مركز أبحاث استدامة تكنولوجيا المعلومات: حساب سعة معدات تكنولوجيا المعلومات – المسار الصعب للأمام
يخضع استهلاك الطاقة في مراكز البيانات والكفاءة التشغيلية لفحص مكثف. واستشعارًا للحاجة إلى التحكم في نمو مراكز البيانات، بدأ المشرعون والمنظمون جهودًا لمطالبة المشغلين بالإبلاغ عن المعلومات على مستوى المنشأة ومؤشرات الأداء الرئيسية وتحديد الحد الأدنى لأداء المنشأة.
هدفهم النهائي هو مطالبة المشغلين بالإبلاغ عن مقاييس الأداء والكفاءة الإرشادية، بما في ذلك فعالية استخدام الطاقة (PUE) والعمل المنجز لكل وحدة من قياس استهلاك الطاقة.
لقد تحرك الاتحاد الأوروبي أولاً. ال توجيه كفاءة الطاقة (EED) وتتطلب اللوائح المفوضة (التي تم الانتهاء منها ولكن لم يتم نشرها) من مراكز البيانات التي لديها أكثر من 500 كيلووات من الطلب على الطاقة من معدات تكنولوجيا المعلومات أن تقوم بالإبلاغ عن أكثر من 30 معلمة للموقع والتشغيل إلى الدول الأعضاء وقاعدة البيانات الأوروبية الخاصة بمراكز البيانات.
تعمل اللائحة النهائية المفوضة على توسيع متطلبات إعداد تقارير EED وتحدد متطلبات إعداد التقارير لقدرة عمل الخادم المثبتة (أداء الحالة النشطة SERT® أو وحدة المعالجة المركزية SERT)الأداء) وسعة التخزين المثبتة (بيتابايت).
حتى بدون التفويضات التنظيمية، يمثل مقياس العمل لكل طاقة أفضل الممارسات الصناعية. يوفر كل جيل جديد من معدات تكنولوجيا المعلومات ضعف أو ثلاثة أضعاف قدرات عمل المعدات والعمل لكل واط مقارنة بجيل المعدات السابق. تتيح التطورات في برامج إدارة عبء العمل لمشغلي تكنولوجيا المعلومات زيادة استخدام البنية التحتية لمعدات تكنولوجيا المعلومات الخاصة بهم. يلتقط العمل لكل مقياس للطاقة ويوضح فوائد تحديث معدات تكنولوجيا المعلومات وتوحيدها.
يواجه مشغلو مراكز البيانات تحديات كبيرة في الإبلاغ عن مؤشرات سعة الخادم والتخزين. للامتثال لهذه المتطلبات أو حساب العمل لكل مقاييس الطاقة لمنشأة مركز البيانات، يحتاج المشغلون إلى الاحتفاظ بمخزون المعدات مع بيانات المكونات الهامة وموقع المعدات وإنشاء عملية لالتقاط وحساب سعة عمل خادم مركز البيانات. تحتاج الصناعة إلى طريقة موحدة للإبلاغ عن سعة عمل الخادم.
مخزونات المعدات
يتطلب حساب أو تقدير قدرات عمل معدات تكنولوجيا المعلومات معرفة موقع المعدات ومواصفات المكونات. لسوء الحظ، تشير دراسة استقصائية لوقت التشغيل لمشغلي تكنولوجيا المعلومات إلى أن ثلث مشغلي تكنولوجيا المعلومات فقط يحتفظون بجرد مفصل للمعدات قادر على حساب قدرات المعدات في مركز البيانات (الجدول 1).
يتطلب حساب إجمالي سعة عمل الخادم أو سعة التخزين لمنشأة مركز البيانات أن يعرف المشغل كمية ونوع المعدات الموجودة في كل منشأة. تشير نتائج الاستطلاع إلى أن 30% فقط من المشغلين يمكنهم إجراء ذلك المطابقة من مخزونهم.
لحساب إجمالي سعة عمل الخادم، يحتاج مشغل تكنولوجيا المعلومات إلى معرفة الكمية ورقم الجزء والعدد الأساسي لوحدات المعالجة المركزية المثبتة في كل خادم. من المتوقع أن يتم تعيين قيم سعة العمل إما عن طريق رقم جزء وحدة المعالجة المركزية أو العدد الأساسي. سيتم حساب سعة العمل الإجمالية أو تقديرها بناءً على تجميع قيم قدرة العمل للبنية التحتية للخادم المثبتة. يشير الاستطلاع إلى أن 27% فقط من المشغلين يقومون حاليًا بجمع أرقام أجزاء وحدة المعالجة المركزية وعدد النواة.
لحساب سعة التخزين، يحتاج المشغل إلى معرفة عدد أجهزة التخزين وقدرتها لكل قطعة من معدات التخزين. يشير 53% من المشغلين إلى أنهم يجمعون هذه البيانات.
يجب أن يتخذ مشغلو مراكز البيانات ثلاث خطوات لتحديث وتحسين عمليات جرد المعدات وإدارتها لحساب سعة عمل مركز البيانات.
- تحديث نظام جرد المعدات ليشمل جميع معلومات المكونات المطلوبة لحساب القدرة على العمل. بالإضافة إلى القيم المطلوبة لمنتجات الخادم والتخزين، ينبغي أيضًا جمع معدلات عرض النطاق الترددي ونقل البيانات الخاصة بمعدات الشبكة.
- قم بتحديث مواصفات وعمليات شراء المعدات لتتطلب إعداد التقارير وجمع بيانات مكونات المعدات. وسيتطلب ذلك التعاون مع منظمة الشراء وإنشاء عملية إلكترونية لجمع معلومات المخزون.
- قم بإجراء مسح لمعدات تكنولوجيا المعلومات المثبتة للحصول على جرد كامل للبنية التحتية الحالية. يوفر برنامج اكتشاف الأصول الذي يحدد المعدات ويلتقط معلومات المكونات أفضل طريقة لتحديث المخزون الحالي. ويمكن استخدامه أيضًا بدلاً من عملية الشراء لتحديث المخزون عند تركيب معدات جديدة. أما الخيار الآخر الذي يتطلب الكثير من الموارد، فهو إجراء مسح يدوي.
سيستغرق بناء نظام جرد فعال وقتا طويلا ويتطلب التعاون بين المنظمات. يشعر مشغلو تكنولوجيا المعلومات الذين يفتقرون إلى النظام بالتفاؤل بشأن قدرتهم على إنشاء نظام عملي أو ترقيته: أشار 68% (47% من إجمالي المشاركين) إلى أنهم قادرون على تنفيذ النظام في غضون عام واحد.
القدرة على عمل الخادم
تحدد اللائحة المفوضة قدرة عمل الخادم على أنها نتيجة أداء الحالة النشطة لأداة تقييم كفاءة الخادم (SERT®) كما هو محدد في لائحة مفوضية الاتحاد الأوروبي – 2019/424 (متطلبات التصميم البيئي لمنتجات الخادم والتخزين). أداء الحالة النشطة هو المتوسط الهندسي لدرجات الأداء المقيسة بنسبة 100% لوحدات المعالجة المركزية السبعة في شركة تقييم أداء الخادم (SPEC)سم) جناح. لديها وحدات من المعاملات في الثانية بالنسبة للخادم المرجعي.
دعمت غالبية صناعة مراكز البيانات استخدام درجة أداء الحالة النشطة SERT كقيمة تمثيلية لقدرة عمل الخادم. نظرًا لأن قياسات SERT مطلوبة لإثبات الامتثال لمتطلبات كفاءة استخدام الطاقة للخادم في الاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة واليابان، يقوم مصنعو الخوادم بإنشاء قياسات SERT لتكوينات مختارة للامتثال التنظيمي ولأغراض البحث الداخلي.
من خلال العمل مع الشركات المصنعة، قامت Green Grid (TGG) بجمع مجموعة بيانات من قياسات SERT لأكثر من 600 تكوين للخادم مع أكثر من 100 رقم لأجزاء وحدة المعالجة المركزية. باستخدام مجموعة البيانات هذه، أجرى TGG تحليل يوضح أن درجة أداء الحالة النشطة تعتمد على رقم جزء وحدة المعالجة المركزية ومستقلة عن تكوين الخادم.
وجدت دراسة أجريت على 15 رقمًا لأجزاء وحدة المعالجة المركزية، تمثل ثلاثة أجيال من وحدات المعالجة المركزية AMD وIntel، أن 13 رقمًا لأجزاء وحدة المعالجة المركزية لها متوسط قيم أداء الحالة النشطة بها انحرافات معيارية تتراوح من 3 إلى 20%، مع أرقام مكونة من جزأين لها انحرافات معيارية حوالي 30%. .
بشكل عام، توفر قيم أداء الحالة النشطة لوحدة المعالجة المركزية (CPU) أساسًا مقبولاً لحساب تقدير تمثيلي لإجمالي سعة عمل مركز البيانات للخوادم القياسية المعتمدة على وحدة المعالجة المركزية (CPU)، مما يتيح مقارنة التغييرات من سنة إلى أخرى.
نظرًا لمتطلبات التنظيم المفوضة من EED لبدء إعداد تقارير قدرة العمل المحدودة لسنة التقرير 2024، يجب على الصناعة إنشاء قاعدة بيانات واحدة أو أكثر تحتوي على قيم أداء الحالة النشطة لأرقام أجزاء وحدة المعالجة المركزية. يمكن إنشاء قواعد البيانات بواسطة المنظمات الصناعية مثل TGG أو بواسطة الشركات المصنعة للمعدات. لدى مجموعة عمل TGG مشروع قيد التنفيذ لنشر قاعدة بيانات في النصف الثاني من عام 2024.
لا تتوفر حاليًا بيانات سعة العمل للخوادم التي تتضمن وحدات معالجة الرسومات (الخوادم المستندة إلى وحدة معالجة الرسومات) للحوسبة عالية الأداء والذكاء الاصطناعي وتطبيقات التعلم الآلي. تشكل هذه الخوادم نسبة صغيرة من البنية التحتية للخادم المثبتة حاليًا، ولكن من المتوقع أن ينمو وجودها في مركز البيانات في المستقبل. يقال إن لجنة SPECPower® تعمل على تمديد لاختبار SERT الذي سيقيس الأداء وقيم الطاقة للخوادم المستندة إلى GPU ويوفر قدرة العمل لهذه الخوادم.
سعة معدات التخزين
سعة العمل لمنتج تخزيني هي سعة التخزين الأولية للمنتج بالتيرابايت، وهي قيمة متاحة بسهولة من الشركة المصنعة للمنتج. قيمة سعة تخزين مركز البيانات هي مجموع سعة التخزين الأولية لجميع منتجات التخزين المثبتة. يجب على المشغلين جمع هذه البيانات وتسجيلها في مخزون المعدات الخاصة بهم عند شراء المعدات.
سيتم حساب عرض النطاق الترددي لمعدات الشبكة وقدرة نقل البيانات بطريقة مماثلة.
باختصار، نظرًا لمخزون كامل من معدات الخادم ومجموعة بيانات لمتوسط قيم أداء الحالة النشطة لوحدة المعالجة المركزية، سيتمكن مشغلو مراكز البيانات من حساب إجمالي سعة عمل مركز البيانات للخوادم المستندة إلى وحدة المعالجة المركزية عن طريق ضرب عدد وحدات المعالجة المركزية لعدد معين من المرات قيمة أداء الحالة النشطة وجمع تلك القيم لجميع الخوادم في مركز بيانات محدد.
على الرغم من أن هذا مجرد جمع بسيط، إلا أن هناك حاجة إلى قدر كبير من العمل من مشغلي مراكز البيانات الفردية وصناعة مراكز البيانات لبناء مجموعات البيانات اللازمة لإكمال حساب قدرة العمل لإعداد التقارير التنظيمية.
