Como Reduzir o Consumo de Energia do Seu Data Center: Guia Completo

Por Que É Que os Servidores Consomem Tanta Energia?

Os servidores são projetados para operar continuamente, fornecendo serviços de armazenamento, computação e processamento de dados 24/7. Por esta razão, estão equipados com processadores poderosos, fontes de alimentação capazes de suportar altas cargas e sistemas de refrigeração interna ou ventiladores que garantem o funcionamento adequado. Esta combinação de componentes resulta num consumo de energia permanentemente elevado.

Além disso, o design tradicional de muitos centros de dados tende a sobreprovisionar a infraestrutura. Para prevenir falhas potenciais ou picos de demanda, são instalados mais servidores do que estritamente necessário, o que acaba por levar a um número significativo de máquinas a funcionar a uma fração da sua capacidade real. Mesmo com uma carga de trabalho baixa, cada servidor ainda consome energia da fonte de alimentação, gera calor e requer refrigeração.

Outro fator influente é a necessidade de sistemas de backup e redundância. Muitas organizações implementam políticas de alta disponibilidade, criando clusters redundantes onde servidores adicionais estão preparados para assumir em caso de falha. Embora isso melhore a resiliência, pode aumentar o consumo total de energia se não for gerido de forma eficiente ou revisto periodicamente quanto à necessidade real de tal redundância em cada área.

O conceito de "inércia tecnológica" também entra em jogo. Às vezes, novos servidores são adquiridos ou mantidos em funcionamento sem otimizar o uso dos existentes ou retirar aqueles que já não desempenham uma função real. As organizações podem hesitar em fazer mudanças, uma vez que desligar servidores e migrar serviços requer planeamento e apresenta riscos temporários potenciais. No entanto, não abordar estas questões significa manter máquinas obsoletas a consumir recursos quase continuamente.

Por todas estas razões, é crucial desenvolver estratégias sobre como reduzir o consumo de energia focando na otimização dos servidores e no uso racional. Nas seções seguintes, iremos explorar medidas-chave que qualquer administrador de TI ou empresa pode implementar para cortar significativamente os custos de energia e o impacto ambiental.

Consequências do Alto Consumo de Energia: Custos e Sustentabilidade

Um centro de dados com alto consumo de energia não só leva a despesas mensais enormes, mas também afeta a sustentabilidade da organização. Por um lado, as contas de eletricidade disparam, impactando diretamente a rentabilidade do negócio. Por outro, cada quilowatt-hora utilizado gera emissões de CO₂, especialmente se a fonte de energia for baseada em combustíveis fósseis.

Num contexto onde mais empresas visam “tornar-se verdes” ou pelo menos reduzir a sua pegada de carbono, manter servidores ineficientes é um problema significativo. Além disso, a consciência pública sobre a responsabilidade social corporativa está a crescer. Clientes, parceiros e fornecedores podem valorizar muito iniciativas destinadas a reduzir o impacto ambiental, enquanto podem desaprovar empresas que desperdiçam energia e recursos sem controle.

Outro fator chave a considerar é a necessidade de refrigeração. Quanto mais energia os servidores consomem, mais calor geram. Isso exige sistemas de ar condicionado poderosos, duplicando o consumo total de eletricidade. De fato, estudos indicam que a refrigeração pode representar até metade da conta de eletricidade de um centro de dados mal otimizado. Reduzir o consumo de energia dos servidores traduz-se numa carga térmica mais baixa e, consequentemente, numa utilização reduzida do sistema de refrigeração.

A combinação destes fatores (custos de eletricidade, pegada de carbono, imagem corporativa e custos de refrigeração) torna a otimização do consumo de energia uma prioridade estratégica. O impacto financeiro a longo prazo pode ser substancial, mas também é um passo crucial para alinhar o seu negócio com as tendências de sustentabilidade. É importante lembrar que a União Europeia e muitos outros países estão a impor cada vez mais regulamentos de eficiência energética, por isso, estar à frente pode ajudar a evitar penalizações e desbloquear oportunidades de financiamento ou incentivos.

Desligar ou Aposentar Servidores Inativos (Servidores Zumbis)

Uma das primeiras e mais eficazes medidas para reduzir o consumo de energia num data center está a identificar e a desligar os chamados servidores zumbis—servidores inativos que não fornecem serviços relevantes. Vários estudos estimam que até 30% dos servidores ligados estão subutilizados ou não têm carga de trabalho real, desperdiçando energia desnecessariamente.

Por que é que estes servidores inativos continuam a funcionar? Muitas vezes, são máquinas que uma vez hospedaram um serviço, permaneceram como backup ou faziam parte de um projeto agora extinto. No entanto, continuam a funcionar “só por precaução” caso sejam necessários algum dia. Esta abordagem cautelosa pode ser dispendiosa, uma vez que cada servidor ocioso não só consome eletricidade, mas também gera calor e ocupa espaço.

A solução reside na realização de um processo de auditoria e monitorização. Primeiro, crie um inventário de todos os servidores físicos e virtuais, verificando as cargas de CPU, o uso de RAM e o tráfego de rede. Identifique se estão realmente em uso e, se não estiverem, decida se devem permanecer em espera, ser consolidados em outras máquinas ou ser desligados. Muitos data centers descobrem que um número significativo de servidores pode ser desligado sem afetar as operações.

É crucial implementar esta iniciativa com um planeamento adequado, especialmente em ambientes onde o papel de cada servidor pode não estar claro. Uma prática comum é o teste de desligar: desligar um servidor suspeito de estar inativo e esperar para ver se surgem problemas. Se ninguém se queixar da falta de um serviço ou recurso, isso confirma que o servidor era de facto um servidor zumbi.

As poupanças potenciais são substanciais. Desligar estes servidores reduz o consumo direto de energia e a emissão de calor, o que, por sua vez, alivia as exigências de refrigeração. Para colocar em números concretos, as estimativas sugerem que cada servidor inativo pode custar centenas de euros por ano em contas de eletricidade, sem contar os custos de manutenção e renovação de hardware.

Benefícios da Virtualização e Consolidação de Cargas de Trabalho

A virtualização de servidores é uma das técnicas mais eficazes para aumentar a eficiência energética. Envolve a execução de várias máquinas virtuais (VMs) num único servidor físico utilizando um hipervisor (como VMware, Hyper-V ou KVM). Isto permite que várias cargas de trabalho sejam hospedadas numa única máquina em vez de exigir vários servidores físicos separados.

O benefício imediato é a consolidação: em vez de ter servidores a operar a 10% ou 20% da capacidade, várias aplicações podem ser combinadas num único servidor a funcionar a 60% ou 70% da capacidade. Isto reduz o número total de máquinas ativas, diminuindo assim o consumo total de energia. Além disso, quanto menos máquinas físicas houver, menos calor é gerado e menos ar condicionado é necessário.

Outro aspecto chave é a flexibilidade. As plataformas de virtualização permitem que as cargas de trabalho sejam movidas entre servidores físicos em tempo real, sem interrupção de serviço. Isto torna possível distribuir as cargas de forma eficiente durante picos de demanda, mas também consolidar cargas de trabalho em menos servidores durante períodos de baixa atividade, permitindo que hardware em excesso seja desligado. Esta abordagem maximiza a potência computacional instalada enquanto evita o consumo desnecessário de energia.

O processo de virtualização também ajuda a identificar aplicações ou servidores subutilizados. Ao centralizar a gestão de recursos, torna-se mais fácil monitorizar os níveis de uso de CPU, RAM e rede. Como resultado, as organizações podem determinar quantas VMs são realmente necessárias e quantos servidores físicos podem ser desativados. No entanto, deve-se ter cuidado para evitar a proliferação descontrolada de VMs, conhecida como dispersão de VMs. Estabelecer políticas de governança e limpar periodicamente VMs obsoletas é essencial.

Em última análise, virtualização não só reduz os custos de energia, mas também simplifica a gestão da infraestrutura e aumenta a resiliência. Muitas empresas relataram poupanças significativas em custos de eletricidade e refrigeração, uma vez que cada servidor físico eliminado se traduz em menor consumo de energia e redução da emissão de calor. Para mais informações sobre os benefícios da virtualização, visite a página oficial VMware.

Atualização de Servidores com Hardware Eficiente em Energia

As atualizações de hardware podem inicialmente parecer uma despesa significativa, mas frequentemente resultam em economias substanciais a médio e longo prazo. As novas gerações de servidores normalmente incorporam processadores mais eficientes, fontes de alimentação otimizadas e sistemas avançados de gestão de energia. Isso permite que ofereçam o mesmo (ou até maior) desempenho com um menor consumo de energia.

Ao discutir como reduzir o consumo de energia, um dos passos mais eficazes é substituir servidores mais antigos e obsoletos, especialmente aqueles que estão em operação há vários anos. Estas máquinas frequentemente carecem das mais recentes tecnologias de poupança de energia e, à medida que envelhecem, podem também apresentar um aumento nas falhas ou exigir manutenção constante.

Para maximizar a eficiência, procure servidores que venham com certificações de poupança de energia, como o padrão ENERGY STAR ou fontes de alimentação com certificação 80 PLUS (Bronze, Silver, Gold, Platinum ou Titanium). Estas certificações garantem que o servidor cumpre certos padrões de eficiência e minimiza a perda de energia. Além disso, os servidores modernos frequentemente incluem ventoinhas de velocidade variável controladas por sensores de temperatura, que ajustam automaticamente com base na carga de trabalho real.

Outro benefício da atualização de hardware é a maior densidade de processamento. Um único servidor novo com múltiplos núcleos de CPU e grandes quantidades de memória pode substituir vários servidores mais antigos. Esta configuração economiza espaço em rack, reduz os custos de eletricidade e simplifica a gestão. Além disso, a transição para unidades de estado sólido (SSDs) em vez de discos rígidos mecânicos tradicionais também reduz o consumo de energia e melhora o desempenho de entrada/saída (I/O).

Se está a considerar adquirir equipamentos de próxima geração, lembre-se que a Licendi oferece uma ampla variedade de servidores a preços competitivos com garantias de ativação. De facto, se precisar de comprar um servidor para atualizar o seu centro de dados, o seu catálogo e serviços de consultoria especializada podem ser uma excelente opção. No final, investir em servidores modernos é justificado por economias contínuas de energia e redução de problemas técnicos.

Fatores Chave: Fontes de Alimentação e Componentes Eficientes

Dentro de cada servidor, vários componentes determinam o consumo total de energia. Um dos mais importantes é a unidade de fonte de alimentação (PSU), que converte corrente alternada da rede em corrente contínua para a placa-mãe, processadores, discos e outros elementos. Se a PSU for ineficiente, uma parte significativa da energia será perdida na forma de calor durante a conversão.

Para evitar isso, é recomendado escolher fontes de alimentação com certificação 80 PLUS nos níveis Bronze, Silver, Gold, Platinum ou Titanium. Quanto maior o nível, maior a eficiência garantida em diferentes cargas de trabalho. Isso significa que para cada 100 W consumidos internamente, menos watts são retirados da fonte de energia, economizando energia e gerando menos calor residual.

Além da PSU, existem outros componentes que vale a pena monitorizar:

• Processadores de baixo consumo: Alguns fabricantes, como a Intel e a AMD, oferecem linhas de CPU especializadas em eficiência energética sem sacrificar significativamente o desempenho.
• RAM de baixa voltagem: Utilizar módulos DDR de menor voltagem ajuda a reduzir o consumo de energia em grandes instalações.
• Discos rígidos: Os SSDs consomem menos energia e geram menos calor do que os HDDs tradicionais, ao mesmo tempo que oferecem um desempenho superior.
• Placas e periféricos: Cada componente adicional (interfaces de rede, placas gráficas, etc.) aumenta o consumo de energia. Avalie se são realmente necessários.

Numa abordagem abrangente de eficiência, prestar atenção a estes detalhes faz a diferença. O calor gerado por fontes de alimentação e componentes ineficientes aumenta as necessidades de refrigeração, levando a custos de eletricidade mais elevados. Por outro lado, ao reduzir as perdas da PSU e utilizar componentes otimizados, verá um impacto positivo tanto nos custos de energia quanto na eficiência geral.

Configuração da Gestão de Energia e Monitorização de Uso

Ter hardware eficiente não é suficiente se não estiver devidamente configurado. Muitos servidores e sistemas operativos incluem opções avançadas de gestão de energia, mas nem sempre estão ativadas por defeito ou configuradas de forma otimizada. Rever estas definições pode fazer a diferença entre um servidor a funcionar a pleno desempenho durante todo o dia e um que ajusta o seu consumo com base na carga de trabalho real.

Comece pelo BIOS/UEFI do servidor, onde frequentemente encontrará definições como SpeedStep (Intel) ou PowerNow!/Cool’n’Quiet (AMD). Estas tecnologias permitem que a CPU ajuste a sua frequência e voltagem de acordo com a demanda, reduzindo o consumo de energia durante períodos de baixa carga. Também é importante verificar os planos de energia no sistema operativo. O Windows Server, por exemplo, oferece planos "Alto Desempenho", "Equilibrado" e "Economia de Energia". Nos sistemas Linux, pode escolher governadores de CPU (ondemand, conservative, performance, etc.) para otimizar a eficiência ou o desempenho.

Além disso, a monitorização contínua é essencial. Ferramentas de Gestão de Infraestruturas de Data Center (DCIM) ou software especializado podem medir o consumo em tempo real, detectar picos e analisar padrões de uso. Algumas unidades de distribuição de energia (PDUs) ou racks monitorizados fornecem dados de consumo de energia por tomada, facilitando a identificação de ineficiências ou servidores em inatividade prolongada.

Com esta monitorização, torna-se mais fácil identificar potenciais melhorias. Por exemplo, se descobrir que a carga de trabalho é mínima durante as horas noturnas, pode automatizar o desligamento de certos servidores ou migrar máquinas virtuais para permitir que algum equipamento seja desligado. Da mesma forma, a monitorização da temperatura ajuda a gerir melhor o arrefecimento e a prevenir o sobreaquecimento que aumenta o consumo de energia dos ventiladores.

Em resumo, a gestão de energia e a monitorização de uso fazem parte de um ciclo contínuo. Você ajusta as definições, mede os resultados e faz correções se forem detetadas anomalias. Com o tempo, isso leva a economias significativas e a um ambiente de TI mais estável.

Otimização do Arrefecimento e Ambiente do Servidor

Embora este artigo se concentre em servidores, não podemos ignorar a importância do arrefecimento no consumo energético global de um data center. Cada watt consumido por um servidor transforma-se em calor, e esse calor deve ser removido da sala através de ar condicionado ou outros sistemas. Portanto, melhorar a eficiência térmica pode levar a economias significativas.

Uma prática comum é organizar os racks em corredores quentes e frios. Neste design, a entrada de ar dos servidores alinha-se em "corredores frios" designados, enquanto os efluentes de ar quente são agrupados do lado oposto ("corredores quentes"). Isso evita a mistura de fluxos de ar e permite que o ar condicionado opere de forma mais eficiente. Para uma eficiência ainda maior, podem ser instaladas portas ou painéis de contenção para selar os corredores, concentrando o ar frio onde é mais necessário.

Também é essencial ajustar a temperatura da sala de forma apropriada. Tradicionalmente, alguns data centers são mantidos a temperaturas excessivamente baixas (abaixo de 20°C) por medo de sobreaquecimento. No entanto, muitos fabricantes certificam que os seus equipamentos operam perfeitamente com temperaturas de entrada de ar em torno de 25°C ou superiores. Aumentar o termóstato apenas alguns graus pode reduzir drasticamente os custos de eletricidade sem arriscar a estabilidade operacional.

Outra tendência crescente é o arrefecimento líquido, seja através de circuitos de água ou mesmo imersão em fluidos especializados. Estes sistemas podem transferir calor de forma mais eficiente do que o ar, reduzindo a necessidade de sistemas de arrefecimento potentes. Embora a implementação do arrefecimento líquido exija investimento e planeamento adicionais, pode ser altamente rentável em grandes data centers com alta densidade de servidores.

Finalmente, não se esqueça da manutenção de rotina: limpar regularmente filtros e ventiladores, garantir que os caminhos de fluxo de ar não estão obstruídos e verificar se há fugas no ar condicionado. Um data center com arrefecimento otimizado terá custos de energia mais baixos e prolongará a vida útil do seu equipamento.

O Compromisso com a Sustentabilidade nos Centros de Dados Modernos

Globalmente, grandes empresas de tecnologia estão a fazer esforços significativos para reduzir a pegada de carbono dos seus centros de dados. Gigantes como o Google e a Microsoft anunciaram metas de neutralidade de carbono e investiram em técnicas de arrefecimento que utilizam energia renovável, gestão de temperatura impulsionada por IA e localização estratégica de instalações em climas mais frios.

Este compromisso com a sustentabilidade não é apenas uma estratégia de marketing—há uma pressão regulatória e social crescente que exige que as corporações assumam responsabilidade ambiental. Além disso, do ponto de vista económico, ser mais eficiente em termos de energia leva a economias significativas. É por isso que há uma convergência crescente entre rentabilidade e sustentabilidade, beneficiando todos.

Um centro de dados eficiente pode até fazer a transição de ser um grande emissor de calor para uma fonte de calor útil para comunidades próximas. Alguns projetos pioneiros canalizam o calor residual para aquecer edifícios ou estufas em áreas adjacentes, maximizando o uso da energia investida. Esta perspetiva de “economia circular” transforma o que antes era desperdício em um recurso valioso.

Além disso, o aumento da energia renovável permitiu o surgimento de centros de dados a operar sob contratos de energia verde. Em alguns casos, painéis solares ou turbinas eólicas são instalados no local, reduzindo a dependência de fontes de energia tradicionais. Estas estratégias, combinadas com virtualização, gestão eficiente e arrefecimento avançado, ajudam a alcançar valores de Eficácia de Uso de Energia (PUE) próximos de 1, o que significa que muito pouca energia é desperdiçada em comparação com a quantidade utilizada para computação real.

Neste cenário, a eficiência de servidores e sistemas não é apenas um objetivo isolado, mas parte de uma estratégia mais ampla para criar infraestruturas que sejam ambientalmente amigáveis. Cada empresa, grande ou pequena, pode juntar-se a este movimento fazendo melhorias nos seus centros de dados que beneficiem tanto o seu negócio como o ambiente.

Economias Imediatas e Histórias de Sucesso

Os benefícios de otimizar o consumo de energia dos servidores tornam-se evidentes rapidamente. Por exemplo, desligar ou remover servidores inativos pode resultar em milhares de euros em economias anuais em eletricidade e manutenção, mesmo para pequenas empresas. Em grandes organizações, a virtualização e a consolidação de cargas de trabalho provaram reduzir o número de máquinas físicas necessárias em 50% ou mais.

Empresas de várias indústrias partilharam publicamente as suas histórias de sucesso. Por exemplo, grandes instituições bancárias conseguiram realocar as suas aplicações para apenas um terço dos servidores que utilizavam anteriormente, após uma avaliação cuidadosa e migração. Isto não só resultou em poupanças de custos, mas também simplificou a gestão da infraestrutura e reduziu significativamente os riscos de obsolescência.

Outro exemplo notável são as organizações que adotaram metodologias de desenvolvimento e implementação contínuas (DevOps) combinadas com contêineres para escalar dinamicamente as suas aplicações. Durante períodos de pico de tráfego, mais contêineres são ativados nos servidores disponíveis, enquanto durante as horas de menor movimento, esses recursos são libertados, permitindo até que certos nós físicos sejam desligados. Este nível de elasticidade é especialmente valioso para empresas com cargas de trabalho flutuantes (como o comércio eletrónico durante épocas de pico).

Alguns centros de dados em países nórdicos otimizaram o arrefecimento de tal forma que alcançam níveis de eficiência extremamente altos e custos operacionais mínimos. Alguns até vendem o calor residual para redes de aquecimento urbano, monetizando o que antes era considerado desperdício. Isto demonstra que as estratégias de eficiência podem, por vezes, abrir novas fontes de receita ou fomentar colaborações com a comunidade local.

No final, cada passo conta. Desde as medidas mais simples, como identificar servidores zumbis, até estratégias mais avançadas como arrefecimento líquido ou otimização de software, todas contribuem para poupanças cumulativas e sustentáveis.

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Conclusões Finais

Num mundo cada vez mais digital e consciente do impacto ambiental, reduzir o consumo de energia do seu centro de dados é um objetivo que traz recompensas significativas. Você viu como os servidores estão no cerne deste desafio, sendo responsáveis por uma parte considerável do consumo de energia e da geração de calor. No entanto, eles também apresentam a oportunidade perfeita para implementar melhorias que conduzam a um centro de dados mais rentável, fiável e sustentável.

As ações concretas que revisámos incluem:

1. Desligar ou remover servidores inativos para eliminar o consumo de energia fantasma.
2. Consolidar cargas de trabalho através da virtualização e de contentores, minimizando o número de máquinas ativas.
3. Atualizar para hardware mais eficiente, com foco em fontes de alimentação 80 PLUS e processadores de baixo consumo.
4. Ajustar as configurações de energia e monitorizar continuamente o uso de recursos para identificar oportunidades de otimização.
5. Otimizar o arrefecimento através de layouts de corredores quentes e frios, ajustes de temperatura e potenciais soluções de arrefecimento líquido.
6. Aprimorar a eficiência do software, uma vez que um código e design bem otimizados evitam sobrecargas desnecessárias nos servidores.

Claro que tudo isto faz parte de uma estratégia mais ampla que abrange a sustentabilidade nos centros de dados. As tendências atuais vão ainda mais longe, explorando a integração de energia renovável, recuperação de calor residual e o uso de inteligência artificial para gerir a procura de forma dinâmica. Independentemente de quão longe você queira ir, cada passo em direção à eficiência resultará em economias tangíveis e uma pegada de carbono reduzida.

Se também está a procurar modernizar a sua infraestrutura, considere atualizar o seu equipamento com um fornecedor de confiança. Desta forma, não só reduz o consumo de energia, mas também garante a fiabilidade e segurança do seu ambiente de TI. Esperamos que este guia tenha proporcionado uma compreensão clara e prática dos passos para otimizar o consumo dos seus servidores, ajudando-o a construir um centro de dados rentável e robusto alinhado com o futuro verde da tecnologia.