دوره برنامه ریزی ظرفیت مرکز داده های فضایی به پایان رسیده است

در این نشریه و اخیراً در جاهای دیگر نیز پیشنهاد شده است که سیستم های خنک کننده مرکز داده در پیکربندی فعلی واقعاً قادر به انطباق با تقاضاهای متغیر محیط های محاسباتی مدرن تر و مبتنی بر کار نیستند. این پیشنهاد که ادامه می دهد ، خطر اجرای روش کار مبتنی بر بار برای تأسیساتی با سیستم خنک کننده قدیمی است ، این است که ممکن است در نهایت بارهای کاری در فضاهای کف بیشتری توزیع شوند. که در نهایت می تواند منجر به ظرفیت متلاشی شود ، زیرا ناتوانی در مقیاس گذاری است بالا در عوض نیاز به جبران را با مقیاس بندی ایجاد می کند بیرون.

راه حل پیشنهادی یکی از فروشندگان ، ایجاد یک سیستم خنک کننده تطبیقی ​​است که ظرفیت خنک سازی را افزایش می دهد زیرا افزایش کار باعث می شود تقاضای بیشتری برای سیستم های محاسباتی ایجاد شود. این امر به طور گسترده تر به استراتژی های حذف گرما از هوا از طریق طبیعی تر ، یکپارچه در امکانات موجود بستگی دارد. اما آیا چنین راه حلی واقعی است و آیا واقع بینانه است؟

دانش مرکز داده این س toال را از چهار متخصص کلاس جهانی مطرح کرد. پاسخ های آنها در زیر به صورت کلمه به کلمه اما برای وضوح آن ویرایش شده است.

کریس براون ، مدیر ارشد فنی ، موسسه Uptime

کریس براون - موسسه آپتایم [400 px].jpgدرست است که هر مرکز داده ای ، حتی اگر از HPC پشتیبانی کند ، با متوسط ​​وات در هر منطقه (فوت مربع یا متر مربع ، بسته به منطقه) طراحی شده است. این کار دو کار انجام می دهد: اول ، بار خنک کننده کلی را که در زمان ساخت کامل انتظار می رود ، تعریف می کند. باید سقفی مشخص شود ، در غیر این صورت از کجا می دانید چه مقدار خنک کننده باید بگذارید؟ علاوه بر این ، استراتژی خنک کننده را تعریف می کند.

با افزایش چگالی ، یک نقطه شکست وجود دارد که خنک سازی بر پایه هوا غیرممکن اما غیر عملی نمی شود. می توانید تعداد بیشتری طرفدار داشته باشید ، اما در برخی از زمان ها هوا را به حدی جابجا می کند که بسیار سر و صدا می شود و مانند قرار گرفتن روی آسفالت یک فرودگاه با عبور جت ها خواهد بود. خیلی عملی نیست. اگر جریان هوا کافی باشد ، فشار فقط برای باز و بسته شدن درها مسئله ساز می شود. بنابراین بسته به تراکم ، برنامه های طراحی خواهد شد [entail] راه حل های مختلف برخی مراکز داده برای رفع برخی از مشکلات و افزایش بازده خنک کننده ، هوای خروجی را از قفسه ها مستقیماً به واحدهای خنک کننده در رک های 20 کیلووات و 30 کیلووات منتقل کرده اند. برخی دیگر به خنک سازی مبتنی بر آب می روند و از مبدل های حرارتی درب عقب ، تجهیزات خنک کننده مایع و حتی خنک کننده غوطه وری با تراکم بسیار بالا استفاده می کنند.

اکنون ، از نقطه نظر عملیاتی عملی ، من هرگز در یک مرکز داده که بر روی هر فوت مربع 200 وات طراحی شده و سپس بر روی آن نصب شده باشد ، برخورد نکرده ام. به عبارت دیگر ، آنها دارای قفسه هایی با چگالی بیشتر و قفسه هایی با چگالی کمتر خواهند بود ، به شرطی که از آستانه تراکم در جایی که به یک محلول خنک کننده متفاوت نیاز دارد عبور نکنند. آنها همیشه با خنک کننده و ظرفیت نصب شده محدود می شوند. سپس اگر آنها شروع به حرکت بالاتر از آن کنند ، زیرساخت های خنک کننده و برق اضافی را برای افزایش توان موجود و ظرفیت خنک کننده نصب می کنند. در برخی از زمان ها ، املاک و مستغلات به این موضوع تبدیل می شوند. افزودن فن و ظرفیت خنک کننده به معنای فضای بیشتر است و اگر فضای بیشتری وجود نداشته باشد ، دیگر هیچ افزایشی در ظرفیت وجود ندارد.

به طور خلاصه ، طراحی مرکز داده تعادل بین فضا ، قدرت و خنک کننده بوده و خواهد بود. رویکردهای مختلفی برای زیرساخت های نیرو و خنک کننده برای افزایش ظرفیت در رد پای کوچکتر به کار گرفته شده است. اما هر گونه افزودنی همیشه به فضا احتیاج دارد – فقط سوال این است که فضای افقی یا عمودی باشد. ما توافق می کنیم که هر طراحی مرکز داده باید برای افزایش ظرفیت آینده برنامه ریزی کند تا با افزایش تراکم ، تقاضا را پشتیبانی کند (ما دیگر فضایی روی زمین ایجاد نمی کنیم و بنابراین باید تراکم را افزایش دهیم) ، اما هیچ راهی برای جدا کردن سه عنصر وجود ندارد از فضا ، نیرو و خنک کننده ، زیرا آنها همیشه به هم گره خورده اند. اما انتخاب های طراحی می تواند ظرفیت را در هر رد پای حداکثر افزایش دهد.

استیو مادارا ، معاون رئیس حرارت ، مراکز داده ، ورتیو

استیو مادارا - ورتیو [400 px].jpgخط پایین ، وضعیت تراکم رک در حال افزایش است. به عنوان مثال ، یک سالن داده برای مثلا 6 مگاوات طراحی شده است ایکس تراکم رک (برابر با تعداد رک ها در فضا) کل سالن داده را به مساحت فوت مربع هدایت می کند. اگر تراکم رک بالا رود ، به مساحت فوت مربع کمتری نیاز دارید. چالش امروز این است که ، اگر با تراکم قفسه بسیار بالا بسازید ، ممکن است قبل از رسیدن به ظرفیت طراحی ، فضای قفسه را کم کنید. همچنین ، اگر امروز تراکم رک مناسب را بسازید ، ممکن است از مساحت فوت مربع کامل سالن داده استفاده نکنید. اینکه آیا شما ظرفیت خنک سازی را در رشته قرار داده اید یا نه ، به نحوه چیدمان اتاق بستگی دارد. با بالا رفتن تراکم ، فضای کف استفاده نشده ای دارید.

برای تهیه قفسه های با تراکم بالاتر ، معمولاً به یک واحد خنک کننده نیاز دارید که ظرفیت خنک کننده کیلووات بیشتری در هر فوت خط فضای دیوار داشته باشد. آیا امروزه راه حل هایی با کیلووات بالاتر در هر فضای دیوار خطی وجود دارد؟ آره. در کاربردهای غیر مرتفع کف ، ما شاهد طرح های Thermal Wall / Thermal Array هستیم که دارای سطح سیم پیچ بیشتری در هر فضای خطی / دیواری هستند زیرا واحد بلندتر می شود. برای کاربردهای کف مرتفع ، ظرفیت افزایش یافته به واحدهای بزرگتری تبدیل می شود که در یک گالری مکانیکی عمیق تر هستند. آیا راه حل اضافی مدولار است؟ لازم نیست. این واقعاً به این بستگی دارد که آیا سیستم های الکتریکی و مکانیکی اضافی می توانند این را پشتیبانی کنند. اگر همه اینها را در روز اول بسازید ، زیرساخت ها را کم می کنید تا اینکه در آن رشد کنید.

بیشتر این موارد بالا فرض می کند که ما با سرورهای خنک کننده هوا ادامه می دهیم. ظرفیت خنک کننده اضافی را می توان با خنک کننده درب عقب با حداقل اضافه کردن قدرت تکمیل کرد. با این حال ، جهان امروز شاهد ظهور بسیاری از سرورهای مایع خنک شده است – مایع به تراشه. یک سالن داده موجود می تواند به راحتی ظرفیت مایعات را برای بار خنک کننده اضافی به قفسه اضافه کند و ظرفیت خنک کننده با هوای خنک مانده باقی مانده بار خنک کننده هوا را برآورده می کند. اکنون چالش این است که ممکن است برای بار اضافی موجود در سالن داده ، شارژ خود را تمام کنید.

تغییر معیارها روش تأمین خنک کننده را تغییر نمی دهد. این دانستن نقشه راه آینده برای ظرفیت سرور خنک کننده هوا و ظرفیت های آینده خنک کننده مایع خنک کننده و برنامه ریزی برای انتقال است. امروزه مشتریان زیادی وجود دارند که برای ایجاد تغییر از این انعطاف پذیری و آن راه حل ها استفاده می کنند. هیچ کس نمی تواند زمان را پیش بینی کند ، اما کلید اصلی برنامه ای برای چگالی آینده است.

استیون کارلینی ، معاون رئیس مرکز نوآوری و داده ، اشنایدر الکتریک

استیون کارلینی - اشنایدر الکتریک [400 px].jpgامروزه بیشتر طراحی ها براساس تراکم رک انجام می شود. روش تاریخی تعیین تراکم مرکز داده در وات بر متر مربع ، راهنمایی مفید بسیار کمی برای پاسخ به س criticalالات مهمی است که امروز اپراتورهای مرکز داده با آن روبرو هستند. به طور خاص ، مشخصات تاریخی چگالی توان به سوال اصلی پاسخ نمی دهد: “چه اتفاقی می افتد که یک قفسه از مشخصات چگالی بیشتر شود؟” تعیین ظرفیت بر اساس تراکم رک به اطمینان از سازگاری با تجهیزات IT با چگالی بالا ، جلوگیری از اتلاف برق ، فضا یا هزینه سرمایه و ابزاری برای اعتبارسنجی برنامه های استقرار فناوری اطلاعات در زمینه خنک کننده طراحی و توان تولید می کند.

دکتر مویزس لوی ، دکترای اصلی ، تحلیلگر اصلی ، قدرت و خنک سازی مرکز داده ، روش تحقیق ابر و مرکز داده ، اومدیا

مصرف انرژی در مراکز داده کاملاً مربوط به حجم کار است! بار کاری میزان کار اختصاص یافته به یک تجهیزات فناوری اطلاعات در یک بازه زمانی است ، از جمله برنامه های IT مانند تجزیه و تحلیل داده ها ، همکاری و نرم افزارهای بهره وری. علاوه بر این ، بارهای کاری که ارزش تجاری تولید نمی کنند ، در ناکارآمدی مصرف انرژی و اتلاف انرژی نقش دارند.

بیایید درک کنیم که میزان کار چگونه بر میزان مصرف انرژی و ظرفیت خنک سازی مرکز داده تأثیر می گذارد. بارهای کاری را می توان به روش های مختلف اندازه گیری کرد ، به عنوان شغل در ثانیه یا FLOPS (عملیات نقطه شناور در ثانیه). در مرحله بعد ، ما باید میزان استفاده از سرور را اندازه گیری یا تخمین بزنیم ، که بخشی از ظرفیت مورد استفاده برای پردازش بارهای کاری را نشان می دهد. این نسبت بار کاری پردازش شده به نرخ پردازش است. ما همچنین باید نیاز به قدرت سرور را اندازه گیری کنیم یا آن را بر اساس کاربرد آن (0٪ تا 100٪) و در نظر گرفتن مقیاس بین بیکار و حداکثر توان تخمین بزنیم. گرمای تولید شده باید توسط سیستم خنک کننده استخراج شود. ظرفیت خنک کننده را می توان با تقسیم نیاز سرور به سیستم SCOP (ضریب عملکرد حساس) برای سیستم خنک کننده برآورد کرد. مدیریت بار کاری یک استراتژی ساده نیست و ما باید برای نتیجه موفقیت آمیز برنامه ریزی کنیم!

دکتر مویزس لوی - اومدیا [400 px].jpgما سرورهای خود را از طریق همرفت خنک کرده ایم ، اما خنک کننده هوا با تراکم قدرت بالاتر به یک حد مجاز می رسد. استفاده از سیستم خنک کننده هوا برای تراکم توان بالاتر از 10 یا 20 کیلووات در هر کابینت در حال حاضر ناکارآمد است و حد مجاز حدود 40 کیلووات در هر کابینت است. در سالهای گذشته تراکم رک ها در حال افزایش بوده است و اکنون می توانیم به ازای هر کابینت به 50 کیلووات ، 100 کیلووات یا بالاتر برسیم. یک روش خنک کننده مایع راهی برای استخراج گرما با کارآیی و پایداری بیشتر است.

به طور خلاصه ، در یک مرکز داده اتصال بالایی بین سرورها و محیط فیزیکی آنها وجود دارد ، که به طور کلی به این معنی است که پردازش بار بیشتر به معنی استفاده بیشتر از سرور و مصرف انرژی بیشتر است. این به یک نیاز افزایش یافته برای دفع گرمای تولید شده تبدیل می شود.