A Amazon Web Services começou a projetar suas próprias unidades de fornecimento de energia ininterrupta (UPS) em nível de rack para seus data centers, uma mudança que irá melhorar drasticamente a eficiência energética de suas operações de computação em nuvem, disse a empresa esta semana.

Na palestra de infraestrutura da conferência virtual re: Invent, o vice-presidente sênior de infraestrutura global da AWS, Peter DeSantis, disse que a mudança para uma arquitetura UPS distribuída reduzirá a perda de conversão de energia em sua cadeia de energia do data center em 35 por cento.

“Em vez de usar um grande no-break de terceiros, agora usamos pequenas baterias e fontes de alimentação personalizadas que integramos em cada rack”, disse DeSantis. “Você pode pensar que este é um micro UPS, mas é muito menos complicado. E porque nós mesmos o projetamos, sabemos tudo sobre ele e controlamos todas as partes do software. ”

DeSantis disse que a AWS acredita que reduzirá o risco de falha removendo software de terceiros dos componentes mais importantes de sua infraestrutura de energia.

“Isso nos permite eliminar a complexidade de recursos de que não precisamos e podemos iterar na velocidade da Amazon para melhorar o design”, disse ele. “Agora as baterias também podem ser removidas e substituídas em segundos, em vez de horas. Você pode fazer isso sem desligar o sistema. Isso nos permite reduzir drasticamente o risco de manutenção que precisamos fazer nas baterias. ”

Por que um no-break distribuído é importante

Os data centers tradicionais usam um sistema UPS centralizado que gerencia grandes bancos de baterias, que podem fornecer energia de emergência para um data hall inteiro ou talvez uma instalação inteira. A maioria dos data centers possui sistemas UPS extras para redundância, fornecendo um backup no caso de falha do UPS principal.

O design adotado pela Amazon efetivamente muda as funções de UPS e backup de bateria do data center para o gabinete do servidor. Ao distribuir as unidades UPS, uma única falha afetará apenas os servidores em um único rack, em vez de um data hall ou edifício inteiro. Essa abordagem também simplifica o caminho da eletricidade da rede elétrica para o rack, eliminando etapas que podem desperdiçar energia, incluindo conversões de CA e CC (uma prática comum em sistemas UPS centralizados) e redução para tensões mais baixas.

Isso também elimina um único ponto de falha (SPOF), um princípio fundamental na confiabilidade do data center. DeSantis descreveu isso como uma redução do “raio de explosão” - o escopo das operações que podem ser impactadas por qualquer peça do equipamento.

“Este é exatamente o tipo de design que me permite dormir como um bebê”, disse DeSantis. “E, de fato, este novo design está obtendo disponibilidade ainda melhor” - melhor do que “sete noves” ou 99,99999 por cento de tempo de atividade, disse DeSantis.

Uma história em hiperescala da inovação em design da UPS

A mudança é consequente porque terá um impacto desproporcional na eficiência energética da maior operadora de nuvem do mundo, principalmente porque a AWS implementa ativamente novos data centers para aumentar sua capacidade de nuvem. Mas a mudança para um design de UPS distribuído não é nova, e vários outros operadores de hiperescala adotaram essa abordagem anos atrás.

O Google foi o primeiro grande operador de data center a deixar de usar um UPS centralizado. Em 2009, começou a usar servidores customizados com fonte de alimentação que integra uma bateria, efetivamente colocando um UPS em cada chassi de servidor. Posteriormente, ela adotou um design que leva energia 48 V diretamente para a placa-mãe do servidor , reduzindo ainda mais as conversões e a perda de energia.

Em 2011, o Facebook introduziu seus designs de data center Open Compute , incluindo designs de energia simplificados com unidades UPS em linha, cada uma com suporte a três racks de engrenagem, eliminando conversões ao fazer com que os servidores usem 277 volts AC em vez dos 208 volts habituais.

Em 2015, a Microsoft apresentou seu design de Armazenamento de Energia Local (LES) que adiciona um mini-UPS em cada chassi de servidor. O projeto LES foi contribuído para o Open Compute Project, permitindo que outros operadores de data center o usassem.

Essas melhorias de eficiência tornaram os data centers em nuvem as instalações com maior eficiência energética do mundo.

Programa de silicone personalizado da AWS frutifica

DeSantis também elogiou o impacto da operação customizada de silício da Amazon, que cria seus próprios chips, servidores e componentes de rede. DeSantis observou como o sucesso de seus cartões e software Nitro possibilitou um dos anúncios mais populares do re: Invent - a disponibilidade de instâncias AWS em execução em Mac Minis.

“Houve muita empolgação com este lançamento”, disse DeSantis. “Não precisamos fazer nenhuma alteração no hardware do Mac. Simplesmente conectamos um controlador Nitro por meio da conexão Thunderbolt do Mac. Quando você inicia uma instância do Mac, seu AMI compatível com Mac (Amazon Machine Images, uma instância de servidor virtual) é executado diretamente no Mac Mini, sem hipervisor. O controlador Nitro configura a instância e fornece acesso seguro à rede e a qualquer armazenamento conectado. E esse Mac Mini agora pode usar de forma nativa qualquer serviço AWS. ”

Analistas disseram que o anúncio foi direcionado a desenvolvedores que usam a plataforma da Apple, em vez de um desafio direto a empresas de hospedagem especializadas em rodar workloads em Mac Minis. Especialistas em Mac, como o Mac Stadium, provavelmente oferecem melhor economia para implantações em escala, conforme observado neste tópico do Twitter de Corey Quinn, Economista-chefe de nuvem do Duckbill Group.

Mas adicionar suporte para Mac é apenas um de uma lista ridiculamente longa de novos recursos anunciados no re: Invent , conforme a AWS traz sua escala e equipe para suportar o mercado de rápido crescimento de serviços em nuvem. A conferência re: Invent continua na próxima semana em seu ambiente virtual.

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