Après Google, Facebook intègre des batteries dans les serveurs de ces Data-Center

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Une nouvelle pratique semble vouloir émerger de l’expérience des industriels du numérique que sont Google et Facebook : l’intégration de batteries directement au sein des unités centrales des serveurs. Facebook vient d’annoncer qu’il prépare la mise en place d’un nouveau schéma de distribution de l’électricité au sein de ces data-center.

Dans un data-center classique, en cas de défaillance de la source primaire d’électricité (en général le réseau électrique classique), le secours électrique est effectué dans un premier temps par des batteries (ou UPS en anglais pour Uninterruptible Power Supply) centralisées. Il s’agit de grosses unités combinant plusieurs accumulateurs et capable de fournir une quantité suffisante d’énergie pour alimenter un grand nombre de serveurs. Au delà d’un certain délai les data-center sont équipés de groupes électrogènes qui se mettent en action pour produire l’électricité en attendant le rétablissement de la source primaire.

La nouveauté de l’approche proposée par Google consiste à ne plus utiliser ces gros accumulateurs pour les remplacer par des batteries de 12 volts intégrées directement dans le serveur et couplées à l’alimentation de ce dernier. On se rapproche en fait de la conception d’un ordinateur portable qui intègre une batterie fournissant de l’énergie durant parfois quatre ou cinq heures à ce dernier.

Bien sûr, l’analogie s’arrête ici, car un serveur et notamment ces disques durs peuvent consommer bien plus plus d’énergie et donc réduire l’autonomie dont il pourrait bénéficier. Le schéma ci-dessous vous présente l’architecture optimisée :

facebook-powerdistribution

Dans la colonne de droite est indiqué le pourcentage de pertes. L’architecture est divisée en 4 parties :

  • Les courants à hautes et basses tensions,
  • Les batteries d’accumulateur,
  • La distribution de l’énergie,
  • Le serveur en lui-même.

Dans un système classique, le courant alternatif est converti en courant continu pour être stocké dans les accumulateurs des batteries. Lors de l’utilisation de l’énergie stockée, elle est à nouveau convertie en courant alternatif pour être distribuée aux serveurs qui effectueront une nouvelle conversion en courant continu. C’est l’addition des conversions qui provoque des pertes.

Avec les batteries intégrées, le courant est converti une seule fois par l’alimentation du serveur en courant continu. Ce courant est utilisé pour le fonctionnement du serveur et pour recharger la batterie incluse dans ce dernier. En cas de coupure de courant, le serveur est directement alimenté par la batterie. C’est ce qui explique les gains importants indiqués au niveau du schéma pour les batteries (0% de pertes, pas de conversion du courant délivré) et le serveur (14% de perte au lieu de 23 à 40%).

Ces nouvelles pratiques couplées à d’autres comme le refroidissement des data-center grâce à l’air extérieur permettent aux derniers data-center de Google d’atteindre un chiffre record du Power Usage Effectiveness ou PUE de 1.13. Pour rappel voici la définition du PUE d’après le site GreenIT :

Power Usage Effectiveness. Indicateur mis au point par Green Grid pour mesurer l’efficacité énergétique d’un datacenter. Il est calculé en divisant le total de l’énergie consommée par le datacenter par le total de l’énergie utilisée par l’équipement informatique (serveur, stockage, réseau). Les membres de Green Grid visent un PUE de 1,6 fin 2009. Mais certains d’entre eux ont déjà atteint de meilleurs ratios. Sun a par exemple atteint un PUE de 1,23 avec son nouveau datacenter basé en Californie. Voir aussi : DCiE

Il est intéressant de constater que ces nouvelles pratiques se répandent désormais plus naturellement et font moins l’objet de secrets industriels.

Photo page d’accueil : cc licensed flickr photo shared by NeoSpire

Philippe Scoffoni

Je barbote dans la mare informatique depuis 30 ans (premier ordinateur à 16 ans, un ORIC ATMOS) et je travaille à mon compte au travers de ma société Open-DSI. J'accompagne les associations, TPE et PME dans leurs choix et dans la mise en oeuvre se solutions informatiques libres.

6 réponses

  1. muny dit :

    La technologie des « bloom box » se répand vite. Les premiers retours des gros clients étant enthousiastes (Google, Facebook, …)
    Cette techno, dont on ne parle pas dans les médias radio et télé de notre pays fortement edf-isé, est pourtant une technologie majeure. Un exemple d’article de la presse écrite :
    http://www.cleantechrepublic.com/2010/02/26/bloom-box-promesses-pile-combustible-maison/

    Surtout si on additonne la récente découverte (d’anglais me semble t il, mais il faut vérifier) de la possibilité de remplacer le lithium et le platine …

    Cdt

  2. Philippe dit :

    @muny : merci pour le lien, c’est intéressant

  3. Franck dit :

    C’est une bonne chose que des géants comme Google puisse développer des technologies pour économiser l’énergie et en faire profiter l’industrie. Et avec son arrivée sur le marché de l’électricité comme opérateur, Google devrait rapidement nous réserver quelques innovations en la matière.

  4. muny dit :

    Au delà de Google, de Facebook et de Ebay, les premiers gros clients de bloom energy (et des bloom box en général), il s’agit selon moi du prévisionnel qui en découle potentiellement, qui rends la chose si interressante :

    Les Etats Unis sont déjà prêts, par l’histoire de la distrbution éléctrique, à basculer assez rapidement sur ce nouveau mode.(assez rapidement, comprenez une dizaine d’années) pour une partie de leur production éléctrique.

    L’implémentation de serveurs éléctriques va fortement impacter le paysage. Les bloom box ayant pour ambition (enfin, la vision des économistes planchant sur le sujet, plus exactement, que la techno elle même) d’être des serveurs de quartiers …

    Cela va transformer la production et la distribution éléctrique d’un modèle centralisation production -> distribution, vers un modèle décentralisation -> mise en commun -> distribution. On va donc certainement assister à une refonte du système d’une partie (selon la part croissante de production faites par ces piles) vers un système que l’on peux aisément comparer à l’internet… Décentralisation, mutualisation de la production, puis distrbution.

    Avec la particularité que chez noux, en France, même si la part de production attribuée à ces piles reste plus faible qu’ailleurs, et avec un développement moins rapide, il y aura du grabuge 🙂

    Car avec les habitudes de certains gouvernements de privatiser les sociétés publiques sui sont bénéficières, et de garder nationales celles qui coûtes… (sncf -> split des réseaux férrés de france -> privatisation sncf / edf -> split erdf -> privatisation rampante d’edf) on ne peux que constater encore une fois l’incapacité patente d’anticipation de nes chers gouvernements actuels… -tant mieux, sur ce coup)

    Parceque la société qui a un avenir certain, ici, même avec une implantation moins rapide de ces piles, pour une prod globale moins grosses qu’ailleurs donc, même avec cela, on peux nettement devnié qu’on va aussi passer d’un modèle « edf est important » vers un « erdf » est important … Et oui, car c’est bien le propiétaire du réseau de distribution qui va voir son importance grandir : c’est sur lui que va reposer une distribution d’une nouvelle production dé-centralisée. Le rapport de force, d’importance, entre edf -producteur- et erdf -en charge du réseau- va se voir progressivement modifier en faveur du second.

    😉

    Cdt.

  5. Philippe dit :

    @muny : très intéressante cette idée de production décentralisée, c’est effectivement une façon de casser un monopole, celui de la production. Mais que fera un erdf si il est le seul à pouvoir transporter l’électricité ? C’est un peu aller de Charybde et Scylla, non ?

  1. 30 novembre 2009

    […] This post was mentioned on Twitter by Philippe, FabriceFloreThebault. FabriceFloreThebault said: ♻ @pscoffoni: Après #Google, #Facebook intègre des batteries dans les serveurs de ces Data-Center http://bypsc.fr/g2 #greenit […]