데이터 센터 에너지 효율성을 위한 새로운 옵션을 확인하세요.
데이터 센터는 막대한 양의 전기를 소모합니다. 이 소비는 우리가 쉽게 당연하게 여기는 현대의 정보적 편리성을 위한 타당한 대가입니다. 하지만 국제적 불안정성과 인플레이션으로 인해 에너지 가격이 급격히 상승함에 따라 서버 운영자들은 시스템이 사용하는 전력량을 면밀히 살피고 있습니다.
에너지 사용을 줄이는 것은 순 비용 절감 외에도 측정하기는 어렵지만 여전히 중요한 평판상의 이점을 제공합니다. 그렇다면 "데이터 센터가 효율성을 어떻게 높일 수 있을까요?"라는 질문이 제기됩니다.
이 아이디어들은 서버의 효율성을 더 높이는 데 도움이 될 수 있습니다.
데이터 센터 프로세서 (x86 대 ARM)
오늘날 서버에서 여전히 주요 아키텍처로 x86ARM이 사용되고 있지만, ARM은 뛰어난 전력 대비 성능 비율을 제공하는 밀접하게 통합된 하드웨어 구현을 가능하게 합니다. 현재 ARM을 구현하는 기업은 다음과 같습니다:
- Ampere: 반도체 설계업체 Ampere는 ARM 아키텍처를 기반으로 효율적이고 고성능의 클라우드 솔루션에 중점을 두고 있습니다. 2023년 5월에 출시된 플래그십 AmpereOne 프로세싱 라인은 최대 192개의 컴퓨트 코어를 제공하여 매우 까다로운 애플리케이션도 처리할 수 있습니다. Ampere의 ARM 아키텍처 기반 솔루션은 x86 설계와 비교하여 성능을 향상시키는 동시에 전력 소비와 랙 공간 요구를 줄이는 것으로 입증되었습니다.
- NVIDIA: 2023년 8월에 출시된 NVIDIA의 ARM 아키텍처 기반 GH200 Grace Hopper 컴퓨팅 플랫폼은 "적은 자원으로 더 많은 작업을 수행하도록 설계"되었습니다. 이 플랫폼은 두 개의 CPU 다이에 144개의 ARM 코어를 구현하고, 900 GB/s 칩 간 상호 연결을 포함합니다. 이 시스템은 데이터 센터의 증가하는 요구를 충족하면서 와트당 컴퓨팅 성능을 약 두 배로 향상시킵니다.
잠재적인 성능 향상이 흥미롭긴 하지만, ARM 아키텍처를 사용하는 데에는 여전히 일부 단점이 있습니다. 그 중 하나는 x86 프로세서에 비해 소프트웨어 옵션이 적다는 점입니다. X86은 오랜 기간 표준으로 자리 잡아 왔으며, 많은 서버와 일반 컴퓨팅 애플리케이션이 이를 기반으로 작성되었습니다. x86 패러다임은 여전히 매력적인 옵션으로 보이지만, 에너지 효율성이 가장 중요하다면 ARM 아키텍처에 대해 새롭게 고려해 볼 가치가 있습니다. 이는 틈새 서버 옵션에서 더 주류로 성장할 가능성이 있습니다.
전원 공급 효율
일반적인 전원 공급 장치는 AC 전원(예: 120VAC)을 받아 이를 12VDC, 5VDC, 3.3VDC로 반전/스텝 다운하여 컴퓨팅 용도로 사용합니다. 이러한 반전/변환 과정에서 본질적으로 에너지 손실이 발생하지만, 손실 수준은 전원 공급 장치의 품질에 따라 달라집니다. 다행히도 전원 공급 장치는 향상되었습니다. 그들의 효율성은 "80 Plus" 등급으로 표시됩니다. 80 Plus는 2004년 프로그램이 시작될 때 변환 효율이 80% 이상인 것을 나타냈습니다. 전원 공급 장치가 개선됨에 따라, 이는 80%보다 얼마나 더 효율적인지에 따라 다양한 색상을 통해 표시되었습니다.
115볼트에서의 변환/역변환을 위한 여러 80 Plus 등급은 다음과 같습니다:
- 80 Plus White (표준): 작동 범위에서 최소 80%의 효율.
- 80 Plus Gold: 20% 부하 시 최소 87% 효율, 50% 부하 시 90% 효율, 100% 부하 시 87% 효율.
- 80 Plus Titanium: 10% 부하 시 최소 90% 효율, 20% 부하 시 92% 효율, 50% 부하 시 94% 효율, 100% 부하 시 90% 효율.
비용/편익 관점에서 시스템 설계자는 그들의 목적에 가장 적합한 전원 효율을 고려해야 합니다. 예를 들어, 80 Plus Gold 전원은 50% 부하에서 90% 효율로 작동하므로, 최적 효율로 작동하는 더 큰 Gold 전원과 100% 부하시 90% 효율로 작동하는 더 작은 Titanium 전원 중에서 선택해야 한다면 Gold 옵션이 더 나을 수 있습니다. 이 경우 Gold 옵션은 잠재적으로 더 낮은 효율로 작동하더라도 미래에 사용할 수 있는 더 많은 전력을 제공할 수 있습니다.
48VDC 데이터 센터 전원 관리 옵션
언급했듯이, 서버는 전통적으로 AC 전력에 의해 구동되며, 이는 프로세서, RAM 및 기타 컴퓨팅 요소에 전력을 공급하기 위해 12VDC로 변환 및 인버팅됩니다. 시스템 설계자는 오랫동안 사용되는 AC 전력의 유형(예: 120VAC 대 고전압)을 고려해 왔지만, 보다 새로운 트렌드는 전력 분배를 위해 48VDC를 사용하고, 이를 사용되는 위치 가까이에서 12VDC로 변환하는 것입니다. 48VDC 방식은 120VAC에서의 전체 변환/인버팅보다 훨씬 쉬운 전환을 제공하며, 전기 전력 및 시스템 밀도 관점에서 더 효율적일 수 있습니다.
데이터 센터 냉각 에너지 효율성을 위한 창의적인 솔루션
서버는 많은 열을 발생시키며, 이를 배출해야 합니다. 전원 공급 장치와 48VDC 분배는 더 낮은 열 생성으로 이어질 수 있는 효율성 옵션을 제공합니다. 더 넓은 공간을 제공하는 2U 디자인과 비교하여 1U 서버 랙 구성도 고려될 수 있습니다. 2U 설계는 냉각을 위한 더 많은 공간과 더 크고 잠재적으로 더 효율적인 부품을 허용하지만, 실제 냉각 및 효율성 이점은 특정 구현에 따라 달라집니다.
서버는 많은 열을 생성하며 이를 제거해야 합니다. 전원 공급 장치와 48VDC 분배는 낮은 열 발생을 의미할 수 있는 효율성 옵션을 제공합니다. 더 넓은 2U 디자인에 비해 1U 서버 랙 구성도 고려할 수 있습니다. 2U 디자인은 더 큰 공간을 제공하여 냉각을 용이하게 하며, 크고 잠재적으로 더 효율적인 구성 요소를 허용하지만, 실제 냉각 및 효율성 혜택은 특정 구현에 따라 달라집니다.
데이터 센터 효율성 옵션
전기 요금이 상승함에 따라 48VDC 전력 분배 및 초고효율 전원 공급 장치와 같은 새로운 솔루션이 지속적으로 개발되고 있습니다. 새로운 솔루션과 입증된 데이터 센터 에너지 모범 사례는 일반적으로 자본 지출이 필요하지만, 에너지 가격 상승 및 환경 문제로 인해 새로운 장비가 더 쉽게 정당화될 수 있으며 기업의 수익성과 명성에 긍정적인 기여를 할 수 있습니다.
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