Документ описывает принципы построения и эксплуатации эффективных центров обработки данных (ЦОД), акцентируя внимание на важности инфраструктуры, энергетики и охлаждения. Он освещает ключевые аспекты, такие как модульные конструкции, динамическое охлаждение и управление мощностью, которые могут повысить эффективность и снизить расходы на электроэнергию. Также упоминается потенциал оптимизации существующих ЦОД для улучшения их общей эффективности и рентабельности инвестиций.

1. Принцип ы построения и эксплуатации эффективных ЦОД Ee Владимир Приймак, менеджер по работе с корпоративными клиентами APC by Schneider Electric в Украине и Молдове

2. Какая из инфраструктур ? Инфраструктура ЗДАНИЙ “ Системы зданий ” Вентиляция и кондиционирование Энергетика Пожаротушение Освещение Безопасность BMS Серверы , СХД управляющее ПО , NMS Инфраструктура IT “ IT систем ы ” Шкаф ы Управление Освещение Пожаротушение Физическая безопасность ИБП Охлаждение Инфраструктура ЦОД Инфраструктура СЕТИ Коммутатор ы , СКС , маршрутизатор ы

3. Возможность обеспечить необходимую мощность кВт и отвести тепло – основной ограничитель роста IT

4. Возможность обеспечить необходимую мощность кВт и отвести тепло – основной ограничитель роста IT $$$ Стоимость обеспечения электропитания Система электропитания

5. $$$ Система электропитания Возможность обеспечить необходимую мощность кВт и отвести тепло – основной ограничитель роста IT Стоимость обеспечения электро питания $$$ Стоимость отвода тепла Система охлаждения

6. $$$ Стоимость обеспечения электро питания Система электропитания Возможность обеспечить необходимую мощность кВт и отвести тепло – основной ограничитель роста IT Ограничения по сервису Ограничения здания и энергосетей $$$ Стоимость отвода тепла Система охлаждения Можем ли себе позволить? Возможно ли физически ?

7. Показатель “ Эффективности ЦОД ” = Физ. инфраструктура IT нагрузка ПИТАНИЕ ОХЛАЖДЕНИЕ Освещение ДГУ Распределение Пожаротушение Физическая безопасность ЦОД % от общей мощности электропитания, который приходится на питание ИТ систем Остальное потребляется системами электропитания, охлаждения и другими элементами физической инфраструктуры ЦОД DCiE Эффективность инфраструктуры ЦОД Power to IT Power to IT Питание на входе Питание на ИТ

8. Куда девается электроэнергия в ЦОД ? Система ЭЛЕКТРО-ПИТАНИЯ Система ОХЛАЖДЕНИЯ Физ. инфраструктура IT

9. Эффективность ЦОД выражается в виде функции от загрузки IT % загрузки IT Процент использованной мощности ЦОД ЭФФЕКТИВНОСТЬ В данный момент , при текущей загрузке Текущая загрузка % мощности, которая используется сейчас Эффективность ЦОД DCiE

10. Ключевые признаки эффективного ЦОД Требуемая производительность Архитектура Требуемый уровень готовности Наивысший возможный уровень энергоэффективности С возможностью мониторинга Гибкость ( наращивание , модернизация , повторное использование компонентов ) Стабильность платформы Возможность «клонирования» успешного внедрения в других регионах Предсказуемость характеристик Процессы и поддержка Наивысший уровень ITIL/CMM Использование PDCA (цикл Деминга) Не раздутый штат, достаточный для автономной работы Гарантийная и сервисная поддержка, доступ к складу запчастей Минимизация Избыточной мощности Разницы производительности подсистем инфраструктуры Смешивания холодного и горячего воздуха в ЦОД Избыточных энергозатрат

11. Ключевые составляющие эффективного ЦОД

12. Четыре составляющих эффективности ЦОД Высокоэффективные, гибко масштабируемые КОМПОНЕНТЫ Внутрирядное ОХЛАЖДЕНИЕ ГЕРМЕТИЗАЦИЯ воздушных потоков CAPACITY Management

13. Компоненты с высоким КПД 1 Лучшая в своем классе ЭФФЕКТИВНОСТЬ МОДУЛЬНАЯ МАСШТАБИРУЕМАЯ конструкция Внешняя модульность Внутренняя модульность ↑ КПД Гибкость Масштабирование

14. Модульная конструкция инженерной инфраструктуры дает значительный прирост эффективности Решение : модульная конструкция Scalable - modular - when needed All at once Power and cooling installation method Загрузка IT Эффектив-ность ЦОД DCiE 1

15. Модульная масштабируемая конструкция Избежание перегрузок  повышенная отказоустойчивость Поэтапная оплата за ту мощность, которая нужна сегодня Снижение энергопотребления до 30% благодаря поэтапному наращиванию мощности систем электропитания и охлаждения P = ИБП C = Охлаждение R = Шкафы 1

16. 25kW 50kW 75kW 100kW 125kW 150kW 175kW 200kW 225kW 250kW 275kW 300kW 325kW 350kW 375kW 400kW 425kW 450kW 475kW 500 кВт наращиваемой мощности в одном ИБП До 500кВт в одном модульном масштабируемом высокоэффективном ИБП Масштабирование от 25кВт до 500 кВт в одном ИБП До 4 ИБП в параллель = 2МВт ! Эффективность 96% при нагрузке от 40% Батареи повышенного срока службы: от 5 до 8 лет

17. Источники бесперебойного питания APC by Schneider Electric ИБП: Symmetra RM , Symmetra LX, Symmetra PX, Symmetra MW MW PX RM LX 16 40 160 1600 кВА 6 PX2 80 500 250

18. Прецизионные системы охлаждения APC by Schneider Electric Внутрирядные кондиционеры - Серия InRow RP (CW) RP (DX) SC RC 20 40 кВт 6 30 10

19. Внутрирядное ОХЛАЖДЕНИЕ InRow Максимально приближает блок кондиционера к источнику тепла, предотвращая рециркуляцию горячего воздуха Снижение энергопотребления вентиляторов по сравнению с другими системами Постоянно отслеживается изменяющаяся теплоотдача ИТ оборудования и соответственно меняется охлаждающая мощность (скорость вентиляторов, скорость протока хладагента) Масштабируемое охлаждение до 20 кВт на стойку Может использоваться в рядах со стойками с различной плотностью и резервированием (N+…) 2 Снижение энергопотребления системы кондиционирования до 20% благодаря архитектуре InRow ®

20. Внутрирядное охлаждение Охлажденный воздух выбрасывается в холодный коридор Холодный коридор Горячий коридор 2 Блок кондиционирования InRow ® Забор горячего воздуха и отдача тепла чиллерной воде Нагретый воздух поступает из горячего коридора, избегая смешивания с холодных воздухом в помещении Допускается установка на фальшпол либо обычный пол

21. Сравнение эффективности 2 Эффективность охлаждения = охлаждающая способность (кВт) / ( энергопотребление + охлаждающая способность ) Close-coupled cooling™ Room cooling ИТ нагрузка Эффективность охлаждения

22. РЕШЕНИЕ : High-density зона “ мини датацентр ” со своим собственным охлаждением Преимущество : термическая “ невидимость ” для остального зала Горячая/холодная циркуляция воздуха локализована в пределах зоны и (или) конструктива “ ОСТРОВ ” высокой плотности оборудования в помещении ЦОД High - density зона Hot/cool air circulation is localized within the zone Выброс тепла К системе утилизации тепла здания - Зал с low Density

23. Системы герметизации Упрощает анализ и понимание тепловой среды Повышает предсказуемость системы охлаждения Повышает ЭФФЕКТИВНОСТЬ и МОЩНОСТЬ систем охлаждения герметизируя подачу горячего воздуха в блок кондиционирования Обеспечивает правильное распределение воздуха изолируя маршруты холодного и горячего воздуха Контейнерная герметизация (HACS) Герметизация шкафа (RACS) 3 Устраняет дорогостоящее смешивание воздуха разн ых температур с помощью герметизации

24. Герметизация шкафа Герметизация задней части предотвращает утечку горячего воздуха Весь горячий воздух поступает в блок кондиционирования InRow ® Опциональная герметизация передней части направляет холодный воздух прямо к серверам Обеспечивает охлаждение до 6 0 кВт на шкаф (30 кВт с резервированием N+1) 3 Top Down View Передняя часть Задняя часть Блок конд. InRow Герметизация задней части Герметизация передней части вид сверху шкаф NetShelter SX Блок конд. InRow

25. Контейнерная герметизация может быть установлена дополнительно по мере необходимости 3

26. Решение по защите ВЫСОКОЙ ПЛОТНОСТИ – всегда увеличение ЭФФЕКТИВНОСТИ Идентичные принципы проектирования позволяют достичь двух целей одновременно Защита Maximize Технические решения для HIGH DENSITY Технические решения для увеличения ЭФФЕКТИВНОСТИ Динамическое охлаждение локализованное с нагрузкой Управление на уровне отдельной стойки в режиме реального времени Модульные масштабируемые компоненты Динамическое охлаждение локализованное с нагрузкой Управление на уровне отдельной стойки в режиме реального времени Модульные масштабируемые компоненты

27. apacity Management ™ Идентификация перегруженных и недогруженных областей центра обработки данных Минимизация сбоев и ошибок оператора с помощью превентивного мониторинга, контроля датчиков и микроклимата Быстрая адаптация в режиме реального времени в соответствии с изменяемыми потребностями электроснабжения и охлаждения 4 C Увеличение эффективности ИТ-персоналом с помощью Capacity Management

28. Capacity Manager ™ Анализ воздушных потоков Установка нового оборудования без перегрева и влияния на температурные режимы уже установленного оборудования. Модуляция изменений ; анализ температуры, воздухопотоков, учет кондиционеров. Физическое размещение оборудования Быстрое определенние опимального места для нового сервера, на основании требований по размещению в стойке, охлаждению и электропитанию. Анализ конфигураций Модель эффективности и сравнения альтернативных и существующих расстановок оборудования с помощью детального анализа 4 Заполнение шкафов Простой фронтальный вид для точного и детального представлению расположения оборудования Доступные резервы роста Понимание доступной емкости с помощью учета доступных ресурсов пространства, мощности, доступных розеток и сетевых портов, охлаждения, архитектуры центра обработки данных

29. Виртуализация Драматически изменяет требования к электропитанию и охлаждению.

30. ДО виртуализации $366,561 Двойной эффект от виртуализации с оптимизацией инфраструктуры Счета за электичество Пример расчета, используя Virtualization Energy Cost Calculator APC TradeOff Tool ™ ПОСЛЕ виртуализации … не измененная инфраструктура электропитания /охлаждения $258,900 Период окупаемости : <4 лет экономии 29% Только после виртуализации … после ОПТИМИЗАЦИИ электропитания /охлаждения 65% Экономии $126,550

31. Модульная конструкция инженерной инфраструктуры позволяет минимизировать потерю энергоэффективности при осуществлении виртуализации в ЦОД Scalable - modular - when needed All at once Power and cooling installation method Загрузка IT Модульная конструкция при виртуализации Эффектив-ность ЦОД DCiE 1 Виртуализация

32. 2008 2018 2013 30% 47% 65% центров обработки данных центров обработки данных ЛУЧШИЙ 10% НАИХУДШИЙ 10% Средний Data center efficiency (DCiE) 90 % 20 % Реалистичная оценка эффективности центров обработки данных 30% 40% 50% 60% 70% 80% 80% всех центров обработки данных находятся на указанном уровне 80% DCiE 72% DCiE 65% DCiE

33. Точки роста эффективности инфраструктуры (Baseline: Average of existing installed base) **$$ values based on $.15 per kwhr electric cost, starting DCiE of 47%, ave density 8KW/rack $240,000 4% 4% Правильно подобранное модульное оборудование для электропитания и охлаждения $1,4 9 0,000 25% Возможная оптимизация от 47% до 72% DCiE $ 2 20,000 5 % 25% Динамический контроль системы охлаждения ( VFD вентиляторы, насосы, чиллеры) , Free Cooling. $190,000 4% 8% Высокий КПД для ИБП $250,000 4% 38% Экономайзеры, приводы с переменной частотой для охлаждения $590,000 8% 70% Изменение кондиционирования залов на внутрирядные решения с динамическим изменением охлаждающей способности $$ экономия за 15 лет на 1 00 kW центре обработки данных ** DCiE Потенциальное сокращение расходов на электроэнергию Улучшение

34. Как определить эффективность Вашего ЦОД 1 Примерная оценка 2 Индивидуальная оценка ЦОД Учитываются специфические особенности Вашего ЦОД Анализ всех возможностей оптимизации действующей инфраструктуры ЦОД В результате – нахождение оптимального по заданным Вами критериям варианта Привлечение специалистов АРС Интерактивные средства Автоматический расчет, используя модель Вашего ЦОД Ввод параметров Вашего ЦОД Рассчитывает функцию эффективности, стоимость электроэнергии, распределение потребления между системами питания/охлаждения/ИТ оборудованием Самостоятельная оценка Профессиональная экспертиза

35. Интерактивные средства анализа Расчет влияния энергоэффективности ЦОД на экономию энергии Расчет влияния различных систем бесперебойного питания и охлаждения на энергоэффективность ЦОД Сравнение энергоэффективности различных моделей ИБП Расчет влияния различных вариантов построения инфраструктуры ЦОД на капитальные затраты Расчет требуемой мощности системы бесперебойного питания в зависимости от выбранной (используемой) ИТ-нагрузки Расчет влияния виртуализации серверов и плотности размещения оборудования на экономию электроэнергии и занимаемой площади Калькулятор применимости различных вариантов герметизации для ЦОД Влияние выбора различных систем питания постоянного и переменного тока на энергоэффективность ЦОД Доступные калькуляторы для проведения самостоятельного анализа вариантов модернизации Вашего ЦОД: http :// tools.apc.com

36. Data center efficiency Резюме Вновь создаваемые Центры обработки данных или зоны ЦОД, могут быть построены с учетом современных требований. Большинство существующих ЦОД обладают значительным потенциалом для оптимизации и уменьшения текущих затрат, который может быть идентифицирован в процессе обследования. Как обеспечить оптимизацию для улучшения ROI ЦОД ? Необходимо идентифицировать и оптимизировать технические решения применяемые в ЦОД. Даже простые и доступные оптимизации, например, потоков воздуха, могут привести к заметному улучшению эффективности. Более действенный подход связанный с проектированием новых ЦОД и/или зон высокой плотности (на существующих площадках) с использованием правильно подобранных, высокоэффективных решений бесперебойного питания и охлаждения. Как я могу уменьшить потребление электроэнергии в ЦОД ? Если не было принято специальных мер, вероятно на 5-20% меньше, чем может быть; Оценить текущую эффективность возможно самостоятельно с помощью data center efficiency calculator или воспользоваться профессиональным сервисом APC data center efficiency assessment Какова эффективность моего ЦОД(серверной комнаты) ?

37. Ваши вопросы ? Владимир Приймак, менеджер по работе с корпоративными клиентами APC by Schneider Electric в Украине и Молдове т. (044) 538-14-78 [email_address] http://it-times.com.ua DATA CENTER EFFICIENCY GOLD LEVEL 2008