Esta guía ofrece una visión general de las mejores prácticas para el diseño de centros de datos energéticamente eficientes que abarca las categorías de sistemas de tecnología de la información (TI) y sus condiciones ambientales, gestión del aire del centro de datos, sistemas de refrigeración y eléctricos, y recuperación de calor. La eficiencia energética de los sistemas informáticos y las condiciones ambientales se presentan en primer lugar porque las medidas adoptadas en estas áreas tienen un efecto cascada de ahorro energético secundario para los sistemas mecánicos y eléctricos. Esta guía concluye con una sección sobre métricas y valores de referencia con los que se puede evaluar la eficiencia energética de un centro de datos y sus sistemas. Ninguna guía de diseño puede ofrecer el diseño de centro de datos «más eficiente energéticamente», pero las directrices que siguen ofrecen sugerencias que proporcionan beneficios de eficiencia para una amplia variedad de escenarios de centros de datos. Los espacios de los centros de datos pueden consumir muchas veces más electricidad que los espacios de oficina estándar. Con un consumo de energía tan elevado, son objetivos prioritarios para las medidas de diseño energéticamente eficientes que pueden ahorrar dinero y reducir el consumo eléctrico. Sin embargo, la naturaleza crítica de las cargas de los centros de datos eleva muchos criterios de diseño -principalmente la confiabilidad y la capacidad de alta densidad de potencia- muy por encima de la eficiencia energética. Los ciclos de diseño cortos suelen dejar poco tiempo para evaluar a fondo las oportunidades de diseño eficiente o para considerar el primer costo frente al costo del ciclo de vida. Esto puede conducir a diseños que son simplemente versiones a escala de los enfoques estándar de espacio de oficinas o que reutilizan estrategias y especificaciones que funcionaron «suficientemente bien» en el pasado sin tener en cuenta el desempeño energético. Esta Guía de Buenas Prácticas se ha creado para ofrecer alternativas viables a las prácticas ineficientes de construcción de centros de datos. Una organización eficaz tendrá en cuenta el costo total de propiedad para la eficiencia operativa y el costo, utilizando diferentes métricas basadas en la energía y métricas de sostenibilidad (agua y carbono) para capturar una visión de las eficiencias con las que funciona un centro de datos. En un centro de datos típico con un sistema de refrigeración altamente eficiente, las cargas de los equipos informáticos pueden suponer más de la mitad del consumo energético de toda la instalación. El uso de equipos informáticos eficientes reducirá significativamente estas cargas en el centro de datos, lo que a su vez reducirá el tamaño de los equipos necesarios para refrigerarlos.  

La compra de servidores equipados con procesadores, ventiladores, fuentes de alimentación y equipos de red de alta eficiencia energética; la consolidación de dispositivos de almacenamiento; la consolidación de fuentes de alimentación; y la implantación de la virtualización son las formas más ventajosas de reducir las cargas de los equipos informáticos dentro de un centro de datos. Los algoritmos eficientes pueden tener un gran impacto en el uso de la energía, especialmente en los campos de la inteligencia artificial y el aprendizaje automático. Sin embargo, esto queda fuera del ámbito de este documento (que se centra en el hardware), pero merece la pena explorarlo en función del espacio de aplicación. Construir y gestionar un centro de datos in situ es caro y requiere personal experto. Un centro de datos local tiene una capacidad finita, debe disponer de energía y comunicaciones confiables, y debe proporcionar una ciberseguridad adecuada. Si un centro de datos local falla, las operaciones empresariales pueden verse afectadas a menos que se disponga de un centro de datos de respaldo, a veces denominado centro de datos de conmutación por error, lo que añade costo y complejidad. La computación/almacenamiento en la nube y la colocación tienen un menor costo inicial y pueden tener un menor costo operativo que los centros de datos locales. Un centro de datos en la nube tiene una capacidad potencialmente ilimitada. El proveedor de la nube es responsable de todas las operaciones, incluidas la infraestructura y la ciberseguridad. Es esencialmente computación como servicio. Las instalaciones de coubicación, por su parte, alquilan espacio, energía y refrigeración a los clientes junto con un servicio de red para conectar los sistemas informáticos gestionados y propiedad del cliente. Las ventajas potenciales de los servicios en la nube y de colocación son especialmente significativas en comparación con los pequeños centros de datos locales, que pueden carecer de personal experto las 24 horas del día, redundancia adecuada y diseño eficiente. Dependiendo de las necesidades de la misión, las organizaciones pueden optar por tener sólo un centro de datos local, o adoptar una estrategia de «nube primero» en la que la mayor parte o todas las necesidades de datos sean proporcionadas por la nube, o una solución híbrida en la que las operaciones de datos extremadamente críticas se lleven a cabo en un centro de datos local, pero otras operaciones, como el almacenamiento de datos, sean proporcionadas por la nube. Determinar qué es lo mejor para una organización concreta queda fuera del alcance de este documento. El consumo de energía es aproximadamente lineal al número de módulos de almacenamiento utilizados. La redundancia de almacenamiento debe racionalizarse y dimensionarse correctamente para evitar un rápido aumento del tamaño y del consumo de energía. El almacenamiento en la nube puede ofrecer ventajas significativas con respecto al almacenamiento local.  

La consolidación de las unidades de almacenamiento en un almacenamiento conectado a la red o en una red de área de almacenamiento son dos opciones que toman los datos a los que no es necesario acceder fácilmente y los transportan fuera de línea. Al sacar los datos superfluos fuera de línea se reduce la cantidad de datos en el entorno de producción, así como todas las copias. En consecuencia, se necesita menos almacenamiento y unidades centrales de procesamiento (CPU) en los servidores, lo que se corresponde directamente con menores necesidades de refrigeración y energía en el centro de datos. Para los datos que no pueden desconectarse, se recomienda pasar de los métodos de almacenamiento tradicionales al thin provisioning. La tecnología de Thin Provisioning, por el contrario, es un método para maximizar la utilización de la capacidad de almacenamiento recurriendo a un pool común de almacenamiento compartido adquirido en función de las necesidades, bajo el supuesto de que no todos los usuarios del pool de almacenamiento necesitarán todo el espacio simultáneamente. Esto también permite instalar capacidad física adicional más adelante, a medida que los datos se acercan al umbral de capacidad. Dado que las nuevas generaciones de equipos de red ofrecen un mayor desempeño por unidad de potencia, existen medidas de gestión activa de la energía que también pueden aplicarse para reducir el consumo energético a medida que varía la demanda de la red. Entre estas medidas se encuentran la lógica de estado inactivo, la optimización del número de puertas, los algoritmos de acceso a la memoria y la reducción del búfer de entrada/salida. A medida que aumentan las velocidades máximas de transmisión de datos -que requieren mucha más potencia-, se necesita cada vez más energía para transmitir pequeñas cantidades de datos a lo largo del tiempo. La eficiencia energética de la red Ethernet puede mejorarse sustancialmente cambiando rápidamente la velocidad de los enlaces de red a la cantidad de datos que se transmiten en ese momento. Se puede conseguir una menor potencia de los ventiladores de suministro del centro de datos y un desempeño más eficiente del sistema de refrigeración cuando se agrupan equipos con densidades de carga térmica y requisitos de temperatura similares. Aislar los equipos en función de los requisitos ambientales de temperatura y humedad permite controlar los sistemas de refrigeración en función de los puntos de ajuste que consuman menos energía en cada ubicación. Este concepto puede extenderse a las instalaciones de datos en general.  

El documento ofrece una guía detallada sobre las mejores prácticas para el diseño de centros de datos que priorizan la eficiencia energética. Revisado en julio de 2024, este informe aborda una variedad de categorías críticas que son fundamentales para la operación eficiente de los centros de datos, incluyendo sistemas de tecnología de la información (TI), condiciones ambientales, gestión del aire, sistemas de refrigeración y eléctricos, así como estrategias de recuperación de calor. La creciente demanda de servicios digitales ha llevado a un aumento significativo en el consumo de energía de los centros de datos, que pueden consumir hasta diez veces más electricidad que los espacios de oficina convencionales. Esto resalta la urgencia de implementar prácticas efectivas que reduzcan el consumo energético y minimicen el impacto ambiental. Entre las prácticas recomendadas, el informe destaca la importancia de optimizar la carga de los transformadores, lo que puede reducir significativamente la pérdida de energía durante la transmisión. También se sugiere la posibilidad de disminuir el número de unidades de distribución de energía (PDU) que cuentan con transformadores integrados, lo que no solo ahorra energía, sino que también reduce la complejidad y el costo de la infraestructura eléctrica. Además, se enfatiza la necesidad de gestionar adecuadamente el aire en el centro de datos, lo que incluye el diseño de sistemas de refrigeración eficientes que minimicen el uso de energía mientras mantienen las condiciones óptimas para el funcionamiento de los equipos de TI. El informe también aborda la importancia de establecer métricas y valores de referencia que permitan evaluar la eficiencia energética de un centro de datos y sus sistemas. Aunque no existe un diseño único que garantice la máxima eficiencia energética, las pautas presentadas ofrecen sugerencias que pueden adaptarse a una amplia variedad de escenarios de centros de datos. Esto permite a los diseñadores e ingenieros seleccionar las estrategias más adecuadas según las necesidades específicas de cada instalación. En conclusión, el informe sirve como una herramienta esencial para aquellos que buscan mejorar la eficiencia energética en el diseño y funcionamiento de sus centros de datos. Al adoptar estas mejores prácticas, las organizaciones no solo pueden reducir sus costos operativos, sino también contribuir a un futuro más sostenible al disminuir su huella de carbono y promover un uso más responsable de los recursos energéticos. Este enfoque integral no solo beneficia a las empresas, sino que también tiene un impacto positivo en el medio ambiente y en la sociedad en general. 

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