Veri Merkezi Sürdürülebilirlik Girişimleri: Ölçülebilir Hedefler ve Somut Adımlar

Veri merkezlerinde sürdürülebilirlik neden artık lüks değil?

Veri merkezleri, enerji tüketimi ve kaynak kullanımı açısından birçok ülkedeki ağır sanayi tesisleriyle yarışır hale geldi. Kapasite planlama toplantılarında artık sadece kaç adet yeni sunucu ekleyeceğimizi değil, bu kararların enerji faturası, soğutma yükü, karbon ayak izi ve regülasyonlar üzerindeki etkisini de hesaba katmak zorundayız. Sürdürülebilirlik konusu, pazarlama sunumlarında yer alacak birkaç başlık olmaktan çıktı; doğrudan operasyonel maliyetleri, altyapı tasarımını ve uzun vadeli yatırım kararlarını etkileyen bir parametreye dönüştü.

DCHost olarak kendi veri merkezi yatırımlarımızda gördüğümüz en net gerçek şu: Sürdürülebilirlik girişimleri doğru kurgulandığında hem çevresel etkiyi azaltıyor hem de toplam sahip olma maliyetini düşürüyor. Ancak bunun için önce nerede durduğunuzu bilmeniz, sonra da küçük ama ölçülebilir adımlarla ilerlemeniz gerekiyor. Bu yazıda veri merkezi sürdürülebilirlik girişimlerini; metrikler, donanım seçimi, soğutma stratejileri, ağ ve IP yönetimi, otomasyon ve 12 aylık örnek bir yol haritası üzerinden, sahada uygulanabilir olacak şekilde adım adım ele alacağız.

Sürdürülebilirlik için temel metrikler: PUE, WUE, CUE ve ötesi

Her girişimin ölçülebilir bir karşılığı yoksa, sürdürülebilirlik konuşmak çoğu zaman niyet beyanından öteye geçmiyor. Bu yüzden veri merkezinde ilk adım, enerji ve kaynak kullanımını görünür kılmak olmalı.

PUE ile enerji verimliliğini okumak

PUE (Power Usage Effectiveness), veri merkezinin çektiği toplam enerjinin ne kadarının doğrudan IT ekipmanı (sunucular, depolama, ağ cihazları) tarafından kullanıldığını gösteren temel metriklerden biridir. Formül basit:

• Toplam tesis enerjisi / IT ekipman enerjisi = PUE

Örneğin toplam 1,5 MW çekiyor ve bunun 1 MW’ını sunucular kullanıyorsa PUE’niz 1,5’tir. İdeal hedef 1,1 – 1,3 aralığıdır, ancak mevcut bina, iklim ve soğutma mimarisi bu değeri sınırlayabilir. Buradaki önemli nokta, PUE’yi düzenli izlemek ve her enerji verimliliği girişiminden sonra nasıl değiştiğini görmek; aksi halde yapılan iyileştirmelerin gerçekten işe yarayıp yaramadığını bilemezsiniz.

Su ve karbon ayak izi metrikleri: WUE ve CUE

Enerjinin yanı sıra, sürdürülebilir veri merkezi operasyonları için su ve karbon metrikleri de kritik hale geldi:

• WUE (Water Usage Effectiveness): IT ekipmanı için tüketilen su miktarını, genellikle litre/kWh cinsinden ölçer.
• CUE (Carbon Usage Effectiveness): Veri merkezinin kullandığı enerjinin karbon emisyonuna dönüştürülmüş halini, kg CO2 / kWh gibi değerlerle ifade eder.

Özellikle su kıtlığı olan bölgelerde WUE, soğutma stratejinizi belirlerken en az PUE kadar belirleyici olabilir. Karbon tarafında ise, yenilenebilir kaynaklardan enerji temini ile CUE’yi düşürmek giderek daha fazla regülasyonun zorunlu kıldığı bir gereklilik haline geliyor.

İş yükü başına enerji ve kapasite planlama

Sadece tesis seviyesindeki metrikler yetmez; iş yükü başına enerji tüketimini de takip etmek, sürdürülebilirlik girişimlerini günlük operasyonlara bağlamanızı sağlar. Örneğin:

• Bir web uygulaması için istek başına ortalama enerji kullanımı
• Bir veritabanı kümesi için sorgu başına enerji
• AI iş yükleri için eğitim veya çıkarım başına enerji

Bu veriler, hangi uygulamaların optimize edilmesi gerektiğini, hangi sunucu türlerinin daha verimli olduğunu ve kapasite artışı planlarken hangi mimarilerin tercih edilmesi gerektiğini somutlaştırır. Veri merkezi sürdürülebilirliğinin kavramsal çerçevesini, daha önce detaylandırdığımız veri merkezi sürdürülebilirliğinin temellerini anlattığımız yazımız üzerinden de derinleştirebilirsiniz.

Enerji verimli altyapı: Donanım, sanallaştırma ve depolama katmanı

Metrikleri belirledikten sonraki adım, IT katmanında somut verimlilik hamleleri yapmak. Donanım nesli, disk teknolojisi, sanallaştırma oranı ve depolama stratejiniz burada doğrudan fark yaratır.

Yeni nesil donanım ve NVMe ile watt başına performans

Eski nesil sunucular, aynı işi yapmak için yeni nesil donanımlara göre ciddi oranda daha fazla enerji tüketir. Örneğin modern NVMe diskler, hem IOPS hem de gecikme açısından SATA SSD ve HDD’lere göre çok daha verimli çalışır; bu da daha az sunucuyla aynı iş yükünü karşılayabilmeniz anlamına gelir. Bu konuyu performans perspektifinden ele aldığımız NVMe tabanlı altyapının performans ve verimlilik avantajları yazısındaki prensipler, veri merkezi seviyesinde de birebir geçerlidir.

DCHost tarafında yeni nesil CPU’lar, yüksek enerji verimliliğine sahip VRM tasarımları ve NVMe tabanlı depolama kullanmamızın temel nedeni de budur: Aynı raf içinde daha fazla yoğunluk, daha düşük gecikme ve watt başına daha fazla iş.

Sunucu konsolidasyonu ve sanallaştırma oranını artırmak

Birçok kurumda fiziksel sunucular %10–20 CPU kullanımıyla yıllarca çalışmaya devam ediyor. Bu da aslında boş yere enerji harcamak anlamına geliyor. Aşağıdaki girişimler, doğrudan tasarruf sağlar:

• Düşük kullanım oranlı fiziksel sunucuları, yüksek yoğunluklu VPS veya dedicated kümelere taşımak
• Sanallaştırma oranını artırarak aynı iş yükünü daha az fiziksel host üzerinde koşturmak
• Kapasite planlamasını, gerçek izleme verilerine göre periyodik olarak güncellemek

DCHost olarak, müşterilerimizin dağınık fiziksel altyapılarını daha verimli VPS ve dedicated sunucu kümelerine taşıdığımız projelerde, ortalama %30–40 enerji tasarrufu ve aynı zamanda performans artışı görmek oldukça yaygın. Bu sadece faturayı değil, PUE değerini de aşağı çeker; çünkü daha az IT yükü, daha az soğutma ihtiyacı demektir.

Depolama katmanında sıcak, soğuk ve arşiv ayrımı

Sürdürülebilirlik tarafında en sık gördüğümüz hatalardan biri, tüm verilerin en pahalı ve en hızlı disklerde tutulması. Oysa erişim sıklığına göre katmanlı bir depolama mimarisi kurmak, hem maliyeti hem de enerji tüketimini ciddi biçimde azaltır:

• Sık erişilen veriler için NVMe veya hızlı SSD katmanı
• Az erişilen ama yine de çevrimiçi tutulması gereken veriler için daha ekonomik SSD/HDD katmanı
• Uzun süre saklanacak backup ve arşivler için yüksek yoğunluklu, düşük devirli diskler veya object storage

Bu yaklaşımı, yedekleme özelinde detaylandırdığımız yedekler için sıcak, soğuk ve arşiv depolama stratejisi yazısında operasyonel örneklerle anlatmıştık. Aynı mantığı tüm veri merkezi depolama katmanına genellemek, sürdürülebilirlik girişimlerinizde hızlı kazanımlar sağlar.

Soğutma ve fiziksel tasarım girişimleri

IT katmanını ne kadar optimize ederseniz edin, soğutma tarafındaki verimsizlikler sürdürülebilirlik hedeflerini boşa çıkarabilir. Veri merkezinin fiziksel tasarımı ve soğutma mimarisi bu yüzden kritik.

Sıcak-soğuk koridor tasarımı ve containment

Rafların rastgele yerleştirildiği, sıcak ve soğuk havanın birbirine karıştığı ortamlarda, iklimlendirme sistemlerinin verimli çalışması imkansızdır. Aşağıdaki adımlar, çoğu zaman büyük yatırım gerektirmeden uygulanabilir:

• Rafları sıcak ve soğuk koridor prensibine göre yeniden düzenlemek
• Soğuk koridor veya sıcak koridor containment (kapama) sistemleriyle hava karışmasını engellemek
• Boş U alanlarını kör panellerle kapatarak hava akışını kontrol altına almak
• Hassas alanlarda hava debisi ve sıcaklık sensörleriyle ince ayar yapmak

Bu tür düzenlemeler, PUE üzerinde doğrudan gözlemlenebilir iyileşmeler sağlar. DCHost içerisindeki raf planlama süreçlerinde, yeni yerleşim tasarlarken her zaman hava akışını ve sıcaklık dağılımını da hesaba katıyoruz; çünkü bu tek seferlik mimari kararlar, yıllarca sürecek enerji faturalarınızı belirliyor.

Free cooling, dış hava kullanımı ve iklime göre strateji

İklim koşullarına bağlı olarak, dış havayı doğrudan veya dolaylı biçimde soğutma sürecine dahil etmek büyük kazanımlar getirebilir. Özellikle serin iklime sahip bölgelerde:

• Free cooling ile chiller’ların çok daha az çalışması sağlanabilir
• Evaporatif soğutma yöntemleriyle kompresör yükü azaltılabilir
• Çok sıcak olmayan dönemlerde, mekanik soğutma tamamen devre dışı bırakılabilir

Burada önemli olan, enerji tasarrufu ile donanım güvenliği arasında dengeli bir nokta bulmak ve tüm senaryolar için sensör verileriyle desteklenen otomatik kontrol sistemleri kullanmak.

Yoğun AI yükleri ve hassas soğutma gereksinimleri

GPU ağırlıklı AI iş yükleri, klasik CPU tabanlı sistemlere göre çok daha yoğun ısı üretir. Bu da raf başına güç yoğunluğunu artırır ve klasik hava soğutmalı mimarilerin sınırlarına yaklaşılmasına neden olur. Çözüm için:

• Yüksek yoğunluklu raflar için ayrı soğutma zonları ve özel hava akışı tasarımı
• Gerekirse sıvı soğutma veya rear-door heat exchanger çözümlerine geçiş
• AI kümelerini, geleneksel iş yüklerinden fiziksel olarak ayrıştırma

Bu konuyu kapasite perspektifinden ele aldığımız veri merkezi genişlemeleri ve AI talebi yazısında, özellikle genişleme kararlarının enerji ve soğutma üzerindeki etkisini ayrıntılı konuşmuştuk. Sürdürülebilirlik girişimleri planlanırken AI kümeleri için ayrı bir alt başlık açmak çoğu zaman şart.

Ağ, IP adresleri ve protokol seviyesinde sürdürülebilirlik

Sürdürülebilirlik denince akla genellikle enerji ve soğutma geliyor, fakat ağ mimarisi ve IP yönetimi de doğrudan hem maliyet hem de kaynak kullanımı üzerinde etkili.

IPv4 kıtlığı, maliyet baskısı ve IPv6 stratejisi

IP adresleri de bir kaynak ve IPv4 özelinde artık son derece kısıtlı ve pahalı bir kaynak. IPv4 adreslerinin her yıl artan maliyeti, veri merkezi işletmecileri için doğrudan operasyonel gider anlamına geliyor. Bu baskıyı azaltmanın en rasyonel yolu, yeni dağıtımlarda ve iç ağlarda agresif bir IPv6 stratejisine geçmek.

Bu konuyu detaylı olarak ele aldığımız IPv4 tükenmesi ve fiyat artışları karşısında ağınızı geleceğe hazırlama yolları yazısındaki yaklaşımı, sürdürülebilirlik bakış açısıyla da düşünebilirsiniz. Daha az NAT katmanı, daha sade ağ topolojileri ve IPv6-only veya dual-stack tasarımlar; hem operasyonel karmaşıklığı hem de gereksiz altyapı tüketimini azaltır.

Ağ ekipmanlarında enerji verimliliği

Ağ tarafında da görece az konuşulan ama etkili olan girişimler mevcut:

• Düşük trafik dönemlerinde otomatik port hız düşürme (Energy Efficient Ethernet)
• Eski nesil, yüksek güç tüketimli switch ve router’ların kademeli olarak devreden çıkarılması
• Overprovision edilen uplink kapasitelerinin yeniden boyutlandırılması
• QoS ve trafik mühendisliği ile gereksiz tekrarlı trafiklerin azaltılması

Özellikle büyük backbone altyapılarında, birkaç wattlık tasarruflar binlerce port üzerinden toplandığında ciddi fark yaratır.

Operasyonel süreçler, otomasyon ve izleme

Sürdürülebilirlik girişimlerinin kalıcı olabilmesi için, bunları günlük operasyon süreçlerine ve otomasyon katmanına gömmek gerekir. Aksi halde ilk yıl güzel bir rapor çıkar, sonra her şey eski haline döner.

Enerji ve çevresel sensör verilerinin toplanması

Ölçmediğiniz hiçbir şeyi yönetemezsiniz. Veri merkezinde en azından aşağıdaki sensör ve sayaç verilerini düzenli toplamak iyi bir başlangıçtır:

• Ana enerji girişleri ve kritik panolar için ayrı sayaçlar
• Raf başına veya en azından koridor bazında sıcaklık ve nem sensörleri
• Soğutma üniteleri için giriş-çıkış sıcaklık farkları ve tüketim değerleri
• UPS verimlilik değerleri ve yük dağılımı

Bu verilerin merkezi bir platformda toplanması ve zamana bağlı grafiklerle izlenmesi, hangi girişimin ne kadar işe yaradığını sayısal olarak görmenizi sağlar.

Otomasyon ve politika tabanlı güç yönetimi

Manuel müdahalelerle sürdürülebilirlik sağlamak mümkün değil. Bunun yerine:

• Düşük kullanım dönemlerinde belirli sunucuların otomatik olarak kapatılması veya düşük güç moduna alınması
• Non-prod (geliştirme, test) ortamlarının mesai dışı saatlerde kısmi kapatılması
• Yoğun dönemlerde iş yükü dağıtımının, enerji verimliliği daha yüksek host’lara kaydırılması

gibi politika tabanlı senaryolar, sürdürülebilirlik girişimlerini günlük hayatın parçası haline getirir. Burada hem sanallaştırma platformu hem de orkestrasyon katmanı (örneğin container orkestrasyonu) önemli rol oynar.

İzleme ve alarm: Sadece uptime değil, verimlilik de izlenmeli

Çoğu izleme sistemi, CPU, RAM, disk ve ping odaklı kurulur. Oysa sürdürülebilirlik tarafında, enerji ve verimlilik metriklerinin de birer alarm kaynağı olması gerekir. Örneğin:

• Belirli bir rafın ortalama sıcaklığı normale göre arttığında otomatik uyarı
• PUE belirli bir eşik değerin üzerine çıktığında inceleme talebi
• Belirli UPS ya da soğutma grubunun verimliliği düşmeye başladığında bakım planı oluşturma

Uygulama ve sunucu izleme tarafında nasıl detaylı metrikler topladığımızı, Prometheus ve Grafana ile VPS izleme ve uyarı kurulumunu anlattığımız rehber üzerinden görebilirsiniz. Aynı yaklaşım, veri merkezi seviyesindeki enerji ve çevresel metrikler için de geçerlidir.

12 aylık sürdürülebilirlik yol haritası: Adım adım

Teoride her şey güzel görünür, zor olan pratikte nereden başlayacağını belirlemektir. Aşağıdaki basitleştirilmiş 12 aylık plan, kendi veri merkeziniz veya colocation altyapınız için yol gösterici olabilir.

1–3. ay: Envanter, ölçüm ve hızlı kazanımlar

• Mevcut PUE, WUE, CUE ve temel enerji sayaçlarını netleştirin
• Sunucu, depolama ve ağ ekipmanlarının yaş, nesil ve kullanım oranı envanterini çıkarın
• Sıcak-soğuk koridor düzeni ve raf yerleşimini gözden geçirip küçük iyileştirmeler yapın
• En verimsiz birkaç sunucuyu tespit edip, uygun DCHost VPS veya dedicated altyapısına taşıyarak konsolidasyon sağlayın

4–6. ay: Donanım yenileme ve depolama mimarisi

• En eski ve en düşük verimli donanımları hedefleyerek, kademeli donanım yenileme planı oluşturun
• Depolama tarafında sıcak, soğuk ve arşiv veriyi ayıran yeni bir mimari tasarlayın
• Yedekleme politikalarını gözden geçirip, arşiv verisini daha uygun enerji profilindeki ortamlara taşıyın
• Non-prod ortamlar için otomatik açma/kapama ve zamanlama politikaları belirleyin

7–9. ay: Soğutma optimizasyonu ve ağ stratejisi

• Soğutma sistemlerinin çalışma noktalarını, dış hava koşullarıyla uyumlu olacak şekilde yeniden ayarlayın
• Free cooling potansiyelini analiz edin ve fizibilse aşamalı olarak devreye alın
• AI ve yüksek yoğunluklu raflar için ayrı soğutma zonları planlayın
• IPv6 yaygınlaştırma planını netleştirip, yeni projelerde IPv6’yı varsayılan yapın

10–12. ay: Otomasyon, raporlama ve sürekli iyileştirme

• Enerji ve çevresel metrikleri merkezi izleme sisteminize entegre edin
• Yönetim ve ekipler için düzenli sürdürülebilirlik raporları üretmeye başlayın
• Başlangıçta ölçtüğünüz PUE/WUE/CUE değerleriyle karşılaştırma yapın
• Bir sonraki yıl için daha iddialı ancak gerçekçi hedefler belirleyin

Bu süreci, daha önce veri merkezi odaklı ele aldığımız sürdürülebilirlik girişimlerine nereden başlanması ve nasıl süreklileştirilmesi gerektiğini anlattığımız yazı ile birlikte okursanız, kendi kurumunuz için daha net bir yol haritası çizebilirsiniz.

DCHost tarafında neleri hayata geçiriyoruz ve sizin için ne ifade ediyor?

DCHost olarak hem kendi veri merkezlerimizde hem de müşterilerimizin colocation, dedicated sunucu ve VPS altyapılarında sürdürülebilirlik perspektifini tasarımın merkezine koyuyoruz. NVMe tabanlı depolama, yüksek yoğunluklu ama verimli CPU’lar, raf planlamasında sıcak-soğuk koridor prensipleri ve enerji verimli soğutma sistemleri, günlük operasyonlarımızın bir parçası.

Pratikte bu, sizin için şu anlama geliyor:

• Aynı performans için daha az enerji tüketen altyapı; dolayısıyla daha öngörülebilir maliyetler
• IP adresleri, ağ ve depolama katmanında geleceğe dönük, sürdürülebilir tasarımlar
• Gerektiğinde colocation ortamınızda da PUE, sıcaklık ve kapasite planlaması gibi metrikleri birlikte değerlendirebileceğiniz bir teknik ekip

Önümüzdeki dönemde AI, büyük veri ve yüksek yoğunluklu iş yükleri arttıkça, veri merkezlerinde sürdürülebilirlik konusu çok daha kritik hale gelecek. Altyapınızı yeniliyor, yeni bir veri merkezi planlıyor veya mevcut colocation düzeninizi gözden geçiriyorsanız, enerji, soğutma ve kapasite tarafındaki sürdürülebilirlik girişimlerini daha en baştan tasarımın içine yerleştirmek, ileride sizi hem teknik hem mali açıdan büyük yüklerden kurtaracaktır. Mevcut altyapınızı DCHost ekibiyle birlikte değerlendirmek ve somut, ölçülebilir bir sürdürülebilirlik yol haritası çıkarmak için bizimle her zaman iletişime geçebilirsiniz.