Jak usprawnić data center

Wzrost zapotrzebowania na moc obliczeniową wymaga rozwoju centrów przetwarzania danych. Poprawę sprawności energetycznej można uzyskać przez lepsze wykorzystanie istniejących rozwiązań.

Ponieważ nigdy 100% dostarczonej energii nie służy celom obliczeniowym, każda poprawa sprawności przekłada się na niższe koszty utrzymania data center. Najpierw należy oszacować zużycie energii w serwerowni. W typowej instalacji w Polsce tylko 30% energii doprowadzonej do data center zużywają serwery - cała reszta wykorzystywana jest na zasilanie i zasilacze bezprzerwowe UPS (18%), dystrybucję energii PDU (5%), przełączniki oraz oświetlenie (2%). Około 45% wiąże się z odprowadzeniem ciepła, tę energię pobierają klimatyzatory, schładzacze i nawilżacze powietrza. Z drugiej strony praktycznie cała energia elektryczna doprowadzona do data center jest ostatecznie zamieniana na wypromieniowane ciepło. Zatem każde usprawnienie data center będzie się przekładać na zmniejszenie narzutu energii, pobieranego przez infrastrukturę, ale nie dostarczanego bezpośrednio do serwerów.

Nie trzeba arktycznego mrozu

Pierwszym krokiem, który należy podjąć, jest podwyższenie temperatury dostarczanego do serwerów powietrza. Większość producentów serwerów podkreśla, że ich sprzęt nie wymaga do pracy bardzo mocno schłodzonego powietrza. Aby obecnie sprzedawane serwery działały poprawnie, wystarczy temperatura ok. 24-25 stopni Celsiusza, pod warunkiem zachowania wymaganej ilości powietrza z tą temperaturą. Dzięki zmniejszeniu wysterowania klimatyzatorów i podwyższeniu temperatury na ich wyjściu w prosty sposób uzyskamy niebagatelne oszczędności energii elektrycznej.

Skierować powietrze tam, gdzie trzeba

Jeśli centrum przetwarzania danych wykorzystuje klasyczne moduły CRAC, a zimne powietrze dostarczane jest do urządzeń poprzez podłogę techniczną, można wykorzystać kilka rozwiązań do poprawy cyrkulacji. Pierwszym sposobem jest wykorzystanie kurtyn powietrznych, które skierują schłodzone powietrze dokładnie tam, gdzie jest potrzebne. Zastosowanie takich kurtyn pod podłogą techniczną umożliwi skierowanie powietrza bezpośrednio do zimnego korytarza, zamiast tłoczenia pod całą powierzchnię pomieszczenia. Dzięki podniesieniu ciśnienia statycznego powietrza w korytarzu chłodzenie będzie bardziej efektywne, a jednocześnie można będzie optymalizować wykorzystanie wymienników CRAC, zależnie od rozłożenia infrastruktury.
Krytycznym miejscem jest przejście, którym schłodzone powietrze spod podłogi technicznej wydostaje się przed szafy rackowe. Na ogół w takich miejscach stosowane są kraty wentylacyjne, lub też mało umiejętnie nawiercone płyty podłogowe. Dobrym rozwiązaniem jest zastosowanie dedykowanych płyt perforowanych z dodatkowym ożebrowaniem, które "wychwytuje" powietrze dostarczane do zimnego korytarza. Użycie płyt pozwoli na dostarczenie schłodzonego powietrza na najwyższe poziomy w szafie rackowej, w odróżnieniu od klasycznych rozwiązań, które mają sprawność średnio o połowę mniejszą. Taka płyta podłogowa umożliwi bardziej równomierne rozmieszczenie powietrza, a zatem zmniejsza prawdopodobieństwo powstawania gorących punktów, z niedostatecznym chłodzeniem.

Wyczyścić bałagan spod podłogi

Budowa korytarza pod podłogą techniczną wiąże się także z dobrym zwyczajem, o którym użytkownicy serwerowni często zapominają - chodzi o zachowanie porządku. Przestrzeń pod podłogą służy do wymiany tak potrzebnego sprzętowi powietrza, ale w wielu firmach jest wykorzystywana jako magazynek albo miejsce do prowadzenia rozbudowanego zasilania. To poważny błąd, gdyż wstawienie przeszkód w zimnym korytarzu radykalnie zmniejsza efektywność chłodzenia całego systemu.

Względy estetyczne i praktyczne wskazują na zalety prowadzenia zasilania pod podłogą, ale system dystrybucji energii nie może stawiać dużych przeszkód na drodze powietrza. Jeśli jest to trudne w realizacji, można zastosować szynoprzewody umieszczone nad szafami. Jest to korzystniejsze, ponieważ przewody zasilające nie muszą być chłodzone zimnym powietrzem w kanale doprowadzającym, a zatem z powodzeniem można je przenieść poza tę strefę. Zastosowanie szynoprzewodów nie ogranicza elastyczności instalacji, gdyż kilku producentów oferuje proste w montażu gniazda przyłączeniowe, dzięki którym można szybko zainstalować przyłącze w wybranym miejscu. Przekroje stosowanych szynoprzewodów umożliwiają obsłużenie nawet dość dużych instalacji.