Виртуализация и оптимизация ресурсов

Развитие технологий виртуализации стало одним из наиболее значимых инструментов снижения энергопотребления в ЦОД. Традиционно серверы в среднем использовались менее чем на 20 %, а в ряде случаев — менее чем на 10 %. Это означало, что значительные мощности простаивали, потребляя энергию без соответствующей вычислительной отдачи.

Виртуализация и оптимизация ресурсов позволяют:

объединять рабочие нагрузки на меньшем числе физических серверов (среднее соотношение ~4:1);
снижать затраты на питание и охлаждение;
увеличивать коэффициент использования серверных мощностей;
сокращать количество оборудования в зале, а значит — уменьшать площадь и инфраструктурные издержки.

Энергетический эффект

Исследования показывают, что применение комплексных стратегий управления энергопотреблением серверов даёт значительный эффект:

Сценарий	Энергопотребление серверов (кВт·ч/год)	Совокупное энергопотребление с охлаждением (кВт·ч/год)	Снижение относительно базового (%)	Экономия, $ (при $0.10/кВт·ч)
Базовый уровень (без оптимизации)	5 452 000	7 198 500	—	—
Управление питанием (Power management)	4 907 000	6 479 700	~10 %	~71 900
Виртуализация	3 987 000	5 265 000	~27 %	~121 500
Рост загрузки серверов (Increased utilization)	2 464 000	3 253 500	~55 %	~201 200

Таким образом:

Виртуализация сокращает энергопотребление примерно на 27 %.
При увеличении загрузки серверов вдвое (с 20 % до 40 %) достигается до 55 % экономии.
Для дата-центра мощностью 1 000 кВт это соответствует снижению потребления более чем на 4 млн кВт·ч в год.

Средняя фактическая загрузка серверов по данным замеров: ~7,9 %. Максимально загруженные серверы — ~17 %.

Практическое значение

Энергосбережение распространяется не только на серверы, но и на всю инфраструктуру (системы охлаждения и электроснабжения).
Уменьшение количества физических серверов снижает нагрузку на системы кондиционирования и распределения энергии.
Виртуализация создаёт основу для динамического перераспределения ресурсов и балансировки нагрузки.

Ключевые выводы

Переход от традиционной инфраструктуры к оптимизированной позволяет уменьшить общее энергопотребление ЦОД более чем в 2 раза.
Графики показывают снижение годового энергопотребления серверов с ~5,45 млн кВт·ч до ~3,25 млн кВт·ч при росте загрузки.