Проблема неэффективного охлаждения в небольших дата-центрах

СМИ и природоохранные организации часто критикуют дата-центры за низкую эффективность инфраструктуры, недостаточно высокую загрузку серверов и загрязнение атмосферу выхлопными газами при эксплуатации дизель-генераторов. Все это, несомненно, важно, но у большинства дата-центров имеется один гораздо большее весомый недостаток – малоэффективная система охлаждения.

Не секрет, что на долю системы охлаждения может приходиться около половины всего энергопотребления дата-центра. Операторы гипермасштабных дата-центров вроде Google, Facebook и Microsoft могут позволить себе вкладывать огромные деньги в проектирование и развертывание супер-эффективных систем охлаждения ЦОД. Это существенно снижает долю холодильных машин в общем энергопотреблении дата-центра и позволяет владельцам ЦОД улучшать имидж своих брендов за счет хвалебных статей в профильных СМИ. Но журналисты часто игнорируют тот факт, что общее энергопотребление гипермасштабных ЦОД – лишь капля в море по сравнению с общим количеством электроэнергии, расходуемой дата-центрами во всем мире.

Малые серверные комнаты и небольшие ЦОД, находящиеся в распоряжении предприятий среднего размера и государственных учреждений, если и оказываются в центре внимания журналистов, то, скорее всего, в связи с пожарами и прочими чрезвычайными ситуациями. А ведь именно внутри них размещена большая часть IT-оборудования в мире, и именно на их долю приходится большая часть электроэнергии, потребляемой всеми дата-центрами планеты.

И внутри таких маломощных ЦОД зачастую размещены неэффективные системы охлаждения серверов. Низкая эффективность систем охлаждения может быть обусловлена несколькими факторами. Во-первых, это отсутствие у операторов ЦОД достаточного количества свободных финансовых ресурсов для покупки дорогостоящих современных систем охлаждение. Во-вторых, отсутствие достаточного количества времени для длительной модернизации инфраструктуры. В-третьих, тот факт, что операторы ЦОД никогда своими глазами не видят счета за электроэнергию с астрономическими цифрами и, как следствие, не чувствую необходимость в уменьшении потребления электроэнергии подконтрольным объектом.

Как исправить ситуацию? Нужно найти первопричины. Для этого можно воспользоваться опытом специалистов со стажем. В 2015 году экспертам фирмы Future Resource Engineering, которая занимается проектированием дата-центров, удалось добиться повышения энергоэффективности 40 дата-центров площадью от 500 до 10 тыс. квадратных метров. Это позволило сэкономить в общей сложности более 24 млн. кВт*ч электроэнергии. Большинство улучшений касались именно системы охлаждения ЦОД.

По словам представителей компании, самой распространенной причиной низкой эффективности маломощных ЦОД является чрезмерная холодопроизводительность. Эксперты по-прежнему наблюдают тенденцию к «переохлаждению» дата-центров. При этом многие операторы ЦОД осознают наличие подобной проблемы, но у них нет времени или ресурсов, чтобы осуществить необходимые улучшения. Как правило, у подобного «переохлаждения» есть две причины: слишком высокая избыточность системы охлаждения (чрезмерное резервирование) и «горячие точки». Эти причины могут быть устранены с помощью интеллектуальных систем управления кондиционеров и соответствующей оптимизации воздушных потоков.

Поскольку владельцы дата-центров всегда ставят надежность выше энергоэффективности, многие ЦОД имеют избыточные системы охлаждения, которые работают в режиме 24/7 на полную мощность. Начало постоянного мониторинга инфраструктуры ЦОД позволяет понять реальные потребности IT-нагрузки в охлаждении. Такой поход позволяет оптимизировать холодопроизводительность в режиме реального времени, отключая и включая вспомогательное оборудование по мере необходимости. К сожалению, в большинстве малых дата-центров нет соответствующих систем мониторинга и управления инфраструктурой.

«Переохлаждение» также является весьма распространенным, но крайне неэффективным способом борьбы с «горячими точками» в машинном зале ЦОД. Это когда температура рядом с некоторыми серверами выше, чем рядом с другими. В такой ситуации оператор ЦОД направляет в машинный зал достаточное количество холодного воздуха, чтобы убедиться в том, что близкие к перегреву машины в безопасности. Но такой подход означает, что в остальной части машинного зала будет слишком холодно.

Другой распространенной проблемой является плохое разделение потоков горячего и холодного воздуха. Без надлежащей системы изоляции воздушных потоков или из-за непродуманного их распределения нагретый воздух может смешиваться с холодным воздухом, что приводит к необходимости нагнетать в машинный зал еще больше холодного воздуха, чтобы довести общую температуру до нужного уровня.

Понятно, что первоочередным приоритетом операторов ЦОД является надежность, но создание более надежных систем за счет чрезмерного резервирования ведет к неэффективности. Если ситуация не изменится, проблема чрезмерного энергопотребления индустрии ЦОД будет сохраняться, независимо от того, насколько эффективным окажется следующий дата-центр Facebook или Google.

Правила использования материалов сайта