기에 의해 사용되는 전력 비용이다.

 

안타깝게도, 몇몇의 가장 효율적인 에너지 절약 기술들은 상당한 선행 투자를 필요로 하고 회수되는 비용은 향후 몇 년에 걸쳐서 측정된다. 하지만 종종 간과해버리는 몇몇 기술들은 비용이 거의 들지 않는다 ?그것들은 비현실적이거나 혹은 너무 급진적으로 보여 고려 되지 않는다. 여기에 설명할 8가지 전략적인 절약 방법들은 실제 데이터센터 환경에서 시도하고 테스트해서 그 효율성을 입증한 것들이다. 어떤 것들은 적은 투자만으로 바로 착수할 수도 있고 다른 것들은 어느 정도의 설비 투자(capex)를 필요로 하지만, 기존의 IT 설비 투자보다 훨씬 빠르게 투자 수익률(ROI)을 되돌려줄 것이다.

 

궁극적인 데이터센터의 에너지효율성 지표(metrics)는 전력사용효율성(Power Usage Effectiveness, PUE) 평가로 숫자가 낮을수록 좋으며 1.0이 이상적인 목표이다. PUE는 전체 데이터센터의 소모 전력 중에서 유용한 컴퓨팅 작업으로 전환된 양을 환산한다. 드물지 않게 보이는 2.0이란 수치는 데이터센터에 들어오는 2와트 중 1와트만이 서버에 도달한다는 의미이다. 손실된 전력은 열로 변환되고 전통적인 데이터센터의 냉각 장치를 통해 이 열을 없애기 위해서는 다시 전력을 필요로 한다.

 

다른 모든 간단한 지표들과 마찬가지로, PUE 역시 그 것이 의미하는 용도에 맞게 사용되어야 한다: PUE는 전력 효율성의 척도이다. 그것은 전체 전력 비용을 낮출 수 있는 주변의 환경에너지, 지열에너지, 혹은 수소연료 등과 같은 다른 에너지원들을 고려하지 않는다. 기술들은 기업의 측정 가능한 PUE값을 줄일 수도 줄이지 못할 수도 있지만 기업에서는 월별 전기 요금 고지서를 보고 간단하게 효율성을 평가해볼 수 있다. 어찌됐든 결국 그것이 관건이다.

 

여기에 소개되는 일종의 요령들은 태양에너지, 풍력에너지, 수소에너지 등을 이야기하진 않을 것이다. 이러한 대체 에너지원들은 선진 기술에 상당히 많은 투자를 필요로 하고 이는 지금의 경제 위기에 비용 절약을 너무 많이 지연시킬 것이다. 그에 반해, 다음의 여덟 가지 기술 중 어떠한 것도 팬, 덕트, 배관 등 그 이상으로 복잡한 기술을 요구하지 않는다.

 

여덟 가지 방안은 다음과 같다:

1. 온도를 더 높여라

2. 사용하지 않는 서버의 전원을 꺼라.

3. 외부 공기를 이용하여 ‘무료’로 냉각시켜라.

4. 데이터센터의 열로 사무실을 데워라.

5. 자주 사용되는 읽기-전용의 데이터 셋에는 SSD를 이용하라.

6. 데이터센터에 직류를 사용하라

7. 열을 땅에 묻어버려라

8. 관을 통해 열을 바다로 옮겨라.

 

획기적인 에너지 절약 방안 1: 온도를 더욱 높여라

당장 오늘 오후부터 전력을 절약할 수 있는 가장 간단한 방법을 실행에 옮길 수 있다: 데이터센터의 온도 조절기를 높이는 것이다. 종래의 지식으로는 데이터센터의 온도를 화씨 68도 이하로 낮출 것을 요구하는데, 이러한 온도가 장비의 수명을 늘려주고 냉각 시스템이 고장난 경우 좀더 시간을 가지고 대처할 수 있다고 논리적으로 설명한다.

 

경험적으로, 작동 온도가 올라갈수록 서버 구성 요소들, 특히 하드 디스크의 고장이 더 잦아지는 것을 볼 수 있다. 하지만 최근 몇 년간, IT 경제는 중대한 변화를 맞았다: 이제는 취득 원가보다 서버 운용 비용이 일반적으로 더 높다. 이로 인해, 운용 비용 절감보다 하드웨어 보존의 우선 순위가 더 낮아질 수 있다.

 

작년 그린넷(GreenNet) 컨퍼런스에서, 구글의 에너지 사업 담당자 빌 웨일은 구글이 데이터센터의 온도를 높인 경험을 예로 들어, 데이터센터에 몇 가지 필수 전제 조건만 만족된다면 화씨 80도가 문제없이 새로운 기준이 될 수 있다고 설명했다: 더운 공기와 차가운 공기의 흐름을 되도록 분리시키고, 필요하다면 커튼이나 단단한 장벽을 이용할 수 있다.

 

화씨 80도가 “안전한” 온도 향상임에도 불구하고 마이크로소프트의 예는 온도를 더 높일 수도 있음을 보여준다. 마이크로소프트의 더블린(Dublin, Ireland)에 있는 데이터센터는 “냉각기를 덜 사용하는” 상태에서 작동되고 있는데 무료로 외부 공기를 이용해서 냉각시키고 서버의 입구는 화씨 95도까지 온도가 올라갈 수 있다. 그러나 온도가 높아짐으로 인해 서버의 팬 속도가 빨라지고 이는 전력 소모를 증가시켜, 어느 순간 수익이 체감된다는 사실에 유의해야 한다.

 

획기적인 에너지 절약 방안 2: 사용하지 않는 서버의 전원을 꺼라

가상화는 사용하지 않는 프로세서, 디스크, 메모리 등을 스핀 다운할 경우 생겨나는 에너지 절약 효과를 잘 보여준다. 그렇다면 전체 서버의 전원을 꺼버리면 어떨까? 언제나 준비되어 있도록 서버를 지키는 “비즈니스 민첩성”을 증가시키는 것이 서버가 소모하는 초과 전력에 대한 비용을 들일만큼 가치가 있을까? 만약 파워를 내려도 될만한 서버들을 찾을 수 있다면 최소한 그 서버들에서는 가장 낮은 전력 사용량-영(zero)-을 달성할 수 있을 것이다. 그러나 그 전에 안 된다고 주장하는 사람들의 반대에 우선 맞서야 할 것이다.

 




2011.04.07

8가지 획기적인 데이터센터 전력 비용 절감 방안

Mel Beckman | InfoWorld

오늘날의 데이터센터 관리자들은 소프트 이코노미가 부과한 예산 제한을 가지고 더욱 경쟁적인 마켓의 사업 수요에 맞추기 위해 곡예하듯 안간힘을 쓰고 있다. 그들은 운용비용(OPEX)을 줄일 방법을 모색하는데, 그 중에서도 데이터센터의 운용비용을 가장 많이 차지하면서도 가장 빠르게 증가하는 것은, 주로 서버와 냉각기에 의해 사용되는 전력 비용이다.

 

안타깝게도, 몇몇의 가장 효율적인 에너지 절약 기술들은 상당한 선행 투자를 필요로 하고 회수되는 비용은 향후 몇 년에 걸쳐서 측정된다. 하지만 종종 간과해버리는 몇몇 기술들은 비용이 거의 들지 않는다 ?그것들은 비현실적이거나 혹은 너무 급진적으로 보여 고려 되지 않는다. 여기에 설명할 8가지 전략적인 절약 방법들은 실제 데이터센터 환경에서 시도하고 테스트해서 그 효율성을 입증한 것들이다. 어떤 것들은 적은 투자만으로 바로 착수할 수도 있고 다른 것들은 어느 정도의 설비 투자(capex)를 필요로 하지만, 기존의 IT 설비 투자보다 훨씬 빠르게 투자 수익률(ROI)을 되돌려줄 것이다.

 

궁극적인 데이터센터의 에너지효율성 지표(metrics)는 전력사용효율성(Power Usage Effectiveness, PUE) 평가로 숫자가 낮을수록 좋으며 1.0이 이상적인 목표이다. PUE는 전체 데이터센터의 소모 전력 중에서 유용한 컴퓨팅 작업으로 전환된 양을 환산한다. 드물지 않게 보이는 2.0이란 수치는 데이터센터에 들어오는 2와트 중 1와트만이 서버에 도달한다는 의미이다. 손실된 전력은 열로 변환되고 전통적인 데이터센터의 냉각 장치를 통해 이 열을 없애기 위해서는 다시 전력을 필요로 한다.

 

다른 모든 간단한 지표들과 마찬가지로, PUE 역시 그 것이 의미하는 용도에 맞게 사용되어야 한다: PUE는 전력 효율성의 척도이다. 그것은 전체 전력 비용을 낮출 수 있는 주변의 환경에너지, 지열에너지, 혹은 수소연료 등과 같은 다른 에너지원들을 고려하지 않는다. 기술들은 기업의 측정 가능한 PUE값을 줄일 수도 줄이지 못할 수도 있지만 기업에서는 월별 전기 요금 고지서를 보고 간단하게 효율성을 평가해볼 수 있다. 어찌됐든 결국 그것이 관건이다.

 

여기에 소개되는 일종의 요령들은 태양에너지, 풍력에너지, 수소에너지 등을 이야기하진 않을 것이다. 이러한 대체 에너지원들은 선진 기술에 상당히 많은 투자를 필요로 하고 이는 지금의 경제 위기에 비용 절약을 너무 많이 지연시킬 것이다. 그에 반해, 다음의 여덟 가지 기술 중 어떠한 것도 팬, 덕트, 배관 등 그 이상으로 복잡한 기술을 요구하지 않는다.

 

여덟 가지 방안은 다음과 같다:

1. 온도를 더 높여라

2. 사용하지 않는 서버의 전원을 꺼라.

3. 외부 공기를 이용하여 ‘무료’로 냉각시켜라.

4. 데이터센터의 열로 사무실을 데워라.

5. 자주 사용되는 읽기-전용의 데이터 셋에는 SSD를 이용하라.

6. 데이터센터에 직류를 사용하라

7. 열을 땅에 묻어버려라

8. 관을 통해 열을 바다로 옮겨라.

 

획기적인 에너지 절약 방안 1: 온도를 더욱 높여라

당장 오늘 오후부터 전력을 절약할 수 있는 가장 간단한 방법을 실행에 옮길 수 있다: 데이터센터의 온도 조절기를 높이는 것이다. 종래의 지식으로는 데이터센터의 온도를 화씨 68도 이하로 낮출 것을 요구하는데, 이러한 온도가 장비의 수명을 늘려주고 냉각 시스템이 고장난 경우 좀더 시간을 가지고 대처할 수 있다고 논리적으로 설명한다.

 

경험적으로, 작동 온도가 올라갈수록 서버 구성 요소들, 특히 하드 디스크의 고장이 더 잦아지는 것을 볼 수 있다. 하지만 최근 몇 년간, IT 경제는 중대한 변화를 맞았다: 이제는 취득 원가보다 서버 운용 비용이 일반적으로 더 높다. 이로 인해, 운용 비용 절감보다 하드웨어 보존의 우선 순위가 더 낮아질 수 있다.

 

작년 그린넷(GreenNet) 컨퍼런스에서, 구글의 에너지 사업 담당자 빌 웨일은 구글이 데이터센터의 온도를 높인 경험을 예로 들어, 데이터센터에 몇 가지 필수 전제 조건만 만족된다면 화씨 80도가 문제없이 새로운 기준이 될 수 있다고 설명했다: 더운 공기와 차가운 공기의 흐름을 되도록 분리시키고, 필요하다면 커튼이나 단단한 장벽을 이용할 수 있다.

 

화씨 80도가 “안전한” 온도 향상임에도 불구하고 마이크로소프트의 예는 온도를 더 높일 수도 있음을 보여준다. 마이크로소프트의 더블린(Dublin, Ireland)에 있는 데이터센터는 “냉각기를 덜 사용하는” 상태에서 작동되고 있는데 무료로 외부 공기를 이용해서 냉각시키고 서버의 입구는 화씨 95도까지 온도가 올라갈 수 있다. 그러나 온도가 높아짐으로 인해 서버의 팬 속도가 빨라지고 이는 전력 소모를 증가시켜, 어느 순간 수익이 체감된다는 사실에 유의해야 한다.

 

획기적인 에너지 절약 방안 2: 사용하지 않는 서버의 전원을 꺼라

가상화는 사용하지 않는 프로세서, 디스크, 메모리 등을 스핀 다운할 경우 생겨나는 에너지 절약 효과를 잘 보여준다. 그렇다면 전체 서버의 전원을 꺼버리면 어떨까? 언제나 준비되어 있도록 서버를 지키는 “비즈니스 민첩성”을 증가시키는 것이 서버가 소모하는 초과 전력에 대한 비용을 들일만큼 가치가 있을까? 만약 파워를 내려도 될만한 서버들을 찾을 수 있다면 최소한 그 서버들에서는 가장 낮은 전력 사용량-영(zero)-을 달성할 수 있을 것이다. 그러나 그 전에 안 된다고 주장하는 사람들의 반대에 우선 맞서야 할 것이다.

 


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