Wpływ konsolidacji w CPD na systemy zasilania i chłodzenia

Konsolidacja serwerów, będąca wynikiem wirtualizacji, prowadzi do ograniczania liczby instalowanych urządzeń IT, a więc zmniejszania całkowitego zużycia energii. W następstwie tego, że aż 99,9997% energii dostarczanej do centrum przetwarzania zostaje zamieniane na ciepło, ograniczenie poboru energii niewątpliwe wpływa na znaczne oszczędności w procesie chłodzenia.

To jednak nie wyczerpuje innych możliwości zmniejszania zużycia energii przez CPD lub serwerownie. Mimo, że liczy się każdy wat zaoszczędzony na redukcji urządzeń IT, to zmniejszenie obciążenia może też powodować pogorszenie się sprawności systemów zasilania i chłodzenia. Aby zapobiegać zjawisku pogarszania się sprawności energetycznej serwerowni, należy minimalizować straty stałe, stosując np. wydajne i skalowane zasilacze UPS oraz systemy chłodzenia.

Konsolidacja fizyczna, będąca następstwem wirtualizacji, zmniejsza zużycie energii poprzez:

- zmniejszenie liczby serwerów

- zmniejszenia energii pobieranej przez systemy zasilania i chłodzenia.

Konsolidacja, ze względu na zwiększony (bardziej optymalny) poziom wykorzystania serwerów, może być również przyczyną powstawania obszarów o wysokiej gęstości mocy. Efektem wirtualizacji jest również dynamiczne przenoszenie, uruchamianie i zatrzymywanie aplikacji na poszczególnych serwerach, skutkujące obciążeniami zmieniającymi swą wartość i lokalizację w pomieszczeniu serwerowni. Te zjawiska stanowią dodatkowe wyzwania dla infrastruktury zasilania i chłodzenia, wymuszające stosowanie najbardziej zaawansowanych i wydajnych rozwiązań.

Najszybszym i stosunkowo najtańszym sposobem na dostosowanie i zoptymalizowanie wydajności infrastruktury zasilania i chłodzenia - jest stosowanie zaawansowanych systemów monitoringu i zarządzania. Wiodący producenci rozwijają swoją ofertą w zakresie integracji systemów zarządzania z układami zasilania i chłodzenia oraz systemem teleinformatycznym. Taka integracja pozwala skutecznie optymalizować wykorzystanie posiadanych zasobów, zwiększając efektywność systemu. Zastosowanie dodatkowych narzędzi monitorująco-zarządzających pozwala także na szybsze określenie elementów, które mogą być odpowiedzialne za awarię zasilania lub niekorzystne zmiany zewnętrznych czynników (np. temperatura, wilgotność), mających wpływ na poprawne działanie urządzeń teleinformatycznych.

Zasilanie i chłodzenie w chmurze

Stosowanie na coraz większą skalę modelu cloud computing wiąże się ze wzrostem koncentracji serwerów i występowaniem dynamicznych obciążeń, macierzy dyskowych i urządzeń sieciowych. W najbliższej dekadzie prognozuje się wzrost średniej gęstości mocy w szafie do ok. 17 kW (obecnie ok. 11 kW). Te przewidywania oraz wyższe ceny energii będą oznaczały wzrost wymagań stawianych przed systemami zasilania i chłodzenia oraz jeszcze większe zainteresowanie użytkowników stosowaniem energooszczędnych technologii.

Częsta modyfikacja obwodów zasilania, w połączeniu z koniecznością zasilania urządzeń w sposób ciągły (7x24), stwarzają ryzyko popełniania błędów łączeniowych, co potwierdza raport Uptime Institute, z którego wynika, że ponad 50% wszystkich przypadków wyłączenia zasilania w centrach przetwarzania danych spowodowanych jest błędem człowieka.

Systemy zasilania i chłodzenia muszą obecnie zapewniać bardzo precyzyjne usuwanie ciepła oraz dostarczanie mocy, a także mieć zdolność do automatycznego dostosowywania się do aktualnego poziomu obciążenia.

Rynek w najbliższych latach zostanie najprawdopodobniej zdominowany przez wysokowydajne modułowe zasilacze UPS oraz urządzenia klimatyzacyjne, wyposażone w wentylatory o zmiennych prędkościach obrotowych, które umożliwiają utrzymywanie dużej wydajności także przy niepełnym obciążeniu.

Nowe wymagania, wynikające z konsolidacji systemów teleinformatycznych, zmuszają do stosowania coraz bardziej złożonych systemów zarządzania infrastrukturą zasilania i chłodzenia. Takie systemy dostarczają kompleksowych informacji, na podstawie których administrator może podejmować właściwe decyzje, co nie tylko zwiększa efektywność, ale przeciwdziała przestojom systemu teleinformatycznego. Poprzez rozszerzanie systemów zasilania o dodatkowe funkcje, takie jak dystrybucja mocy do poszczególnych odbiorników czy dedykowane układy klimatyzacji i wentylacji - zwiększa się poziom dostępności całego centrum danych.

Klasyczne systemy chłodzenia kontra precyzyjne (CRAC)

Klasyczne systemy chłodzenia (tzw. klimatyzacja komfortu) powstają z myślą o utrzymaniu optymalnych parametrów środowiskowych, zapewnieniających komfortu ludzi. Rozwiązania te, niestety, nie gwarantują właściwego poziomu wilgotności, co może prowadzić do powstawania wyładowań elektrostatycznych, mogących powodować uszkodzenia sprzętu IT.

Postępujące zagęszczanie urządzeń teleinformatycznych powoduje, że wydzielają one więcej ciepła, co skutkuje koniecznością zwiększania mocy typowych systemów chłodzących. Dodatkowym problemem jest to, że urządzenia, które wydzielają duże ilości ciepła, są zwykle nierównomiernie rozłożone w całym pomieszczeniu, powodując powstawanie miejsc, w których gęstość mocy może wzrastać nawet do kilku tysięcy watów na metr kwadratowy.

Stosowane do tej pory typowe rozwiązania chłodzące niedostatecznie radzą sobie z obciążeniami cieplnymi na takim poziomie. Coraz częściej stosuje się więc systemy chłodzenia precyzyjnego - tzw. CRAC (Computer Room Air Conditioning), dedykowane systemom teleinformatycznym. Zapewniają one utrzymywanie nie tylko temperatury, ale również wilgotności - na poziomach zgodnych z zaleceniami producenta sprzętu teleinformatycznego, oraz pozwalają jak najefektywniej wykorzystywać energię elektryczną. W systemach CRAC, aby zwiększyć efektywność energetyczną, coraz częściej stosuje się technologie free-cooling.