Cómo optimizar la eficiencia energética en el servidor

Suministro eléctrico

El suministro eléctrico es, desde luego, el lugar por el que entra la energía al servidor y se convierte desde los 120-240 vatios AC a los 3,3, 5 y 12 vatios DC. Hasta hace poco, las cifras de eficiencia no se hacían públicas (y aún hoy en día sólo hay algunos fabricantes que las publican). De hecho, el programa de la EPA Energy Star, que estableció que todos los PCs tuvieran un suministro eléctrico con un 80 por ciento de eficiencia o mayor, dejó específicamente exentos a los servidores. Esta es una de las cosas en las que gastarse unos euros de más en un servidor con una eficiencia de 80 por ciento o superior puede suponer grandes retornos de la inversión a través de ahorros en la cuenta de la luz en los 3-5 años de vida operacionales que tiene un servidor.

La diferencia entre un 70 por ciento y un 87 por ciento de eficiencia en el suministro eléctrico supondrá un 20 por ciento de ahorro energético total. Esto significaría también una reducción similar para el centro de datos.

Además, estas tasas de eficiencia suelen proporcionarse sólo en el suministro de energía de la carga catalogada como máxima. No refleja las cargas de trabajo reales que el servidor tendrá operando en producción. Por regla general, un servidor sólo absorberá entre un 30 y un 50 por ciento de la tasa de suministro de energía máxima (indicado por el fabricante), lo que significa que las pérdidas fijas serán menores que el valor de eficiencia de suministro energético a carga completa.

Más aún, dado que también queremos repetición para aprovechar el tiempo de funcionamiento, solemos comprar servidores con suministros eléctricos redundantes. Estos suministros suelen compartir las cargas de trabajo interna, por lo que cada suministro proporciona sólo la mitad de la carga actual –lo que significa que cada suministro eléctrico funciona sólo entre un 13 y un 25 por ciento de capacidad-. Por tanto, las pérdidas fijas constituyen un porcentaje mayor a la energía interna real utilizada por los componentes del servidor internos.

A la hora de comprar nuevos servidores, no siempre el más barato es el mejor, incluso aunque presenten las mismas especificaciones de rendimiento informático. Es en estas mismas especificaciones, donde puede empezarse a ahorrar energía. Si el vendedor del servidor no publica o no puede ofrecer la eficiencia del suministro eléctrico, deberías pensártelo dos veces antes de comprarlo.

Si vas a comprar una gran cantidad de servidores, sería recomendable que invirtieras en probar la energía total que consumen los distintos fabricantes y modelos que estás considerando. Deberías incluso probarlos con tu sistema operativo y tus aplicaciones, tanto en un entorno de media carga, como de carga completa. Si gastas 50 o 100 dólares más en un servidor ahora, puede que luego te ahorres varios cientos de dólares en costes energéticos. Más aún, puede que así evites tener que actualizar tu infraestructura de energía y refrigeración en poco tiempo.

Otra área que puede suponer ahorros de entre un dos y un tres por ciento en la factura de la luz es el hacer funcionar los servidores a 208 vatios o 240 vatios en vez de a 120 vatios, ya que los suministros eléctricos son más eficientes a un voltaje más alto (así como el sistema de distribución de la energía).

Optimizar el ventilador del servidor

Superados solo por el suministro eléctrico, los ventiladores del servidor se han convertido en el gran consumidor de energía. Como los servidores son cada vez más pequeños –y ahora incluso meten varias CPUs multinúcleo en un servidor 1U-high –para mover una cantidad suficiente de aire a través del servidor se necesitan muchos pequeños ventiladores de alta velocidad-. Necesitan meter el aire a través de unas zonas de ventilación muy pequeñas dentro del servidor y en las zonas de toma y expulsión del aire de la parte de delante y de detrás de la carcasa del servidor.

Estos ventilados pueden consumir entre un 10-15 por ciento o más del total de la energía consumida por el servidor. Y como los ventiladores utilizan corriente DC, obtienen la energía por el suministro eléctrico, lo que incrementa la entrada de energía en el servidor, algo que se ve multiplicado por la ineficiencia de este componente. Además, en los servidores del tipo 1U, la mayor parte o incluso toda la ventilación va a parar a los ventiladores del suministro eléctrico, ya que no hay casi sitio libre en el panel trasero para extraer el aire caliente.

Para mejorar la eficiencia, muchos servidores nuevos incluyen ventiladores controlados por un termostato, que aumentan la velocidad del ventilador cuando se necesita más aire para enfriar el servidor. Esto es sin duda un avance con respecto a los antiguos ventiladores que funcionaban a la misma velocidad todo el tiempo. Sin embargo, estos ventiladores de velocidad variable siguen necesitando mucha energía cuando la temperatura del aire interno sube o cuando las cargas de trabajo calientan el servidor.

Por ejemplo, si las CPUs internas del servidor y los otros componentes informáticos consumen entre 250 y 350 vatios del suministro eléctrico, los ventiladores necesitarán entre 30 y 75 vatios para mantener el suficiente aire en movimiento. Esto hace aumentar la energía total del servidor ya que la densidad y la temperatura del aire se elevan en el centro de datos. De hecho, los estudios que han medido y contrastado el consumo energético del ventilador frente a la potencia y las temperaturas del aire de entrada muestran unas curvas relacionadas con el ventilador bastante escarpadas en los servidores que utilizan ventiladores de termostato.