2 de abril de 2024
Un centro de datos verde, o centro de datos sostenible, es una instalación que alberga infraestructura de TI y emplea tecnologías de eficiencia energética para optimizar el uso de energía y minimizar el impacto ambiental.
Las organizaciones utilizan centros de datos verdes para lograr una mayor eficiencia de Recursos y energía, prolongar la vida útil de la infraestructura, reducir los costos del centro de datos y minimizar el impacto de las emisiones de carbono. Una forma de lograrlo es reutilizando o reciclando el equipamiento físico y el calor generado por los sistemas informáticos. Los centros de datos verdes también suelen emplear energía procedente de fuentes renovables, como la solar y la eólica. El objetivo general es priorizar la eficiencia del centro de datos y la sustentabilidad ambiental mediante la aplicación de enfoques inteligentes en el ámbito energético.
La sustentabilidad del centro de datos es una parte importante de la optimización del uso de recursos organizacionales y la promoción de la viabilidad a largo plazo. La adopción de medidas de eficiencia energética ayuda a las organizaciones a reducir costos al reducir el consumo general de energía de los centros de datos.
Al adoptar tecnologías como la virtualización, el hardware de bajo consumo y las fuentes de energía renovable en los centros de datos, las organizaciones pueden optimizar el uso de energía, minimizar el desperdicio y ahorrar dinero.
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Las organizaciones lidiaron durante mucho tiempo con los desafíos de consumo de energía que acompañan a los centros de datos tradicionales, lo que puede conducir a mayores costos operativos y un impacto ambiental notable.1 Estas instalaciones suelen albergar numerosos servidores (y otro equipamiento de TI) que emplean cantidades sustanciales de electricidad para funciones informáticas, de redes y de almacenamiento de datos.
Medición de la eficiencia energética
Eficacia en el uso de energía (PUE)
Una métrica empleada para evaluar la eficiencia de los centros de datos es la eficacia del uso de energía (PUE). La PUE y la efectividad del uso de carbono (CUE) son métricas desarrolladas por The Green Grid, una asociación sin fines de lucro enfocada en promover la eficiencia energética.
La PUE se calcula dividiendo el consumo total de energía del centro de datos por la cantidad de energía empleada específicamente para el equipamiento de TI. Cuanto más se acerque el cociente a 1, mayor será la eficiencia. La PUE es una herramienta eficaz tanto para medir la eficiencia actual como para medir el impacto en la eficiencia de cualquier cambio en el centro de datos.
Eficacia del uso del carbono (CUE)
La eficacia del uso del carbono se emplea para evaluar la sustentabilidad del centro de datos con respecto a las emisiones de carbono. La fórmula es: CUE = emisiones de CO2 causadas por la energía total del centro de datos dividida por el consumo de energía del equipamiento de TI.
Hay varias estrategias y componentes empleados en el diseño, desarrollo y operación de centros de datos eficientes:
Los centros de datos verdes priorizan los diseños compactos y eficientes para minimizar el espacio físico general necesario para la construcción. Este enfoque del diseño del centro de datos no sólo conserva los recursos, sino que también ayuda a reducir la footprint ambiental de la instalación.
Los centros de datos verdes optan por materiales y prácticas de bajas emisiones que ayudan a garantizar que el proceso de construcción en sí minimice la liberación de sustancias nocivas al medio ambiente. Durante la construcción y la puesta en operación, los centros de datos verdes incorporan elementos de infraestructura energéticamente eficientes. Desde los sistemas de iluminación hasta la maquinaria de construcción, los profesionales se esfuerzan por reducir el consumo de energía y promover la sustentabilidad.
Los centros de datos verdes también implementan estrategias para minimizar los residuos de construcción, con un enfoque en el reciclaje de materiales y la gestión responsable de los artículos desechados.
Los sistemas de enfriamiento eficientes desempeñan un papel crucial en los desafíos de consumo de energía dentro de los centros de datos. Las instalaciones tradicionales a menudo dependen de sistemas de aire acondicionado para enfriar los servidores y evitar el sobrecalentamiento. Sin embargo, estos sistemas pueden consumir mucha energía, lo que contribuye significativamente al uso general de energía. La implementación de tecnologías de refrigeración avanzadas, como la refrigeración líquida o la refrigeración de precisión, ayuda a mejorar la eficiencia energética al optimizar el control de la temperatura y reducir la carga de trabajo del aire acondicionado tradicional.
En la refrigeración por aire, el aire frío circula alrededor del equipamiento para absorber el calor. La refrigeración por aire es un método tradicional y rentable adecuado para centros de datos más pequeños, pero puede tener dificultades con cargas de calor de alta densidad.
La refrigeración líquida emplea un líquido (a menudo agua) para transferir y disipar el calor. La refrigeración líquida ofrece una mayor eficiencia en el manejo del calor de alta densidad, proporcionando un control preciso de la temperatura y un menor consumo de energía. Sin embargo, requiere infraestructura y mantenimiento especializados.
Un enfoque innovador para mejorar la sustentabilidad de los centros de datos implica el uso del calor residual para obtener beneficios energéticos adicionales. En lugar de considerar el calor residual como un inconveniente, los centros de datos lo emplean con fines beneficiosos.
Uno de los métodos es la cogeneración, o producción combinada de calor y electricidad (PCCE), en la que el calor residual se captura y se emplea para generar electricidad adicional o proporcionar calefacción a otros procesos. Esto mejora la eficiencia energética global y maximiza la utilidad de la energía generada en el centro de datos2
Las estrategias de contención de corredor caliente y corredor frío también pueden ayudar a facilitar una refrigeración más eficiente en los centros de datos. Estas estrategias implican organizar racks de servidores para optimizar el flujo de aire y minimizar la mezcla de aire caliente y frío. En una configuración de contención de corredor caliente, los racks de servidores están uno frente al otro, con el aire de escape caliente dirigido a un corredor contenido.
La contención del corredor frío implica disponer los racks de servidores de manera que las tomas de aire frío queden enfrentadas entre sí, creando un corredor frío contenido. La contención del corredor frío ayuda a mejorar la eficiencia de la refrigeración, reducir la carga de trabajo en los sistemas de refrigeración y garantizar una distribución de temperatura más previsible y uniforme. Esto contribuye al ahorro general de energía en las operaciones del centro de datos.3
Virtualización permite que varios virtual servers se ejecuten en un único servidor físico, consolidando las cargas de trabajo y mejorando el uso de recursos. Al maximizar el uso del hardware existente, la virtualización reduce la cantidad de servidores físicos necesarios, lo que lleva a un menor consumo de energía y una infraestructura de centro de datos más eficiente.
Los centros de datos verdes enfatizan la responsible computing o la optimización de las cargas de trabajo y el uso de recursos. Este énfasis ayuda a reducir o eliminar el espacio desperdiciado y permite a las organizaciones hacer un uso más eficiente de los recursos de infraestructura.
La integración de fuentes de energía renovable en el suministro eléctrico de los centros de datos es un paso importante para alcanzar los objetivos de sustentabilidad y reducir el impacto ambiental de estas instalaciones. Al pasar de las fuentes de energía convencionales, como los combustibles fósiles que emiten gases de efecto invernadero al quemarse, a fuentes renovables como la solar, la eólica o la hidroeléctrica, los centros de datos pueden reducir su dependencia de energías no renovables.
Esta transición se alinea con los esfuerzos más amplios para combatir el cambio climático y promueve una combinación de energía más limpia y sostenible. La reducción de las emisiones de carbono y la minimización de la huella de carbono son objetivos fundamentales en la búsqueda de operaciones de centros de datos más sostenibles.
Los centros de datos sustentables enfatizan la reutilización y la optimización del equipamiento de TI como parte de sus prácticas ecológicas. En lugar de desechar y reemplazar hardware, estos centros extienden la vida útil del equipamiento de TI a través de actualizaciones, renovaciones y un mantenimiento eficiente.
Los centros de datos sostenibles ponen un fuerte énfasis en las prácticas de reciclaje responsable.4 Cuando el hardware llega al final de su vida operativa, el reciclaje responsable permite la eliminación adecuada de materiales peligrosos y la recuperación de componentes reutilizables para iniciativas de reciclaje.
La gestión de la infraestructura del centro de datos abarca muchas de estas iniciativas. La DCIM proporciona una plataforma centralizada para monitorear y gestionar diversos aspectos de la infraestructura del centro de datos, incluida la distribución de energía, los sistemas de refrigeración y los activos de TI.
Las herramientas de DCIM monitorean el consumo de energía a través del seguimiento y análisis continuos del uso de energía dentro de un centro de datos. Al emplear herramientas de monitoreo avanzadas, los operadores de centros de datos pueden obtener insights sobre la distribución y el uso de energía en varios componentes, incluidos servidores, sistemas de refrigeración e iluminación. Esta visibilidad en tiempo real permite la identificación proactiva de ineficiencias y la implementación de estrategias de optimización.
Las certificaciones desempeñan un papel fundamental en el reconocimiento y la promoción de prácticas sustentables dentro de los centros de datos. Algunas certificaciones y asociaciones destacadas son:
Liderazgo en energía y diseño ambiental (LEED)
LEED es una certificación que destaca el compromiso con la construcción y las prácticas operativas ambientalmente responsables. Obtener la certificación LEED implica cumplir con criterios específicos relacionados con la eficiencia energética, el uso del agua, la selección de materiales y el impacto ambiental general.
Energy Star
Energy Star es un programa establecido por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) y el Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) para promover la eficiencia energética. Los productos que llevan la etiqueta cumplen o superan los criterios de eficiencia energética establecidos por estas agencias. La atención se centra en mantener la función y la calidad al tiempo que se reduce significativamente el consumo de energía.
The Green Grid
The Green Grid es una asociación sin fines de lucro que se centra en el avance de la eficiencia energética en centros de datos y entornos de computación de negocios. Fundada en 2007, The Green Grid reúne a profesionales de la industria, incluidos expertos en TI, proveedores y usuarios finales, para abordar de manera colaborativa el impacto ambiental de las operaciones del centro de datos. La organización proporciona recursos, pautas y estándares para promover prácticas sustentables y mejorar la eficiencia energética en toda la industria de centros de datos.
La computación en la nube tiene el potencial de ayudar a reducir el consumo de energía ya que permite que múltiples usuarios compartan los mismos servidores físicos y aplicaciones. Sin embargo, el impacto positivo de la computación en la nube no está garantizado; depende de varios factores.
En el lado positivo, la computación en la nube permite la consolidación de recursos informáticos en centros de datos centralizados operados por proveedores de servicios en la nube. Esta consolidación da como resultado un uso más eficiente de los recursos, reduciendo el consumo general de energía asociado con las empresas individuales que ejecutan sus propios servidores on premises.
Los proveedores de la nube pueden optimizar las cargas de trabajo, asignar recursos dinámicamente e implementar tecnologías de eficiencia energética, lo que contribuye al ahorro de energía a mayor escala. El hardware y las tecnologías de refrigeración energéticamente eficientes ayudan en gran medida a determinar la escala de esta ventaja.
En el lado negativo, el auge de la computación en la nube contribuyó en gran medida al crecimiento global de los centros de datos y al consumo sustancial de energía. El informe Data Center Market Overview de EE. UU. de 2023 señala que el consumo de energía de los centros de datos al final de la década está en camino de duplicar su nivel de 2022, impulsado por la demanda de racks listos para IA y machine learning.5 La transferencia de datos desde y hacia la nube también es un proceso que consume mucha energía, especialmente cuando los centros de datos están lejos de los usuarios.
Para lograr un impacto positivo neto, las organizaciones deben enfatizar la optimización de la carga de trabajo y hacer que el uso de los recursos sea eficiente, además de evitar el desperdicio inactivo como prioridades en su estrategia de nube. Deben emplear un proveedor con una red distribuida de almacenamiento en centros de datos y servidores ubicados más cerca de los usuarios. Esto reduce los costos de energía de las transferencias de datos. Por su parte, las organizaciones deben invertir en hardware e infraestructura energéticamente eficientes (o trabajar con un proveedor que lo haga) y enfatizar la eficiencia de la transferencia de datos.
El impacto general a menudo depende de la eficiencia energética de las operaciones del centro de datos de un proveedor de la nube. Las organizaciones que quieran seguir una estrategia de energía verde deben tener eso en cuenta.
Los centros de datos verdes ayudan a abordar las crecientes preocupaciones en torno al consumo de energía, el impacto ambiental y la sustentabilidad. Los centros de datos verdes ofrecen una serie de incentivos, que incluyen:
- Ahorro de costos: los centros de datos verdes contribuyen a reducir los costos operativos gracias a la mejora de la eficiencia energética y la optimización de los recursos.
- Reducida huella ambiental: al incorporar prácticas ecológicas en la construcción y operación, los centros de datos verdes ayudan a reducir la huella de carbono, minimizar los desechos electrónicos y preservar los recursos naturales.
- Mayor eficiencia energética: los centros de datos verdes emplean menos energía, lo que reduce el consumo general de energía y el impacto ambiental asociado.
- Mayor sustentabilidad: el énfasis en la reutilización de equipamiento, el reciclaje responsable y la construcción sustentable ayuda a garantizar la sustentabilidad a largo plazo de los centros de datos.
Recursos
Notas de pie de página
Todos los enlaces se encuentran fuera de ibm.com
1“ Cost, environmental impact, and resilience of renewable energy under a changing climate: a review,” Ahmed I. Osman, Lin Chen, Mingyu Yang, Goodluck Msigwa, Mohamed Farghali, Samer Fawzy, David W. Rooney & Pow-Seng Yap, Springer Link, 28 de octubre de 2022
2“Combined Heat and Power Basics,” Energy.gov
3“Green Power Partnership,” EPA.gov
4“ Re-use, refurb, recycle: Circular economy thinking and data center IT assets,” Dan Swinhoe, Data Center Dynamics, 8 de marzo de 2022
5“Newmark: US data center power consumption to double by 2030,” Matthew Goodwin, Data Center Dynamics, 15 de enero de 2024