Que se cache-t-il derrière les serveurs de Google ? L’énergie au coeur des inquiétudes…

Lors d’une conférence en 2009 sur les principaux problèmes de gestion de l’énergie des serveurs informatiques, Google avait dévoilé la structure et l’organisation de ses serveurs, un secret jusqu’à présent gardé par la firme de Mountain View. Revenons sur cette conférence, et où en est-on aujourd’hui ?

Alors que la plupart des détenteurs de serveurs Web achètent leur matériel chez les grands constructeurs de serveurs comme Dell, IBM, etc, Google fabrique et ce depuis bien longtemps maintenant, ses propres serveurs. Cette fabrication « artisanale », qui restait un mystère et dont on ne connaissait pas les détails jusqu’en 2009, lui vaut pourtant le titre de plus gros producteur mondial de serveurs, bien qu’il n’en vende pas un seul !

C’est ainsi que Google en 2009 a décidé de révéler certains détails sur ses serveurs, leur organisation et la gestion de l’énergie et du refroidissement qu’il utilise, afin d’aider à la réduction de la consommation mondiale.

La plupart des choix effectués par Google sont bien évidemment faits sur des critères de coûts, mais les études poussées en matière de gestion d’énergie lui permettent de respecter et ce depuis 2009, les impératifs environnementaux fixés pour cette année. On sait qu’aujourd’hui l’environnement est un facteur clé pour les différentes politiques. Ces impératifs posent encore nombre de problèmes pour les acteurs du marché des serveurs et des centres de traitement des données (data centers)…

Des serveurs en boîte

L’image ci-dessous va vous paraitre étonnante, mais Google stocke bien ses serveurs dans les mêmes containers que ceux utilisés pour le transport maritime de marchandises. La firme se justifie par plusieurs critères : mobilité, faisabilité matérielle et maintenance.

Que ce cache t-il derrière les serveurs de Google ? L'énergie au coeur des inquiétudes... - Des serveurs en containers

Si d’autres acteurs utilisent dorénavant également le principe de datacenters modulaires, Google, lui, commençait à l’utiliser depuis de nombreuses années.

A l’intérieur le principe est simple : différents racks de serveurs, pour atteindre une capacité totale de stockage de près de 1160 serveurs, soit une consommation aux alentours de 250 kW.

Selon la chaine de télévision CNN, Google est très consommateur d’énergie. Lorsque que toutes ses fermes de serveurs fonctionnent à plein régime, elles utilisent assez d’électricité pour faire fonctionner toutes les maisons d’une ville comme San Diego.

Il paraitrait même qu’une recherche effectuée équivaut en terme énergétique à laisser une lampe basse consommation allumée pendant une heure… Pensez-y quand vous effectuez une recherche, ciblez-la bien :)

Selon Alex Wissner-Gross, physicien à l’université Harvard, les requêtes dans Google ont un impact environnemental non négligeable en termes d’émissions de gaz à effet de serre92. Les fermes de serveurs de l’entreprise sont notamment réputées avoir une consommation, systèmes de refroidissement inclus, représentant plusieurs centrales nucléaires. [Wikipedia]

Le serveur en lui-même

Mais qu’y a-t-il dans un serveur de Google ? Que peut-on s’attendre du géant de l’Internet ? Et bien, vous allez être surpris par la suite.

Découvrons en image un serveur Google appartenant à la branche des serveurs Intel sur architecture x86.

Que ce cache t-il derrière les serveurs de Google ? L'énergie au coeur des inquiétudes... - Serveur Google

Note : Il est à noter qu’un autre type de serveur fonctionne à base de processeurs AMD.

Pour les amateurs de hardware, chaque serveur est composé d’une carte mère Gigabyte (GA-9IVDP), qui reçoit deux Xeon de type Nocona, de la DDR2-400 et deux disques durs SATA, des Hitachi Desktar 7K1000 (en RAID1).

Il est également accompagné d’une batterie 12V similaire à celles qu’on peut trouver sur certains véhicules et qui ne délivre exclusivement qu’une tension de 12V. Vous devez certainement vous demandez comment une batterie de 12V peut alimenter un serveur !

Une gestion de l’énergie

Cette batterie 12V est véritablement le cœur du début des économies d’énergie et des méthodes surprenantes de Google et notamment de son département des structures serveurs.

En effet entre 2003 et 2005, un département a été constitué pour faire travailler une équipe à plein temps autour du « Projet Manhattan » comme l’appelle Ben Jai, l’un des principaux acteurs de ce projet, et l’unique ingénieur électricien entre 2003 et 2005.

La majorité des professionnels du stockage de serveurs utilisent d’énormes UPS, qui sont des onduleurs de haute qualité, capables de fournir à un très grand ensemble de serveurs de l’énergie de manière extrêmement réactive lors d’une coupure de la source électrique principale par exemple.

Google lui, ajoute une batterie 12V, et plus étonnant encore … directement dans le corps du serveur.

Que ce cache t-il derrière les serveurs de Google ? L'énergie au coeur des inquiétudes... - Batterie dans le serveur Google

Pourquoi cette batterie 12V ?

D’après Google, le choix d’intégrer une batterie 12V à l’intérieur de chaque serveur plutôt que d’utiliser des onduleurs professionnels s’est fait dans un premier temps pour des raisons de coût ! Et bien tant mieux car cela permet un gain non négligeable d’énergie.

En effet l’utilisation de batteries individuelles permettrait non seulement d’ajuster de manière absolument exacte les besoins en protection électrique au nombre de serveurs installés, mais également un recyclage et une maintenance en cas de défaillance permet aussi un gain économique.

Mais comment est-ce possible ?

De même que la question que je me suis posée précédemment, si vous êtes un habitué de l’assemblage de pièces d’ordinateur, vous devez certainement vous dire que quelque chose cloche avec cette batterie délivrant uniquement du 12V. En effet, un ordinateur fonctionne traditionnellement avec trois valeurs différentes de tensions : 3V, 5V et 12V.

Ce qu’il faut savoir c’est que les alimentations des serveurs de Google fonctionnent également sur le même principe et sont des alimentations 12V uniquement.

Bien que la conversion entre courant alternatif et courant continu soit toujours effectuée au sein de l’alimentation, sur les serveurs de Google c’est la carte mère qui s’occupe de transformer la tension 12V unique obtenue par l’alimentation en trois tensions décrites ci-dessus nécessaires au parfait fonctionnement d’un ordinateur.

D’après Google, pour que les cartes mères prennent en charge cette fonctionnalité, cela entraînerait un surcoût de fabrication de seulement 1 à 2 dollars.

Note : Veuillez noter que l’utilisation d’une alimentation délivrant uniquement du 12 Volts est bien plus efficace en énergie que l’utilisation des alimentations standards fournissant les trois valeurs de tensions, favorisant ainsi l’économie d’énergie.

Conclusion

On peut être surpris par les moyens utilisés, mais rassuré de savoir qu’un département de Google travaille intensément sur les solutions énergétiques afin de réduire de jour en jour sa consommation.

A noter que l’électricité nécessaire pour alimenter et refroidir les millions de serveurs a augmenté de plus de 10% par an durant la dernière décennie, selon Steve Rosenstock, un ingénieur à la Edison Electric Institute, l’association professionnelle des services publics.
Cela représente aujourd’hui environ 2% de toute l’électricité consommée aux États-Unis.

D’après Google, l’utilisation de technologies avancées développées par son équipe lui a permis de réduire ces dernières années ses coûts en énergie de manière constante. De plus, nombre des moyens qu’il utilise seraient accessibles facilement aux acteurs du marché.

Cette conférence datant de 2009, il se peut que Google ait changé de stratégie mais je n’ai rien trouvé de réellement novateur en terme de contenu. En avez-vous pour étoffer cet article ?

Pensez-vous que les stratégies en matière énergétique prisées par Google soient à la hauteur des attentes en matière de bilan énergétique ? Les autres grandes fermes de contenus devraient-elles s’appuyer sur l’expérience du géant Américain ?