Мониторинг энергопотребления в центрах обработки данных — снижение TCO и предотвращение перегрузок
Современные центры обработки данных (ЦОДы) — это не просто серверные комнаты, а высоконагруженные энергетические комплексы, где каждый ватт на счету. С ростом спроса на облачные сервисы, искусственный интеллект и обработку больших данных нагрузка на ИТ-инфраструктуру растёт экспоненциально. В таких условиях энергопотребление становится главной статьёй Total Cost of Ownership (TCO) — часто превышая затраты на само оборудование.
Однако проблема не только в объёме потребляемой энергии, но и в её распределении. В типичном ЦОДе сотни стоек заполнены серверами с разной интенсивностью нагрузки: одни работают на пределе, другие простаивают, третьи — «зомби-серверы» — потребляют мощность, не выполняя полезной работы. При этом питание подаётся по трёхфазным линиям, и нередко возникает локальный перекос фаз или перегрузка отдельных PDU (распределительных устройств).
Такие дисбалансы ведут к серьёзным последствиям:
- Срабатывание защиты и внезапные отключения критичных стоек;
- Рост PUE (Power Usage Effectiveness) — показателя энергоэффективности ЦОДа;
- Перегрев оборудования из-за неравномерного тепловыделения;
- Штрафы от энергосбытовой компании за превышение лимитов или несимметрию нагрузки;
- Ограничение плотности размещения новых серверов из-за неопределённости в остаточной мощности.
Традиционные методы учёта — общие счётчики на входе в зал или ручные замеры — не дают детализации по стойкам, фазам и временным интервалам. А без точных данных невозможно ни оптимизировать нагрузку, ни спланировать расширение.
Именно здесь на помощь приходит система непрерывного мониторинга на базе трансформаторов тока
Бесконтактного, точного и масштабируемого решения, которое превращает «чёрный ящик» энергопотребления в прозрачную, управляемую систему.
Внедрение системы мониторинга на базе трансформаторов тока
Для повышения прозрачности энергопотребления и предотвращения перегрузок в центре обработки данных была внедрена распределённая система мониторинга на основе трансформаторов тока (ТТ). Устройства были установлены на ключевых точках энергетической инфраструктуры:
- на входах в ИБП (источники бесперебойного питания),
- на шинах распределительных шкафов (PDU) каждого ряда стоек,
- а также на отдельных высоконагруженных стойках с ИИ-кластерами и базами данных.
Выбор пал на компактные трансформаторы тока с классом точности 0,5 и быстрым временем отклика — критически важными характеристиками для ЦОДов, где даже кратковременные пики могут привести к срабатыванию защиты. Все ТТ были размещены бесконтактно: их просто надели на фазные проводники без разрыва цепи, что позволило провести монтаж без остановки критичной нагрузки — одно из ключевых требований для дата-центров с уровнем доступности Tier III и выше.
Сигналы с вторичных обмоток трансформаторов поступали в интеллектуальные измерительные модули, интегрированные в существующую систему DCIM (Data Center Infrastructure Management). Благодаря поддержке протоколов Modbus TCP и SNMP, данные в реальном времени стали доступны в единой панели управления: операторы видят не только суммарное потребление, но и ток по каждой фазе, на каждом PDU, в разрезе времени.
Как это работает на практике
Сценарий 1: Перегруженная стойка с ИИ-кластером
Система зафиксировала, что одна из стоек в ряду B потребляет на 35% больше энергии, чем проектный лимит. Анализ показал, что на серверах запущены ресурсоёмкие задачи обучения нейросетей без ограничения по CPU/GPU. Благодаря данным с трансформаторов тока, администраторы перераспределили виртуальные машины на менее нагруженные стойки, избежав срабатывания защиты и возможного отключения критичного ИИ-процесса.
Сценарий 2: Перекос фаз в распределительном шкафу
На PDU ряда D ток по фазе A составлял 28 А, по B — 19 А, по C — всего 12 А. Такой дисбаланс не только снижал эффективность, но и создавал риск перегрева шины фазы A. Инженеры перераспределили новые серверы преимущественно на фазы B и C, выровняв нагрузку до ±5%. Это позволило безопасно добавить ещё 4 стойки в тот же ряд без модернизации электрощита.
Сценарий 3: «Зомби-серверы» в нерабочее время
В ночное время система обнаружила устойчивое потребление 3,2 кВт в сегменте тестовой зоны, где по графику всё оборудование должно быть выключено. Проверка выявила 12 старых серверов, оставленных включёнными после завершения проекта. Их отключение сэкономило более 28 МВт·ч в год и освободило место для новых задач.
Во всех случаях ключевую роль сыграл бесконтактный принцип измерения: трансформаторы тока не вносили сопротивления в цепь, не требовали обслуживания и обеспечивали данные с высокой точностью даже при быстрых изменениях нагрузки — что особенно важно в динамичной среде ЦОДа.
Результаты и выгоды
Внедрение системы мониторинга на базе трансформаторов тока в центре обработки данных принесло ощутимые результаты уже в первые два месяца эксплуатации:
- Снижение TCO на 13% за счёт оптимизации распределения нагрузки, отключения неиспользуемого оборудования и более эффективного планирования размещения новых серверов.
- Уменьшение PUE (Power Usage Effectiveness) с 1,62 до 1,48 — показатель энергоэффективности приблизился к уровню лучших коммерческих ЦОДов.
- Полное исчезновение локальных перегрузок на PDU: все инциденты теперь предотвращаются на стадии роста тока, до срабатывания защиты.
- Увеличение плотности размещения на 18% в существующих рядах — благодаря точному знанию остаточной мощности по каждой фазе.
- Сокращение времени на энергоаудит с 5 дней до 2 часов, так как все данные доступны в единой системе DCIM в режиме реального времени.
Кроме экономии, решение повысило надёжность и прозрачность инфраструктуры. Инженеры больше не принимают решения «на глаз» — каждое действие подкреплено объективными измерениями. А руководство получило инструмент для ESG-отчётности: точные данные по энергопотреблению позволяют рассчитывать углеродный след и планировать меры по его снижению.
Перспективы масштабирования
Решение, внедрённое в центре обработки данных, показало, что даже такое, казалось бы, простое устройство, как трансформатор тока, способно стать основой для глубокой цифровой трансформации энергоинфраструктуры. Его бесконтактный принцип работы, надёжность и совместимость с современными системами управления делают его идеальным «сенсором» для критически важных объектов.
Уже сейчас рассматриваются шаги по дальнейшему развитию системы:
- Интеграция данных по току с системами охлаждения — для совместной оптимизации PUE: при росте нагрузки автоматически регулируется подача хладагента.
- Внедрение алгоритмов машинного обучения — для прогнозирования пиковых нагрузок и рекомендаций по балансировке виртуальных машин.
- Подключение к облачной платформе carbon-аудита — чтобы в реальном времени отслеживать углеродный след и формировать ESG-отчёты.
- Масштабирование на все уровни ЦОДа — от входа в здание до отдельных серверных блейдов, с использованием компактных ТТ даже на уровне шин внутри стоек.
Благодаря своей способности бесконтактно и непрерывно преобразовывать мощные токи в аналитически ценные сигналы, трансформаторы тока выходят за рамки простого измерения. Они становятся ключевым элементом интеллектуальной энергосистемы, где каждая фаза, каждый ватт и каждый пик — под контролем.
Энергия — ваш самый дорогой ресурс в ЦОДе. Контролируйте её не по счётчикам, а по данным.
Мониторинг энергопотребления в центрах обработки данных — снижение TCO и предотвращение перегрузок
Современные центры обработки данных (ЦОДы) — это не просто серверные комнаты, а высоконагруженные энергетические комплексы, где каждый ватт на счету. С ростом спроса на облачные сервисы, искусственный интеллект и обработку больших данных нагрузка на ИТ-инфраструктуру растёт экспоненциально. В таких условиях энергопотребление становится главной статьёй Total Cost of Ownership (TCO) — часто превышая затраты на само оборудование.
Однако проблема не только в объёме потребляемой энергии, но и в её распределении. В типичном ЦОДе сотни стоек заполнены серверами с разной интенсивностью нагрузки: одни работают на пределе, другие простаивают, третьи — «зомби-серверы» — потребляют мощность, не выполняя полезной работы. При этом питание подаётся по трёхфазным линиям, и нередко возникает локальный перекос фаз или перегрузка отдельных PDU (распределительных устройств).
.png)