В конце марта доктор Петер Кох, старший технический директор Knuerr, на пресс-конференции в новой корпоративной штаб-квартире в Мюнхене представил демонстрационный расчет. В качестве исходных данных он взял ЦОД, энергопотребление которого составляет 1 МВт в год, а расходы на электроэнергию — 1 млн евро. Большая часть энергии потребляется оборудованием ИТ (50%) и системами охлаждения (25%). По его оценкам, на одном только охлаждении можно сэкономить до 72% затрат (см. Рисунок 1).
Экономия начинается с климатизации помещений, которые при достаточно низких внешних температурах можно охлаждать внешним воздухом (так называемое естественное или свободное охлаждение). Даже если разница температур составляет всего 5 градусов (например, 160С внутри и 110С снаружи), расходы на энергоснабжение энергетических систем удастся снизить примерно на 40%. Согласно тестам Knuerr, при 24°С внутри и 10°С снаружи экономия достигает уже до 70%.
Помимо этого, всеобъемлющая виртуализация позволяет сократить число необходимых серверов — до одной пятой от исходного количества. Расчет доктора Коха предполагал использование 125 модульных серверов с потребляемой мощностью 4 кВт каждый (см. Рисунок 2). В результате осталось лишь 25 более загруженных серверов с потребляемой мощностью 5 кВт. В случае демонстрационного ЦОД экономия электроэнергии составила 84%.
СОЗДАНИЕ «ХОЛОДНЫХ» ПРОХОДОВ
В тех ЦОД, где обустроены герметичные полы, а климатизация обеспечивается по принципу «холодных» проходов, требуется меньшее давление направленного циркуляционного воздуха и холодопроизводительность значительно выше, чем в случае других вариантов монтажа шкафов, но шкафы должны продуваться спереди назад, а двойные полы необходимо тщательно изолировать. В обширных помещениях сложно определить направление потоков воздуха, поэтому планирование «холодных» проходов требует большого опыта.
В результате проведенных тестов специалисты Knuerr выяснили, что в «горячей» зоне устройства не нагреваются до критических 50°С даже при подаче воздуха с температурой 28°С, поэтому производитель предлагает повысить температуру подаваемого холодного воздуха до комфортных для администратора 23-25°С. Тогда температура выходящего воздуха составит 30-40°С, и его можно будет использовать, к примеру, в отопительных системах.
По словам доктора Коха, принцип холодных проходов применим для шкафов с теплопроизводительностью до 10 кВт. В случае превышения этого показателя лучшим решением будет теплообменник в шкафу — вплоть до 30-35 кВт.
Принцип «холодных» проходов известен уже давно, и практически все производители шкафов предлагают свои решения. При этом особо подчеркивается, насколько важна герметизация зон холодного и горячего воздуха. Именно поэтому Knuerr и Rittal выпустили на рынок специальные воздуховодные элементы, а компания Minkels, к примеру, предлагает шкаф с водным охлаждением мощностью до 48 кВт — оно обеспечивается при помощи двух боковых охлаждающих элементов. Такой шкаф можно интегрировать в решение Cold Corridor того же производителя. В результате пользователь получает дополнительную мощность для охлаждения шкафов или создания избыточной системы охлаждения с применением дополнительного контура циркуляции воды. Другие поставщики предлагают аналогичные системы шкафов с водным охлаждением. К примеру, Schroff выпускает 19-дюймовые шкафы с боковым теплообменником шириной всего 800 мм. Как и у Minkels, система климатизации для них выполнена в виде модуля и может быть добавлена позднее.
APC применяет в своей системе охлаждения серверных помещений концепцию «горячих» проходов (см. Рисунок 3). Как и в других решениях, холодные и горячие потоки воздуха здесь изолируются друг от друга. Температура холодной зоны составляет около 23°С, а изолированная область «горячего» прохода разогревается до 34°С. При таком решении холодный воздух горизонтально задувается
в серверную, и двойной пол в таком случае не нужен.
УПРАВЛЯЮЩЕЕ ПО ДЛЯ ЦОД
APC разработала систему управления ЦОД для планирования мощности систем охлаждения и электроэнергии, распределения места, а также для структурированного управления изменениями. Она работает на базе CAD и собирает всю необходимую информацию о помещении ИТ: система распознает установленные компоненты и устройства, создает соответствующие списки и помогает администратору ИТ правильно рассчитать расстановку стоек с учетом ширины эвакуационных путей, а также охлаждающей способности противоточных охладителей. Кроме того, система предлагает оптимальное распределение компонентов, включая серверы, во всех шкафах помещения.
ЗЕЛЕНЫЙ ЦОД
В этом году «зеленый ЦОД» анонсировала и Rittal. На выставке CeBIT эта компания, совместно с родственными ей Lampertz и Litcos, продемонстрировала на отдельном стенде площадью почти 200 м2 полностью климатизированный ЦОД с двойным полом, помещением безопасности ИТ, распределением и контролем энергии, а также другими техническими решениями для обеспечения высокой доступности при эксплуатации в рабочем режиме (Live). Особенно выделялись разработки в области энергоснабжения и климатизации. Так, решения по охлаждению ИТ от Rittal позволяют наполовину снизить затраты на климатизацию. Кроме того, Rittal продемонстрировала свою систему охлаждения «высокой плотнос-ти» (High-Density) в сочетании с системой наблюдения, благодаря которой удавалось избежать возникновения «горячих областей» (Hot Spots) даже в заполняемом посетителями помещении ИТ (см. Рисунок 4). Демонстрационный ЦОД от Rittal включал решение коммутации высокой плотности (High Density Patching), благодаря которому удается увеличить плотность портов на 50% и достичь максимального количества портов — 1008 на стойку.
На специализированной выставке «Интригующее будущее», проходившей в рамках CeBIT, Rittal представила свои биостойки. При создании этих шкафов производитель экспериментирует с новыми материалами: биологическими полимерами (получаемыми из протеинов, масел и крахмала) и наполнителями (древесное волокно, лен, конопля, сизаль). Прочность, проводимость и огнеупорность обеспечивают специальные присадки. При росте цен на сырье и затрат на ликвидацию оборудования Rittal рассчитывает, что
в будущем шкафы из экологически чистых материалов станут выгодной альтернативой современной продукции. Кроме того, Rittal продемонстрировала звукоизоляционные платы, уже поступившие в продажу. Их применение позволяет снизить шум от размещенного в шкафах оборудования на 75%. В качестве дополнения производитель предлагает активные пьезо-элементы, подавляющие колебания в шкафах с помощью регулируемого противодействия. (Подробнее об этих технологиях можно прочитать в статье Марка Хартеля «Активное шумоподавление» в майском номере «Журнала сетевых решений/LAN» за этот год).
Еще одна новинка от Rittal — концепция беспроводных служб мониторинга ЦОД: датчики, встроенные, к примеру, в системы охлаждения, пересылают результаты замеров на центральную станцию, где эти показатели оцениваются. Система работает в диапазоне ISM и поддерживает до 16 беспроводных сенсоров.
АДАПТИВНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ
Непосредственно на действующем объекте, а именно в новом ЦОД, компании Barclays (она оказывает финансовые услуги) и Hewlett-Packard (HP) реализовали ряд согласованных мероприятий по экономии электроэнергии. Главную роль при этом играла система управления энергией Dynamic Smart Cooling, которая с помощью распределенных контрольных узлов постоянно подстраивает производительность охлаждающих установок к реальным потребностям. В результате Barclays удалось на 13,4% снизить потребление энергии в ЦОД. Помимо этого, компания применяет энергоэффективные серверы HP и использует технологии виртуализации, что позволяет на 18% сократить расход энергии в расчете на один сервер, а экономия по всему ЦОД достигает 40%.
ВЫСОКАЯ ПОТРЕБНОСТЬ В ДЕЙСТВИЯХ
Берлинский институт Borderstep в настоящее время работает над проектом под названием «Рынок будущего: энергоэффективные ЦОД» и занимается сбором информации для составления брошюры лучших практик по этой теме. Исследователям удалось выяснить, что потребление электроэнергии приблизительно 50 тыс. ЦОД Германии в 2006 г. составило 8,67 ТВтxч. Это соответствует годовой производительности трех угольных электростанций средней мощности и в 1,5 раза превышает годовую производительность АЭС в г. Брунсбюттель. Цифры наглядно демонстрируют огромный потенциал экономии в данной области и подчеркивают важность рассматриваемой темы.
Производители показывают, как можно быстро реализовать эффективные решения без особых затрат. Остается только широко внедрить новые концепции, поэтому сейчас требуются руководители предприятий, менеджеры по эксплуатации зданий и руководители отделов ИТ, которые не станут тратить время на внутренние распри, а займутся скорейшей реализацией разработок, позволяющих добиваться значительной экономии.
ТЕНДЕНЦИИ К ПОЛНОМУ ОБУСТРОЙСТВУ ЦОД
Помимо ажиотажа вокруг «зеленых» ИТ, крупные производители шкафов, особенно APC, Knuerr и Rittal, стремятся позиционировать себя как специалистов по комплексному обустройству ЦОД. Так, компания APC еще в 2003 г. представила целевые шкафы с электропитанием и кабельной проводкой (решения InfraStruXure). Затем к ней присоединилась Rittal, которая тесно сотрудничает с родственной компанией Lampertz (помещения безопасности ИТ). Затем последовало слияние Knuerr и Emerson с Liebert. Хотя шкафы, климатические системы и ИБП пока еще не поставляются напрямую «из одних рук», но эффект синергии отчетливо заметен.
Дорис Пипенбринк – редактор LANline.
© AWi Verlag
Рисунок 1. Согласно расчету Knuerr, оптимизация охлаждения помещения позволяет достичь экономии в 72%.
Рисунок 2. Исходное распределение потребления электроэнергии в демонстрационном расчете от Knuerr.