Проблемы электропитания и охлаждения центров обработки данных, ограниченные возможности поддерживающей инфраструктуры становятся препятствием на пути совершенствования информационных технологий. Своим видением стоящих перед создателями ЦОД проблем и способов их решения компания APC поделилась на состоявшемся в Ньюпорте международном мероприятии для журналистов.
Как утверждают в APC, интегрированный подход к организации системы электропитания и охлаждения в ЦОД дает возможность сократить потребление электроэнергии на 20-30% без дополнительных расходов. По мнению старшего вице-президента APC Нейла Расмуссена, применение модульной, масштабируемой архитектуры электропитания и охлаждения позволяет повысить эффективность энергопотребления на 10-30%, виртуализация серверов дает выигрыш 10-40%, еще 4-10% можно сэкономить за счет более эффективных систем питания (например, применения современных моделей ИБП), правильной организации пространства под фальшполом и размещения кондиционеров, а грамотно спроектированные системы кондиционирования с экономичными режимами работы дают экономию в 7-15%. Например, система охлаждения InRow (кондиционер устанавливается сбоку от стойки с оборудованием), располагаясь непосредственно рядом с источником тепла, позволяет организовать эффективный теплоотвод и повысить показатели готовности ЦОД в целом, не требует осушения или увлажнения воздуха, применения фальшпола.
Системы APC могут отводить до 40 кВт на стойку, однако Расмуссен считает столь мощные решения непрактичными. Он уверен, что энергопотребление не будет расти бесконечно и стабилизируется на уровне 20-25 кВт на стойку. Тем не менее, увеличение плотности оборудования — одна из тенденций в ЦОД. На первый взгляд, ситуация выглядит парадоксальной, поскольку это вынуждает создавать более сложную инженерную инфраструктуру, дорогостоящие системы охлаждения для отвода тепла, которые сами являются потребителями электроэнергии. В действительности же, например, модульные серверы высокой плотности примерно на 20% эффективнее по энергопотреблению обычных стоечных серверов с теми же процессорами, а если тепло выделяется в компактном пространстве, отвести его намного проще, чем в большом помещении. Конечно, лишь при правильно организованном охлаждении.
В APC работают над тем, чтобы значительно упростить проектирование, планирование и эксплуатацию ЦОД. Новый комплект приложений APC TradeOff Tools позволяет профессионалам поэкспериментировать с различными сценариями построения ЦОД. Эти инструменты-калькуляторы дают возможность моделировать различные подходы и конфигурации для вычисления показателей эффективности (Data Center Infrastructure Efficiency, DCIE), определения потенциального выигрыша от виртуализации и распределения электропитания.
Инструментарий APC включает в себя компоненты Data Center Energy Efficiency Calculator для расчета энергоэффективности ЦОД и стоимости электроэнергии, Data Center Capital Cost Calculator для оценки капитальных затрат, Power Sizing Calculator для определения потребности в электропитании, исходя из ожидаемой нагрузки. Carbon Calculator помогает оценить, насколько близок проект к «зеленому» ЦОД, Virtualization Energy Cost Calculator дает возможность выяснить, что даст виртуализация серверов, InRow Containment Selector упрощает выбор конфигурации систем охлаждения стоек, а AC vs. DC Calculator помогает выбрать систему электропитания постоянного или переменного тока. Такие инструменты должны упростить проектирование и планирование ЦОД, помочь в определении приоритетов, сопоставить их с имеющимся бюджетом и доступными площадями.
По словам Расмуссена, каждый сэкономленный киловатт сокращает выбросы углекислого газа на 5 тонн в год. Пока же в типичном ЦОД на охлаждение и потери в системах электропитания уходит более 50% электроэнергии. Старые центры сегодня нуждаются в реорганизации. Подход APC предусматривает поэтапную перестройку ЦОД по отдельным зонам, создание зон с высокой плотностью оборудования и перенос в них вычислительной нагрузки.
В последнее время на рынке стали появляться «ЦОД в контейнере»: такие решения выпускает уже около десятка компаний. APC еще в 2005 году разработала мобильный ЦОД InfraStruXure Express Mobile Data Center, позднее получивший развитие в разработках ее партнеров. По мнению Расмуссена, этот подход — движение в правильном направлении, хотя контейнерные ЦОД подходят для масштабных проектов и крупных компаний уровня Microsoft, Google, Yahoo, когда заказчик приобретает готовые модули для центра данных с десятками готовых к работе серверов. Другое их применение — временные, мобильные центры обработки, развертываемые в экстренных ситуациях. Однако основным сегментом всегда будут классические ЦОД, развертываемые в специально возводимых или существующих зданиях. Для таких центров Расмуссен считает очень важным создание стандартизированных «блоков», включающих отдельные подсистемы, причем они должны вписываться в помещения разного размера и конфигурации, легко доставляться на место и монтироваться.
Еще один парадокс ЦОД заключается в кажущейся высокой эффективности оборудования с питанием от постоянного тока. Исследователи Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли пришли к выводу, что перевод ЦОД на питание постоянного тока теоретически увеличивает эффективность систем электропитания ЦОД с 67 до 85-95%. Однако Расмуссен полагает, что это не так. По совокупности факторов (стоимость, совместимость, эффективность, надежность и безопасность) это проигрышный вариант, и, учитывая усовершенствования в технологиях питания переменного, в обозримом будущем в ЦОД будут применяться именно такие системы.
С июня APC начала публиковать детальные данные об энергоэффективности своих продуктов электропитания и охлаждения. Предполагается, что они помогут проектировщикам ЦОД точнее оценить эффективность всего проекта и выбирать наиболее подходящие решения. Один производитель не сможет найти решения всех проблем эффективности ЦОД — необходим системный подход. Один из недавних анонсов — интеграция программных средств управления APC InfraStruXure Central и TAC (подразделение Schneider Electric, отвечающее за системы автоматизации зданий) с системой IBM Tivoli Monitoring, что дает возможность точнее управлять системами в ЦОД, контролируя климат в помещении, безопасность и потребление электроэнергии. Ожидается, что такой инструмент поможет повысить эффективность ЦОД, уровень доступности систем, снизить риски для бизнеса.
