ЦОД и глобальное энергопотребление

Раздел о масштабах энергопотребления центров обработки данных, подходах к его оценке (моделирование, ретроспективный анализ, прогнозирование) и мерах управления, направленных на снижение нагрузки на энергосистемы и климатическое воздействие.

Данные и оценка

Воздействие и меры

Структура энергобаланса (ориентир для навигации)

flowchart LR classDef big font-size:26px,stroke-width:1.2px,padding:10px; A["ИТ-нагрузка и трафик"]:::big --> B["Потребление ИТ-оборудования"]:::big B:::big --> C["Инфраструктура ЦОД (охлаждение, UPS, потери)"]:::big C:::big --> D["Потребление из энергосистемы"]:::big D:::big --> E["Выбросы парниковых газов"]:::big

Опорная таблица: управление энергопотреблением и выбросами

Область управления Основные решения Типовые риски Оценочный эффект Результаты (артефакты)
ИТ-нагрузка Консолидация и оптимизация мощностей, повышение утилизации, автоматическое отключение простаивающих ресурсов Деградация SLA из-за агрессивной консолидации; неполная телеметрия 10–30% по ИТ Модель ёмкости, политики энергосбережения, отчёты об утилизации
Воздушные потоки и температурные уставки Изоляция коридоров, устранение рециркуляции и байпас-потоков, корректировка уставок Смешение потоков, дефицит напора, «затыкание» перфораций кабелями 5–25% по Facility Схема изоляции, замеры ΔT, отчёты CFD/IST
Технологии охлаждения Экономайзеры (воздушные/водяные), жидкостное охлаждение (door HX, direct-to-chip, иммерсия) Климатические ограничения и водный бюджет; качество воды/коррозия; совместимость с ИТ 10–40% по Facility (климатозависимо); 10–30% при высоких плотностях Выбор технологии, расчёт WUE, матрица применимости, план ТО
Электроснабжение и распределение Высокоэффективные UPS, экономичные режимы, оптимизация уровней напряжения, селективность защит Несоответствие режимов требованиям надёжности; искажения/гармоники 2–10% по Facility Обновлённые однолинейные схемы, протоколы КПД, режимные карты
Мониторинг и управление (DCIM/MMT) Полное покрытие измерениями, аномалийный контроль, алгоритмы адаптации режимов «Слепые зоны» измерений, некорректная калибровка датчиков 3–10% суммарно Реестр точек измерения, KPI-дашборды, план коррекции уставок
Источник энергии и выбросы ВИЭ/PPA, микросети и накопители; размещение нагрузки с учётом углеродной интенсивности Переменность генерации; договорные риски PPA; ограничения сетевой ёмкости до 100% по Scope 2; 5–20% CO₂e за счёт «carbon-aware» размещения Стратегия закупки энергии, карта углеродной интенсивности, график ввода ВИЭ/ESS

Ключевые метрики

  • PUE = Энергия инфраструктуры / Энергия ИТ — ориентир снижения; типично ≤ 1,2–1,3 (зависит от климата).
  • WUE = Расход воды / Энергия ИТ (л/кВт⋅ч) — минимизация при «сухих» схемах охлаждения.
  • CUE = Выбросы CO₂e / Энергия ИТ — определяется топливным миксом сети и долей ВИЭ.
  • Scope 1 / 2 / 3 — прямые/покупная энергия/цепочка поставок; база для отчётности по устойчивости.

Контрольные вопросы

  1. Определены границы системы и единицы измерения (ИТ против инфраструктуры, период усреднения)?
  2. Согласованы источники данных и допущения моделей (климатические ряды, профиль нагрузки, сетевой микс)?
  3. Выполнена раздельная оценка эффектов ИТ-мер и инженерных мер с учётом их взаимного влияния?
  4. Подготовлен план реализации мероприятий с приоритизацией по эффекту/стоимости/срокам и метриками контроля?