Modelado y gestión de un Centro de Datos

Abstract

En un mundo impulsado por el auge de las nuevas tecnologías, la construcción de infraestructuras para alojar y gestionar los recursos esenciales que sustentan la industria y la vida cotidiana se ha convertido en una necesidad apremiante. Los centros de datos, estructuras costosas pero cruciales, desempeñan un papel fundamental al proporcionar los servicios necesarios en esta era digital. La gestión eficiente de estos centros de datos se vuelve esencial para garantizar el rendimiento deseado y, al mismo tiempo, lograr una alta eficiencia que ahorre costos y reduzca la huella ambiental. Este trabajo se centra en la creación de un modelo de centro de datos genérico, que permite caracterizar y simular su comportamiento. Además, se desarrolla un controlador basado en control predictivo por modelo, utilizando un algoritmo genético para resolver la función de coste. El objetivo principal es abordar las dos principales fuentes de consumo de energía en los centros de datos: el número de servidores activos y la gestión de la refrigeración necesaria para mantener una temperatura segura en los equipos. Finalmente, se llevan a cabo numerosas simulaciones con el propósito de verificar la eficacia del controlador en diversas condiciones operativas. Este enfoque promete optimizar la gestión de centros de datos, contribuyendo así a un uso más eficiente de recursos y una reducción de costos en un mundo cada vez más digitalizado.

In a world driven by the surge of new technologies, the construction of infrastructures to house and manage the essential resources that sustain industry and daily life has become an urgent necessity. Data centers, costly yet crucial structures, play a fundamental role in providing the necessary services in this digital age. Efficient management of these data centers becomes essential to ensure the desired performance while simultaneously achieving high efficiency to save costs and reduce the environmental footprint. This work focuses on the creation of a generic data center model, enabling the characterization and simulation of its behavior. Furthermore, a model predictive control-based controller is developed, using a genetic algorithm to solve the cost function. The primary objective is to deal with the two main sources of energy consumption in data centers: the number of active servers and the management of cooling required to maintain a safe temperature in the hardware. Finally, numerous simulations are conducted to verify the controller’s effectiveness under various operational conditions. This approach holds the promise of optimizing data center management, contributing to more efficient resource utilization and cost reduction in an increasingly digitalised world.