FM Mikko Pervilä väittelee 12.12.2013 kello 12 (Physicum, Gustaf Hällströmin katu 2, Auditorio E204, 2. kerros) aiheesta "Data Center Energy Retrofits". Tutkimus kuuluu tietojenkäsittelytieteen alaan ja erityisesti hajautettuihin järjestelmin ja tietoliikenteeseen. Vastaväittäjänä toimii professori  Jon Crowcroft (Cambridgen yliopisto, Iso-Britannia) ja kustoksena professori Jussi Kangasharju (Helsingin yliopisto). Väitöstilaisuus pidetään englanniksi.

Palvelinsalien energiatehokkuuden parantaminen

Nykyaikaisten pilvipalvelujen yleistymisen ovat mahdollistaneet jopa tuhansia tietokoneita sisältävät palvelinsalit. Eräs palvelimiin liittyvä ongelma on niiden yhteenlaskettu sähkönkulutus. Palvelimien käyttämä sähkö muuttuu laskennan sivutuotteena lämmöksi, joka taas voi vaarantaa palvelujen jatkuvuuden mikäli riittävää jäähdytystä ei järjestetä.

Jäähdytys on perinteisesti toteutettu koneellisena ilmanvaihtona, joka kuluttaa lisää sähköä. Myös muut palvelimien ylläpitoon liittyvät järjestelmät lisäävät sähkönkulutusta. Varsinaisen laskennan lisäksi kulutettu ylimääräinen sähkö vaikuttaa palvelinsalien energiatehokkuuteen. Pilvipalvelut ovat osoittautuneet taloudellisesti niin merkittäviksi, että ylimääräistä sähköä on pidetty siedettävänä haittana palveluiden arvoon verrattuna.

Energiatehokkuuden parantamiseen on kuitenkin viime aikoina kiinnitetty huomiota sekä ympäristön kannalta että myös sähkön hinnasta aiheutuvien säästöjen vuoksi. Palvelujen jatkuvuuden kannalta on toisaalta tärkeää, ettei energiatehokkuuden parantaminen aiheuta toiminnalle käyttökatkoja tai käyttäjille ylimääräisiä viipeitä.

Tämä väitöskirja esittelee nykyaikaisten palvelinsalien ominaisuuksia sekä yksittäistapausten että globaalien lukumäärien kautta. Esitellyt yksittäistapaukset ovat suurimpien palvelinsalien omistajien lippulaivoja, joilla pyritään vakuuttamaan käyttäjät yritysten sitoutumisesta ekotehokkuuteen. Globaalit lukumäärät luovat katsauksen palvelinsalien eri suuruusluokkien jakaumalle. Käy ilmi, että valtaosa palvelinsaleista on hyvin pieniä ja huomattavasti kehnompia energiatehokkuudeltaan kuin jättikokoiset lippulaivat.

Nämä seikat huomioiden väitöskirja esittelee joukon jälkiasennettavia tekniikoita jotka keskittyvät palvelinsalien jäähdytykseen. Tekniikat esitellään väitöskirjan viidessä osajulkaisussa alkaen korvausilman edullisesta tuottamisesta nk. vapaajäähdytyksen avulla ja päättyen kuuman poistoilman hyötykäyttöön kokeellisessa kasvihuoneessa. Väitöskirja sisältää laskelmat tekniikoiden avulla saavutettavien säästöjen alarajoille. Esimerkiksi pelkästään vapaajäähdytystä käyttämällä säästettäisiin 9,4 Mt hiilidioksidia vastaava määrä päästöjä perustuen jo vuoden 2005 sähkönkulutuslaskelmiin. Sähkönkulutus on ollut jatkuvassa kasvussa vuoteen 2013 asti, joten myös saavutettavat säästöt ovat nykyään huomattavasti suuremmat.

Väitöskirjan saatavuus

Väitöskirjan elektroninen versio on saatavilla Helsingin yliopiston e-thesis-palvelussa osoitteessa http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-10-9512-2.

Painettuja väitöskirjoja voi tiedustella väittelijältä itseltään: puh. +358 (0)9 191 51150 tai mikko.pervila@cs.helsinki.fi.