Это старая версия документа!

Проектирование энергоэффективного IT-оборудования

Раздел о принципах разработки и оптимизации вычислительных систем с приоритетом снижения энергопотребления. Рассматриваются подходы к проектированию отдельных устройств, серверных кластеров и методы системной оптимизации.

Устройства и архитектуры

Процесс и будущее

Ключевые направления энергоэффективности

flowchart LR classDef big font-size:22px,stroke-width:1.2px,padding:10px; A["Элементная база"]:::big --> B["Оптимизированные процессоры и памяти"]:::big B:::big --> C["Серверные платформы"]:::big C:::big --> D["Кластеры и датацентры"]:::big D:::big --> E["Системный дизайн и оптимизация"]:::big

Таблица: меры повышения энергоэффективности

Уровень	Основные решения	Преимущества	Ограничения
Устройство	Использование энергоэффективных процессоров, GPU с динамическим масштабированием частоты и напряжения (DVFS)	Снижение энергопотребления при неполной загрузке	Ограничения производительности в пиковых режимах
Сервер	Оптимизация архитектуры охлаждения, модульные блоки питания с высоким КПД (80 PLUS Titanium)	Снижение тепловых потерь, рост надёжности	Более высокая цена оборудования
Кластер	Виртуализация, контейнеризация, балансировка нагрузки	Более высокая утилизация ресурсов	Риски SLA при ошибках оркестрации
Системный дизайн	Совместная оптимизация ИТ и Facility, учёт PUE/WUE/CUE при проектировании	Долгосрочное снижение эксплуатационных затрат	Более сложное проектирование, необходимость междисциплинарной координации

Ключевые параметры оценки

Performance per Watt — производительность на единицу энергии, ключевой KPI при выборе оборудования.
DVFS (Dynamic Voltage and Frequency Scaling) — динамическая подстройка частоты и напряжения.
Idle Power Consumption — минимальное энергопотребление при простое.
Тепловой дизайн (TDP) — предельная тепловая мощность, требующая эффективного охлаждения.
Lifecycle Energy Cost — суммарное энергопотребление за весь срок эксплуатации.

Контрольные вопросы

Учитывается ли показатель «performance per watt» при выборе процессоров и серверов?
Используются ли технологии динамического масштабирования мощности и энергосбережения при простое?
Рассчитан ли баланс между затратами на энергосберегающее оборудование и экономией за срок эксплуатации?
Интегрируются ли меры по энергоэффективности с архитектурой охлаждения и электроснабжения?
Выполняется ли мониторинг и оптимизация энергопотребления на уровне кластеров?