Artykuł pochodzi z wydania: Czerwiec 2023
Bez względu na rodzaj firmy, jej wielkość, zatrudnienie czy charakter działalności infrastruktura IT jest zawsze jednym z ważniejszych czynników określających, jaki będzie ona miała wpływ na środowisko naturalne. Przyjmuje się bowiem, że około 25% całkowitego zużycia energii elektrycznej w firmie przypada właśnie na sprzęt i infrastrukturę IT – począwszy od komputerów, które wykorzystują pracownicy, poprzez urządzenia sieciowe, na serwerowni i centrum danych wraz z ich chłodzeniem skończywszy.
Aby zmniejszyć koszty działania oraz zminimalizować ślad węglowy, wiele firm decyduje się na stopniową wymianę sprzętu na urządzenia z wbudowanymi zielonymi technologiami, które mają dużo bardziej energooszczędny charakter i wymagają mniejszego zaangażowania ze strony systemów chłodzenia. Zmiany te mogą dotyczyć zarówno graficznych i inżynierskich stacji roboczych, jak i komputerów osobistych, laptopów, przełączników sieciowych, routerów, serwerów czy systemów chłodzenia.
Oczywiście wymiana sprzętu na urządzenia najnowszej generacji związana jest z dużymi kosztami i z finansowego punktu widzenia dokonanie jej przed pełną amortyzacją może wydawać się nieuzasadnione. Jednak infrastruktura IT najnowszej generacji ma do zaoferowania znacznie więcej korzyści niż po prostu zmniejszenie zużycia prądu. Oprócz tego wymienić tu można przede wszystkim lepszą efektywność kosztową, oszczędność przestrzeni i, co najważniejsze, dwu-, a nawet trzykrotnie lepszą wydajność, a w przeliczeniu na waty pobieranej mocy wydajność ta może być nawet kilkukrotnie wyższa.
> ZIELONY ETHERNET
Przegląd zielonych technologii w firmowej infrastrukturze IT zaczniemy od rzeczy najmniej oczywistej, czyli od sieci LAN. Normą definiującą energooszczędne rozwiązania w sieciach LAN jest przyjęty w 2010 r. standard IEEE 802.3az. Wprowadza on szereg zielonych, energooszczędnych ulepszeń do warstwy fizycznej Ethernetu korzystającego z okablowania typu skrętka, okablowania dwuosiowego, tzw. Twinax, systemów światłowodowych oraz magistrali systemowych umieszczonych na płytkach drukowanych PCB montowanych w urządzeniach sieciowych. Ulepszenia te, znane również pod nazwą Energy Efficient Ethernet (EEE), pozwalają na istotne zmniejszenie zużycia energii w okresach niskiej aktywności sprzętu sieciowego związanej z transmisją danych. Dzięki temu można w istotny sposób ograniczyć zużycie energii nawet o ponad 50% przy jednoczesnym zachowaniu pełnej kompatybilności z istniejącym sprzętem LAN.
W standardzie Energy Efficient Ethernet określono metody zmniejszenia zużycia energii w urządzeniach klasy Ethernet poprzez zdefiniowanie dla nich trybów oszczędnego zasilania. Nadajnik, który w danej chwili nie ma żadnych ramek do wysłania, można wprowadzić w tryb niskiego poboru mocy. Kiedy pojawia się nowa ramka, urządzenie sieciowe w kilka mikrosekund powraca do trybu pełnej aktywności. Tego typu przełączanie trybów pracy pozwala na uzyskanie znacznych oszczędności energii, a jednocześnie jest praktycznie niewidoczne dla górnych warstw protokołów transmisji w modelu OSI.
Gdy oprogramowanie sterujące lub firmware urządzenia sieciowego zdecyduje, że żadne dane nie muszą być transmitowane, do warstwy fizycznej (PHY) kontrolera Ethernet wysyłane jest żądanie LPI (Low Power Idle), które wyłączy nadajnik, przełączając go ze standardowego trybu IDLE w tryb LPI. Oczywiście sygnały odświeżania w trybie LPI wysyłane są okresowo, aby zachować integralność sygnalizacji łącza. Dzięki temu łącze danych jest zawsze „sprawne”, ponieważ obwód odbieranego sygnału pozostaje aktywny, nawet gdy ścieżka nadawcza przeszła w tryb uśpienia. Zużycie energii przez urządzenia warstwy fizycznej, w chwili gdy znajdują się one w trybie LPI, jest znacznie niższe niż w normalnym trybie pracy i w wypadku gigabitowego Ethernetu oszczędności mogą dochodzić do 70% i do 30% dla standardu 100 MB/s.
W tym miejscu należy wspomnieć o Zielonym Ethernecie, czyli technologii Green Ethernet opracowanej przez firmę D-Link. Standard IEEE 802.3az/EEE do obniżenia zużycia energii używawy łącznie wskaźnika obciążenia łącza, natomiast technologia Green Ethernet wykorzystuje także informacje o stanie medium transmisyjnego. Po pierwsze, wykrywany jest tu stan łącza, co pozwala na przełączenie zasilania portów przełącznika/routera w tryb gotowości lub uśpienia, jeśli podłączone urządzenie, takie jak np. komputer, nie jest aktywne. Po drugie, sprawdzana jest również długość kabla, dzięki czemu możliwe jest dostosowanie zużycia energii do długości medium transmisyjnego – im kabel krótszy, tym „z mniejszą siłą” można wysyłać pakiety. Obecnie stosowany standard Ethernet zakłada użycie przełączników, których moc nadawcza pozwala na przesyłanie sygnału na odległość do 100 m. Jednak w praktyce długości przewodów są krótsze i do połączenia urządzeń wystarcza przeważnie przewód o długości od 5 do 15 m, co pozwala obniżyć moc nadawczą portów przełącznika nawet o 60%. Co więcej firma D-Link uważa, że jej energooszczędne przełączniki mogą pobierać nawet o 80% mocy mniej niż ich odpowiedniki standardowo wykorzystywane.
[…]
Marcin Bieńkowski
Autor jest niezależnym dziennikarzem zajmującym się propagowaniem nauki i techniki.
