Các cách hạn chế mức tiêu thụ năng lượng của trung tâm dữ liệu Data Center
Mức tiêu thụ năng lượng của các trung tâm dữ liệu là một thách thức ngày càng lớn trong bối cảnh sự gia tăng về quy mô và phức tạp của công nghệ thông tin. Để đối mặt với thách thức này và hướng đến một tương lai bền vững, nhiều nỗ lực đã được đề xuất và triển khai để hạn chế mức tiêu thụ năng lượng trong lĩnh vực này. Trong bài viết này, hãy cùng Onehub Saigon tìm hiểu về các cách tiếp cận và biện pháp cụ thể để giảm ảnh hưởng của trung tâm dữ liệu Data Center đối với tài nguyên năng lượng và môi trường.
Sự tăng cường về trung tâm dữ liệu
Trong thời gian gần đây, nhu cầu về trung tâm dữ liệu Data Center đã đạt mức tăng cao đột ngột. Điều này dẫn đến việc mở rộng diện tích của các trung tâm dữ liệu, cùng với việc triển khai các hệ thống làm mát tiên tiến để đảm bảo hoạt động ổn định. Tuy nhiên, điều này cũng đồng nghĩa với việc tiêu thụ năng lượng lớn hơn để đảm bảo cơ sở hạ tầng hoạt động 24/7.
Trung tâm dữ liệu Data Center ngày càng tăng
Những nhà quản lý, lãnh đạo trong lĩnh vực Công nghệ Thông tin và quản lý dữ liệu đã nhận ra từ nhiều năm trước rằng các trung tâm dữ liệu đòi hỏi nguồn năng lượng đáng kể và gây ra chi phí lớn. Tuy nhiên, sự gia tăng đột ngột của nhu cầu về trung tâm dữ liệu hiện nay là kết quả của sự phát triển mạnh mẽ của mô hình làm việc từ xa, dịch vụ streaming tốc độ cao và sự tiến bộ của công nghệ điện toán đám mây.
Ngoài ra, sự bùng nổ của các mô hình và công cụ Trí tuệ Nhân tạo AI cũng đóng góp vào sự quan trọng của việc mở rộng cơ sở hạ tầng dữ liệu. Điều này đã làm cho việc đáp ứng nhu cầu ngày càng trở nên cấp bách và đặt ra thách thức lớn về quản lý năng lượng và chi phí trong lĩnh vực trung tâm dữ liệu.
Nỗ lực giảm tiêu tốn năng lượng trung tâm dữ liệu
Data Center tiêu hao một lượng điện năng lớn
Trong bối cảnh tăng chi phí và áp lực từ các bên liên quan, tổ chức ngày nay đang tỏ ra quyết tâm và cam kết giảm tiêu thụ năng lượng của trung tâm dữ liệu Data Center. Dữ liệu mới từ Gartner Research cho biết, dự kiến đến năm 2027, có đến 75% tổ chức sẽ triển khai các chương trình bền vững cho cơ sở hạ tầng trung tâm dữ liệu, tăng lên từ mức dưới 5% vào năm 2022.
Autumn Stanish, một nhà phân tích cấp cao tại Gartner, đã chia sẻ quan điểm của mình: “Trách nhiệm về tính bền vững ngày càng được chuyển giao từ CIO (Chief Information Officer) sang các nhà lãnh đạo cơ sở hạ tầng và vận hành, với mục tiêu cải thiện hiệu suất môi trường trong lĩnh vực Công nghệ Thông tin, đặc biệt là xung quanh các trung tâm dữ liệu.” Điều này thể hiện xu hướng chung trong cộng đồng doanh nghiệp, đặt nhiệm vụ quản lý năng lượng và tối ưu hóa chi phí là ưu tiên hàng đầu.
Xem thêm: Thị trường Data Center – “Miếng bánh” hấp dẫn cho các doanh nghiệp công nghệ
Khó khăn trong việc bảo đảm tính bền vững của trung tâm dữ liệu
Tính bền vững của trung tâm dữ liệu Data Center là một thách thức lớn
Mặc dù đã có những bước tiến tích cực trong việc giảm tiêu thụ năng lượng của Data Center, nhưng theo một cuộc khảo sát của Hitachi Vantara vào tháng 7 năm 2023, cho thấy rằng bảo đảm tính bền vững của trung tâm dữ liệu không phải là một thách thức dễ dàng. Cuộc khảo sát này phát hiện rằng, trong số những nhà lãnh đạo Công nghệ Thông tin (CNTT), có tới 2/3 đang tích hợp các biện pháp để đo lường mức tiêu thụ năng lượng của trung tâm dữ liệu của họ.
Tuy nhiên, có 1/3 số người thừa nhận rằng cơ sở hạ tầng dữ liệu của họ vẫn đang sử dụng một lượng năng lượng quá lớn. Ngoài ra, đáng chú ý là 46% nhận thức rằng các chính sách bền vững hiện tại của họ không đủ để giải quyết tác động tiêu thụ năng lượng do việc lưu trữ dữ liệu không sử dụng.
Điều này đặt ra thách thức lớn với những tổ chức trong việc thúc đẩy tính bền vững của trung tâm dữ liệu, đặc biệt là trong bối cảnh tăng cường ý thức về trách nhiệm môi trường và ngày càng tăng của cộng đồng doanh nghiệp đối với việc giảm thiểu ảnh hưởng đến nguồn lực tự nhiên.
Năm 2024: Năm tiết kiệm tiêu tốn năng lượng trung tâm dữ liệu
Di chuyển sang cơ sở hạ tầng đám mây dùng chung
Giảm lượng khí thải khi di chuyển sang cơ sở hạn tầng đám mây dùng chung
Việc chuyển đổi sang cơ sở hạ tầng đám mây dùng chung có thể đóng vai trò quan trọng trong việc giảm lượng khí thải tại trung tâm dữ liệu Data Center. Theo đánh giá của Bridgette McAdoo, Giám đốc Phát triển Bền vững tại Genesys – một doanh nghiệp cung cấp giải pháp trải nghiệm khách hàng.
McAdoo nhấn mạnh rằng việc chuyển đổi sang cơ sở hạ tầng đám mây dùng chung có thể giảm đáng kể lượng khí thải, tương tự như việc nhiều người đi xe bus thay vì họ đi riêng lẻ. Cô cũng chia sẻ rằng việc lựa chọn một nhà cung cấp đám mây với nguồn năng lượng tái tạo có thể đóng góp vào mục tiêu giảm lượng khí thải carbon.
McAdoo giải thích thêm rằng nhiều tổ chức vẫn tiếp tục sử dụng công nghệ tại chỗ, điều này có thể tạo ra nhiều hạn chế đối với tốc độ đổi mới và khả năng triển khai các hoạt động kinh doanh bền vững. Theo McAdoo, việc này không chỉ làm giảm hiệu suất mà còn hạn chế khả năng áp dụng các chiến lược kinh doanh bền vững, điều quan trọng để tạo ra tác động tích cực và lâu dài trong môi trường kinh doanh ngày nay.
Tìm hiểu: Cuộc chạy đua phát triển trí tuệ nhân tạo của các tập đoàn trên thế giới và Việt Nam
Đầu tư vào công nghệ làm lạnh bằng chất lỏng
Trong bối cảnh sức mạnh tính toán tại trung tâm dữ liệu Data Center ngày càng gia tăng do hợp nhất khối lượng công việc và ứng dụng xử lý chuyên sâu như Trí tuệ Nhân tạo (AI), việc làm mát trở thành một thách thức quan trọng. Mỗi giá đỡ tiêu thụ năng lượng lớn và tạo ra nhiệt độ cao, đồng nghĩa với việc cần phải áp dụng các giải pháp làm mát hiệu quả để đảm bảo hoạt động mượt mà và an toàn.
Theo William Estes, Tổng Giám đốc của công ty linh kiện Anderson Power, tương lai của việc mở rộng trung tâm dữ liệu có thể liên quan chặt chẽ đến việc áp dụng và phát triển các công nghệ làm mát bằng chất lỏng.
Công nghệ làm mát bằng chất lỏng là giải pháp ngày càng phổ biến
Estes giải thích rằng với nhu cầu ngày càng cao về tính toán hiệu suất cao và lưu trữ dữ liệu, làm mát bằng chất lỏng sẽ trở thành giải pháp quan trọng để quản lý lượng nhiệt độ do tiêu thụ ngày càng tăng của điện năng trong trung tâm dữ liệu. Hệ thống làm mát bằng chất lỏng có khả năng tăng hiệu suất sử dụng năng lượng lên đến 40% so với các phương pháp truyền thống sử dụng đối lưu.
Trong những năm gần đây, việc sử dụng tản nhiệt bằng chất lỏng đã có sự gia tăng đáng kể, dự kiến thị trường tản nhiệt bằng chất lỏng toàn cầu sẽ tăng từ 1,37 tỷ USD vào năm 2020 lên 4,38 tỷ USD vào năm 2026.
Tập trung vào phần cứng chuyên biệt
Sử dụng phần cứng chuyên biệt giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng
Theo Jonathan Friedmann, Giám đốc điều hành và Đồng sáng lập của công ty tăng tốc phần cứng Speedata, sử dụng phần cứng chuyên dụng được thiết kế đặc biệt cho khối lượng công việc cụ thể có thể giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng và nâng cao hiệu quả trong các trung tâm dữ liệu Data Center.
Friedmann nhấn mạnh: “Bằng cách đầu tư vào cơ sở hạ tầng được xây dựng có mục đích, các nhà lãnh đạo Công nghệ Thông tin và Truyền thông (CNTT) có thể điều chỉnh chiến lược của họ với các mục tiêu bền vững, đảm bảo hoạt động có trách nhiệm với môi trường để tối ưu hóa tổng chi phí hoạt động, bao gồm các chi phí gián tiếp như điện, làm mát, và lượng carbon.”
Ông chỉ ra rằng sự tập trung này đã được nhận thức trong lĩnh vực Trí tuệ Nhân tạo (AI) thông qua sự phát triển của GPU, đặc biệt là khi xử lý khối lượng công việc đồng thời trong các trung tâm dữ liệu Data Center, cũng như qua sự hợp tác giữa các nhà cung cấp như Nvidia và các đối tác đám mây như AWS.
Tuy nhiên, Friedmann lưu ý rằng đa số trung tâm dữ liệu vẫn tiếp tục sử dụng phân tích dựa trên CPU, đặc biệt là khi đối mặt với khối lượng công việc cơ sở dữ liệu phức tạp và tài nguyên đắt đỏ. Ông giải thích về CPU, mặc dù không được tối ưu hóa để xử lý lượng lớn dữ liệu hoặc tính toán mạnh mẽ, vẫn được sử dụng rộng rãi và có tốc độ xử lý tương đối chậm.
Với việc Định luật Moore chậm lại và sự tiến bộ trong lĩnh vực điện toán truyền thống giảm đáng kể trong một thập kỷ qua, Friedmann cho rằng việc chuyển đổi sang sử dụng chip chuyên dụng có thể không chỉ giúp tăng cường tính bền vững đối với khối lượng công việc sử dụng nhiều carbon của trung tâm dữ liệu Data Center, mà còn thúc đẩy năng suất và đẩy nhanh quá trình đổi mới trong lĩnh vực này.
Xem thêm: Trung tâm dữ liệu đạt chuẩn Tier 3
Tính bền vững trung tâm dữ liệu là một hành trình
Lưu ý rằng việc duy trì tính bền vững của một trung tâm dữ liệu không phải là một mục tiêu cụ thể mà là một quá trình phát triển liên tục.
Còn hạn chế nhưng tính bền vững trung tâm dữ liệu là một hành trình
Alpesh Saraiya, Giám đốc quản lý sản phẩm trung tâm dữ liệu tại Honeywell Building Technologies, nhấn mạnh rằng chìa khóa để quản lý tính bền vững lâu dài là nhận ra rằng đây là một hành trình, không phải là điểm kết thúc của một hành động. Ông khuyến khích các nhà khai thác trung tâm dữ liệu phải đánh giá nhiều phương pháp giảm lượng khí thải carbon khác nhau, từ việc sử dụng nguồn năng lượng tái tạo đến việc tối ưu hóa hệ thống làm mát. Họ cần tập trung vào cải thiện hiệu suất, hiệu quả và ổn định của máy chủ CNTT, đảm bảo tuân theo các ràng buộc thỏa thuận mức dịch vụ và xem xét các lựa chọn làm mát bằng chất lỏng.
Saraiya cũng nhấn mạnh sự cần thiết của một nền tảng quản lý vận hành toàn diện, kết hợp dữ liệu công nghệ vận hành quan trọng (OT) và tài sản CNTT. Sự kết hợp và số hóa thông tin từ các hệ thống này vào một nền tảng thống nhất có thể cung cấp thông tin chi tiết và tối ưu hóa quá trình vận hành.
Như vậy, người vận hành có thể bảo vệ thời gian hoạt động, quản lý bảo trì và giảm lượng khí thải CO2 cũng như tiêu thụ năng lượng. Điều này chứng tỏ tính bền vững không chỉ là một mục tiêu tĩnh lặng mà còn là một chiến lược linh hoạt và liên tục trong quản lý trung tâm dữ liệu Data Center.
Xem thêm: Trung tâm dữ liệu và công cuộc số hóa của doanh nghiệp hiện nay
Giảm chu kỳ CPU bằng cách xây dựng logging framework không cần máy chủ
Gary Hoberman, Giám đốc điều hành và người sáng lập công ty phần mềm Unqork, đưa ra gợi ý về cách giảm chu kỳ CPU trong các trung tâm dữ liệu Data Center để giảm tiêu thụ năng lượng. Ông nhấn mạnh rằng vấn đề chính đằng sau mức tiêu thụ năng lượng cao là do các tổ chức sử dụng nhiều chu kỳ CPU hơn mức cần thiết, điều này dẫn đến việc xử lý và truy xuất dữ liệu nhiều hơn cần thiết.
Ông đề xuất triển khai một khung ghi nhật ký (logging framework) không có máy chủ với mục đích cố ý giảm chu kỳ CPU, và ông tin rằng đây sẽ là phương pháp thực hành hiệu quả đối với các nhà lãnh đạo CNTT. Theo ông, khung này là một cơ chế để thực hiện ghi nhật ký, lập chỉ mục, báo hiệu và quan trọng nhất là lọc tại lớp tiếp nhận. Ông lưu ý rằng nếu không cần báo hiệu theo thời gian thực đối với nhật ký, chúng có thể được lưu trữ để tuân thủ và không cần chuyển tiếp đến các công cụ lập chỉ mục hoặc công cụ phân tích bổ sung, giúp giảm áp lực lên chu kỳ CPU.
Ngoài ra, ông khuyến nghị sử dụng tiêu chuẩn hóa Sigma, một ngôn ngữ quy tắc nguồn mở cho nhật ký. Điều này giúp các công ty đảm bảo rằng các biện pháp đối phó có thể được viết một lần và dễ dàng thích ứng với bất kỳ hệ thống tín hiệu nào được yêu cầu, đặc biệt là khi có sự thay đổi trong cơ chế cảnh báo hoặc cơ sở dữ liệu phụ trợ, có thể xảy ra vì yếu tố hiệu suất hoặc chi phí.
Giảm chu kỳ CPU giúp giảm đáng kể năng lượng tiêu thụ
Kết
Trong cuộc đua giảm tiêu thụ năng lượng của trung tâm dữ liệu Data Center, sự đổi mới và cam kết ngày càng tăng lên. Tổng hợp các chiến lược tối ưu hóa hiệu suất, sử dụng nguồn năng lượng tái tạo và triển khai công nghệ mới là chìa khóa cho một tương lai trung tâm dữ liệu bền vững. Bài viết trên Onehub Saigon đã chia sẻ cho bạn về cách hạn chế mức tiêu thụ năng lượng của trung tâm dữ liệu, hy vọng qua bài viết bạn nắm bắt được những phương án cũng như cách thức để phát triển một trung tâm dữ liệu bền vững.
