Priorytetem przy planowaniu centrum przetwarzania danych (CPD) jest zapewnienie odpowiedniej wydajności (mocy obliczeniowej) oraz wysokiego poziomu niezawodności. Aby temu zadaniu sprostać, konieczne jest stosowanie efektywnych systemów zasilania i chłodzenia. Obowiązujące obecnie wymogi dla budowanej infrastruktury to: bezpieczeństwo, niezawodność, sprawność energetyczna oraz skalowalność.

W ostatnich kilku latach praktycznie w każdej serwerowni nastąpił wzrost poziomu gęstości systemów informatycznych, co zwiększyło wymagania stawiane przed infrastrukturą zasilania i chłodzenia. W wielu dużych organizacjach działy IT stanęły przed koniecznością modernizacji istniejących systemów oraz dostosowania ich do obecnych wymagań - szybciej niż wcześniej sądzono. Dla mniejszych firm, które często charakteryzują się większą dynamiką wzrostu, dostosowywanie systemów zasilania i chłodzenia do nowych warunków jest zwykle dużo trudniejszym zadaniem. Muszą one bowiem dopasować swoją infrastrukturę do własnego tempa rozwoju, a nie tylko do zmian technologicznych. Jednocześnie często ich serwerownie są zlokalizowane w mniejszych pomieszczeniach, co ogranicza możliwości rozbudowy.

Ostatnie inwestycje w nowe CPD, zrealizowane przez takich potentatów jak Google, Facebook, Microsoft i eBay, potwierdzają, że coraz większy nacisk kładzie się na uzyskanie maksymalnej sprawności energetycznej.

Wpływ systemów zasilania i chłodzenia na efektywność energetyczną CPD

Rosnące ceny energii elektrycznej wymuszają na administratorach działania mające na celu zwiększanie efektywności działania serwerowni, a w konsekwencji zminimalizowanie poboru energii. Głównym wskaźnikiem mówiącym o poziomie sprawności energetycznej centrum przetwarzania danych - jest współczynnik PUE (Power Usage Effectiveness), opracowany przez konsorcjum Green Grid, który określa się, jako stosunek mocy pobieranej przez wszystkie urządzenia zainstalowane w centrum danych do mocy pobieranej tylko przez sprzęt IT (serwery, przełączniki, pamięci masowe, urządzenia I/O itp.). Im wartość PUE jest bliższa 1 - tym wyższa sprawność (por. tabela).

Ponieważ największy udział w zużyciu energii w serwerowni mają systemy zasilania oraz chłodzenia, ich prawidłowy dobór ma niebagatelny wpływ na sprawność energetyczną całego CPD. Aby zmniejszyć zużycie energii elektrycznej przez serwerownię, stosuje się efektywniejszą energetycznie infrastrukturę, na przykład modułowe i wysokowydajne zasilacze UPS, które dzięki udoskonalaniu układów przekształtników energoelektronicznych oraz systemów sterowania mają znacznie lepszą sprawność, oraz systemy chłodzenia dedykowane do systemów IT - tzw. CRAC (Computer Room Air Conditioning). Najefektywniejsze urządzenia klimatyzacyjne są wyposażone w sprężarki Digital Scroll oraz wentylatory o zmiennych prędkościach obrotowych, co umożliwia utrzymanie wysokiej ich wydajności także przy niepełnym obciążeniu. W systemach CRAC, aby zwiększyć efektywność energetyczną w agregatach chłodniczych ze skraplaczami chłodzonymi powietrzem, wykorzystuje się tzw. Free-Cooling (co w wolnym tłumaczeniu oznacza "darmowe chłodzenie"). Technologia ta umożliwia wykorzystanie niskich temperatur powietrza zewnętrznego do chłodzenia wody lodowej, przy częściowym wykorzystaniu pracy agregatów lub bez ich udziału.

Analizy ekonomiczne przeprowadzone dla konkretnych urządzeń zainstalowanych w centrach danych zlokalizowanych w południowej Finlandii, wykazały, że zwiększone koszty zakupu systemów chłodzenia wykorzystujących Free-Cooling - mogą się zwrócić już po około rocznym okresie.