Насколько эффективно используется энергия системы охлаждения Вашего ЦОД?

Роль центров обработки данных в операционной деятельности компаний продолжает расти. Весомой задачей руководства ЦОД в последнее время стала минимизация затрат на их содержание. Дата-центры, работающие эффективно, способны предложить клиентам более выгодные условия, низкие цены, и тем самым создают себе конкурентное преимущество перед другими. Дата-центры с неэффективным менеджментом вынуждены держать высокую планку цен на свои услуги и в итоге снижают общую прибыльность от данного бизнеса.


В регионах, где количество центров обработки данных растет как на дрожжах (Москва, Санкт-Петербург), снижение издержек при увеличении уровня обслуживания является «горячей» темой, и небезосновательно.


Дата-центр в Москве мощностью, к примеру, 5 МВт только за электричество платит более 110 млн. рублей в год. Создается ощущение, что среднестатистический центр обработки данных тратит на электричество больше, чем на оборудование. На самом деле, согласно недавнему исследованию IDC, каждый рубль, потраченный на сервер, требует еще 51 копейки на электричество и охлаждение. Таким образом, даже небольшое увеличение или уменьшение потребления электроэнергии способно оказать огромное влияние на затраты. Многие дата-центры работают неэффективно или просто не знают как можно улучшить операционную эффективность и снизить свои издержки.


На эффективность работы ЦОД влияют многие факторы, включая оптимальное электроснабжение, расход воздуха, конфигурации «холодного» и «горячего» коридоров, тепловую эффективность и температуру.


Показатель эффективности использования энергии (PUE - Power Usage Effectiveness) представляет собой отношение общей мощности всего оборудования ЦОД, к мощности ИТ-оборудования. В дата-центрах, которые работают неэффективно, из-за неоптимальной организации системы кондиционирования, большое количество энергии, затрачиваемой на охлаждение, теряется впустую.


Временное решение проблемы с охлаждением ЦОД с помощью обычных  вентиляторов


Рисунок 1. Пример неоптимальной организации системы кондиционирования в ЦОД в результате чего в критичной климатической ситуации пришлось для охлаждения использовать обычные вентиляторы.


По результатам исследования, проведенного The Uptime Institute, выяснилось, что в большинстве ЦОД значение мощности, используемой для охлаждения серверного оборудования, превышает требуемую цифру в 2,5 раза. Кроме того, в отчете говорится, что около 60% охлажденного воздуха теряется из-за прохождения воздушных потоков обходными путями. Это означает, что охлажденный воздух поступает не туда, куда нужно. А такой объем воздуха способен охлаждать до 9 средних серверных помещений. Есть простой способ определить насколько эффективно организована система охлаждения, выполняет ли она свои функции с минимальными потерями и максимальной мощностью. Для этого необходимо провести аудит в своем ЦОД и выяснить правильно ли организовано размещений оборудования в серверной, система охлаждения, распределена мощность.


Каждому управляющему центра обработки данных известно, что охлажденный воздух должен поступать с фронтальной стороны серверного шкафа и выходить с тыльной уже нагретым. Несмотря на то, что руководству ЦОД это хорошо известно, до сих пор не во всех дата-центрах охлаждение серверов производится правильным образом.


Из 20 дата-центров в которых проводится аудит в 40% из них серверные шкафы расположены неправильно и охлаждение организовано не оптимально. Огромная доля охлажденного воздуха не поступает к серверам и удаляется через систему общей вентиляции. При грамотно организованном охлаждении, в дата-центре поддерживается стабильная температура, снижается энергопотребление, а как следствие, затраты на содержание ЦОД.


Утечка воздуха в серверном шкафу через отверстия в фальшполе для кабельной проводки


Рисунок 2. Пример утечки холодного воздуха в серверном шкафу через отверстия для кабельной проводки в фальшполу дата-центра.


Зачастую, когда руководство ЦОД сталкивается с проблемой недостаточного уровня холодопроизводительности системы охлаждения, ее пытаются решить простым способом - покупкой новых кондиционеров. Однако, в 80-90% случаев можно обойтись без этих излишних трат. Достаточно изменить конфигурацию серверного помещения, направление потоков воздуха и тем самым исключить вероятность утечек охлажденного воздуха в обходные контуры распространения. Заглушки HotLok, устанавливаемые в пустые юниты серверных шкафов, улучшают эффективность системы охлаждения, решая проблему смешивания «горячих» и «холодных» потоков воздуха через свободные юниты шкафов. Напольные громметы типа KoldLok препятствуют утечке холодного воздуха из фальшпольного пространства, повышая, таким образом, эффективность работы системы кондиционирования.


Еще одно эффективное средство изоляции коридоров и оптимизации воздушных потоков – изолирующие занавески, препятствующие смешиванию горячего и холодного воздуха над рядами шкафов.


Виниловые занавески для изоляции коридоров в ЦОД


Рисунок 3. Виниловые занавески хороший вариант решения проблемы изоляции воздушных потоков «горячих» и «холодных» коридоров.


Любой инструмент, который оптимизирует воздушные поток, в результате помогает сократить затраты на электроэнергию и снижает потребляемую мощность. Еще одно неоспоримое преимущество высокой энергоэффективности в работе ЦОД - повышение экологичности дата-центра, что положительно отражается на статусе Вашего центра обработки данных.


Имеется еще одна проблема, которая снижает эффективность работы дата-центра. Она вполне решаема и заключается в неправильной организации расположения серверных шкафов c точки зрения «холодних» и «горячих» коридоров. Тыльные части шкафов должны быть обращены друг к другу. Аналогично следует располагать и фронтальные стороны. Таким образом формируются два типа коридоров: «горячий» и «холодный». При неправильном расположении серверных шкафов горячий воздух смешивается с холодным и значительно снижается уровень эффективность охлаждения. К сожалению, не все руководители дата-центров уделяют этому нюансу должное внимание. Таким образом, повышая свои затраты охлаждение ИТ-оборудования ЦОД.


Также потери охлажденного воздуха могут быть обусловлены следующими причинами:



  • наличие вентиляционных плит в неположенных местах;

  • использование слишком большого количества вентиляционных плитки с неправильным уровнем перфорации;

  • щели и нестыковки плит фальшпола;

  • негерметичные отверстия в плитах для вывода кабельной проводки из фальшпольного пространства;

  • система кондиционирования работает не в полную мощность;

  • неэффективное использование охлаждающих единиц, из-за чего теряется впустую часть энергии.


Cовсем еще недавно в качестве стандарта в данной области предлагалось поддерживать температуру 15,5оC, но уже сегодня стандарты в области ЦОД заметно изменились. Согласно последней версии Руководства Американской Ассоциации инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE 9.9), наиболее оптимальной температурой для безопасной эксплуатации ИТ-оборудования в ЦОД считается 27оC.


Тем не менее, инженеры постоянно обращают внимание на то, что львиная доля дата-центров поддерживают у себя температуру ниже, чем это необходимо. Многие менеджеры продолжают придерживаться устаревших стандартов в своих ЦОД. Очевидно, что поддержание более низкой температуры, чем это необходимо, требует дополнительной мощности, на которую тратятся значительные материальные средства. Таким образом вызывая рост затрат на содержание дата-центра.


В действительности, повысить энергоэффективность дата-центра значительно проще, чем думают многие руководители ЦОД. Компании, оказывающие услуги консалтинга и аудита в центрах обработки данных, зачастую предлагают бесплатное обследование эффективности работы системы кондиционирования, к примеру компания DCclean.


«Мы понимаем, насколько важно правильное охлаждение помещений машзалов в ЦОД и стараемся дать рекомендации по устранению недочетов, которые могут быть критичными для корректной работы дорогостоящего вычислительного оборудования. Зачастую это не требует больших средств», говорит представитель DCclean Шилов Сергей. Эффективность работы системы кондиицтнирования важна наряду с процессом контроля уровня загрязненности воздуха в ЦОД. Эти факторы во многом влияют на успешность развития бизнеса дата-центров.

23.10.2012