Der Stromverbrauch in Rechenzentren nimmt täglich zu. Was ist der effizienteste und verantwortungsvollste Weg in die Zukunft? Justin Emerson erörtert den Stromverbrauch im Rechenzentrum – und wie Pure’s FlashBlade//S das Spiel verändert.
Die Datenmenge in Unternehmen explodiert – und sie wird nicht weniger. Laut Prognosen von Analysten werden bis 2025 80 % der Daten unstrukturiert sein, und bis 2026 wird sich ihr Umfang vervierfachen.
Um mit dieser Entwicklung Schritt zu halten, wird die Leistung aller Teile des Rechenzentrums erhöht:
• CPUs, Netzwerk-Switches und Beschleuniger werden mit jeder neuen Generation leistungsstärker.
• Bei Servern steigt der Stromverbrauch durch schnellere Prozessoren und Speicher.
• Die stromhungrigen Beschleuniger werden immer größer und heißer. Top-of-the-line Accelerator Cards können Hunderte von Watt pro Stück verbrauchen. Einige GPU-Varianten werden sogar nach ihrem Stromverbrauch klassifiziert, wobei einige eine Flüssigkeitskühlung benötigen.
• Die Anforderungen an die Kühlung werden immer höher, um den ständig steigenden Energiebedarf dieser Komponenten zu bewältigen.
Dies hat zu einem Anstieg des absoluten Stromverbrauchs und zu einem massiven Kostenanstieg geführt.
Tatsächlich stellt der Stromverbrauch in den meisten modernen Rechenzentren die größten laufenden, wiederkehrenden Kosten dar. Dies steht in direktem Widerspruch zu den Zielen der Unternehmen (und in einigen Fällen auch zu den gesetzlichen Vorschriften), die Kohlendioxidemissionen zu reduzieren und den ökologischen Fußabdruck zu verkleinern. Infolgedessen werden Entscheidungen über die Gestaltung von Rechenzentren mehr von Energiebeschränkungen bestimmt als von jedem anderen Faktor.
Kürzlich sprach ich mit Chris Evans vom Storage Unpacked Podcast über die Energienutzung im Rechenzentrum – und darüber, wie das neueste Angebot von Pure das Spiel verändern kann.
Die Stromauslastung bestimmt das Design von Rechenzentren
“In großem Maßstab ist der begrenzende Faktor eines jeden Rechenzentrums der Strom.” – Storage Unpacked podcast
Unabhängig davon, ob es sich um ein On-Prem-Datacenter, ein Colo oder einen Hyperscaler handelt, muss jedes Datacenter für bestimmte Energiebeschränkungen ausgelegt sein. Obwohl es theoretisch möglich ist, alle 42 HE in einem Standard-Rack auszufüllen, wird es aufgrund der Stromauslastung und der Kühlungskosten schwierig. Der Strom wird zum begrenzenden Faktor, selbst auf Rack-Ebene.
Hotspots und Layouts sind wichtig, um die Racks kühl zu halten, aber was ist mit der Skalierbarkeit? An welchem Punkt gehen Sie Kompromisse bei der Energieeffizienz zugunsten der Leistung ein? Anstelle von exotischen Kühlmechanismen, Dampfkammern oder Hochleistungslüftern (die ihren eigenen Strom verbrauchen) sind viele gezwungen, weniger Geräte pro Rack und Quadratmeter zu betreiben. Aber wie wird sich das auswirken, wenn die Datenanforderungen weiter steigen?
Es gibt eine Chance im Rechenzentrum, und zwar in dem Bereich, in dem der effektive Stromverbrauch nicht steigt, sondern sinkt: der Datenspeicher.
Die Datenspeicherung verbraucht deutlich weniger Strom pro Terabyte als je zuvor
Wenn Sie überhaupt Leistungsanforderungen haben, und das haben wir alle, dann ist Flash der Weg zu einer energieeffizienten Speicherung heute und in Zukunft.
Bis vor kurzem waren Festplatten die Lösung vieler Rechenzentren für dichten Speicher mit hoher Energieeffizienz. Doch auch wenn die Festplatten immer größer werden, führen umfassende Veränderungen auf dem Markt zu einem noch größeren Wandel:
• Der Übergang von Festplatten (HDDs) zu Flash. Der Übergang mag im Vergleich zu Consumer-Geräten langsam sein, vor allem in Hyperscaler-Rechenzentren, aber er vollzieht sich. Die neuen Flash-Generationen sind pro Terabyte weitaus effizienter als Spinning Disk.
• Der kontinuierliche Fortschritt bei Flash, von MLC zu TLC zu QLC und darüber hinaus, wird diesen Trend nur fortsetzen, indem jede Flash-Zelle noch effizienter wird.
• Kontinuierliche Fortschritte bei der Hardware- und Software-Effizienz in Bezug auf die Verwaltung von Flash-Medien treiben die Gesamteffizienz von Systemen, die diese Technologien nutzen, voran.
Der Ansatz, den Pure Storage® dabei verfolgt, heißt DirectFlash®. Auf diese Weise optimieren wir die Leistung pro Watt und liefern gleichzeitig unübertroffene Speicherdichten. Und noch nie war dies so offensichtlich wie bei unserem neuesten Produkt, FlashBlade//S.
Was ist DirectFlash?
Die Speichertechnologie ist eine der wenigen Technologien, bei der wir als Branche die Möglichkeit haben, den Stromverbrauch des Rechenzentrums zu senken und gleichzeitig die Leistung, Dichte und Effizienz zu erhöhen. Aber Flash-Speicher haben ein historisches Problem. In den meisten Fällen werden sie als rotierende Festplatten getarnt, um in ältere Produkte und Protokolle zu passen. Solid-State-Disks (SSDs) verwenden Controller-Chips mit eigenem Speicher, um ein komplexes Array von NAND-Chips mit Hilfe einer Flash-Übersetzungsschicht (FTL) als einen zusammenhängenden Satz von Datenblöcken erscheinen zu lassen.
Dies ist ineffizient und erzeugt zusätzliche Schichten, die den Stromverbrauch erhöhen.
Im Gegensatz dazu ist DirectFlash ein Ansatz zur Verwaltung von Flash-Medien auf Systemebene und nicht auf Laufwerksebene. Und kein anderer Speicheranbieter macht es besser als Pure Storage und unsere hocheffiziente DirectFlash-Technologie.
Abwägung der Kosten von Flash im Rechenzentrum
Um noch einmal kurz auf die Kosten zurückzukommen: Wenn Sie Ihr eigenes Rechenzentrum betreiben – und keine Fläche für einen Windpark oder riesige Solarpaneele zur Verfügung haben – werden die Stromkosten wahrscheinlich durch das Stromnetz bestimmt, an das Sie angeschlossen sind.
Denken Sie daran, wie Verbraucher heute Autos kaufen, im Vergleich zu vor einigen Jahrzehnten. Damals waren Kraftstoffverbrauch, Reichweite und Emissionen nicht so entscheidend wie heute. Doch mit dem Anstieg der Benzinpreise in den USA haben sich die Prioritäten der Verbraucher verschoben.
Dasselbe gilt für IT-Kunden – und je höher der Strompreis, desto leichter fällt die Entscheidung, auf eine effizientere Plattform umzusteigen.
Und wie die jüngsten Ereignisse in der Welt schmerzlich deutlich gemacht haben, können die Energiepreise stark schwanken, und Kunden, die sich auf Energieeffizienz konzentriert haben, sind besser gegen die Erschütterungen des Systems durch schwankende Energiepreise gewappnet.
Bessere Wissenschaft: Das meiste aus den verbrauchten Watt herausholen
Durch die Nutzung des Flash-Managements auf Systemebene steigert Pure die Effizienz in vielerlei Hinsicht.
Unter Bezugnahme auf den jüngsten ESG-Bericht von Pure sagte CTO Rob Lee: „Wenn man die Gründe für die Umweltvorteile aufdeckt, kommt man auf die Dinge zurück, die uns in erster Linie großartig machen – Effizienz, Dichte, Leistung und Zuverlässigkeit.“ Der Bericht zeigt, wie der Stromverbrauch gesenkt und die Leistung gesteigert werden kann, wenn ältere Geräte aufgerüstet und ersetzt werden.
Unser neuestes Angebot, FlashBlade//S, hebt dies auf die nächste Stufe mit:
• Integrierte Software und alle Hardwarekomponenten der nächsten Generation. Die DirectFlash-Technologie von Pure und die Art und Weise, wie sie mit TLC, QLC und anderen Speichermedien kombiniert wird, ermöglicht eine erhebliche Effizienzsteigerung bei den Rohmedien. Derzeit ist niemand sonst in der Branche in der Lage, dasselbe zu leisten.
• Software zur Datenreduzierung. Unsere Software zur Datenreduzierung und -komprimierung kann viel für die TCO und die Wirtschaftlichkeit tun und spielt auch eine große Rolle bei der Effizienz.
• Die Dichte der Systeme. Die Dichte des Flash-Speichers von Pure macht es möglich, weniger Einheiten pro Rack zu betreiben. Pure baut Systeme, die drei-, vier-, fünf- und manchmal sogar zehnmal so dicht sind wie die der Konkurrenz. Wenn wir eine Speicherkapazität von einem Petabyte mit fünfmal weniger Peripherie-Hardware ausstatten können, ist das System wesentlich effizienter.
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Die Energienutzung war von Anfang an ein zentraler Vorteil von Pure. Lee sagt: „Alle diese neu hinzugekommenen Vorteile sind das Ergebnis dessen, was wir von Anfang an großartig gemacht haben – alles, was unsere Ingenieure tun, um unsere Produkte dichter, kostengünstiger, leistungsfähiger und zuverlässiger zu machen.“
Die sich ändernden Prioritäten der Unternehmen treiben das Thema Nachhaltigkeit voran, aber wir sind bereit dafür. Und wie Lee anmerkt: „Wir werden weiterhin die Dinge tun, in denen wir gut sind, und noch bessere Produkte entwickeln, und die Kluft wird sich weiter vergrößern.“
Bleiben Sie dran, um weitere Informationen und tiefere Einblicke zu erhalten, warum DirectFlash sich so sehr von anderen Produkten unterscheidet und warum der geringere Stromverbrauch nur einer der Hauptvorteile gegenüber anderen Ansätzen ist.
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