Проблема неефективного охолодження в невеликих дата-центрах

ЗМІ та природоохоронні організації часто критикують дата-центри за низьку ефективність інфраструктури, недостатньо високе завантаження серверів і забруднення атмосфери вихлопними газами при експлуатації дизель-генераторів. Все це, безсумнівно, важливо, але у більшості дата-центрів є один набагато більше вагомий недолік – малоефективна система охолодження.

Не секрет, що на частку системи охолодження може припадати близько половини всього енергоспоживання дата-центру. Оператори гіпермасштабних дата-центрів на зразок Google, Facebook і Microsoft можуть дозволити собі вкладати величезні гроші у проектування і розгортання супер-ефективних систем охолодження ЦОД. Це істотно знижує частку холодильних машин в загальному енергоспоживанні дата-центру і дозволяє власникам ЦОД покращувати імідж своїх брендів за рахунок хвалебних статей в профільних ЗМІ. Але журналісти часто ігнорують той факт, що загальне енергоспоживання гіпермасштабних ЦОД – лише крапля в морі порівняно з загальною кількістю електроенергії, що витрачається дата-центрами в усьому світі.

Малі серверні кімнати і невеликі ЦОД, що знаходяться в розпорядженні підприємств середнього розміру і державних установ, якщо і з'являються в центрі уваги журналістів, то, швидше за все, у зв'язку з пожежами та іншими надзвичайними ситуаціями. А адже саме усередині них розміщена велика частина IT-обладнання в світі, і саме на їх частку припадає більша частина електроенергії, що споживається всіма дата-центрами планети.

І всередині таких малопотужних ЦОД часто розміщені неефективні системи охолодження серверів. Низька ефективність систем охолодження може бути обумовлена декількома факторами. По-перше, це відсутність в операторів ЦОД достатньої кількості вільних фінансових ресурсів для купівлі дорогих сучасних систем охолодження. По-друге, відсутність достатньої кількості часу для тривалої модернізації інфраструктури. По-третє, той факт, що оператори ЦОД ніколи на власні очі не бачать рахунки за електроенергію з астрономічними цифрами і, як наслідок, не відчуваю необхідність у зменшенні споживання електроенергії підконтрольним об'єктом.

Як виправити ситуацію? Потрібно знайти першопричини. Для цього можна скористатися досвідом фахівців зі стажем. У 2015 році експертів фірми Future Resource Engineering, яка займається проектуванням дата-центрів, вдалося домогтися підвищення енергоефективності 40 дата-центрів площею від 500 до 10 тис. квадратних метрів. Це дозволило заощадити в загальній складності понад 24 млн. кВт*год електроенергії. Більшість поліпшень стосувалися саме системи охолодження ЦОД.

За словами представників компанії, найпоширенішою причиною низької ефективності малопотужних ЦОД є надмірна холодопродуктивність. Експерти, як і раніше спостерігають тенденцію до «переохолодження» дата-центрів. При цьому багато операторів ЦОД усвідомлюють наявність подібної проблеми, але у них немає часу або ресурсів, щоб здійснити необхідні поліпшення. Як правило, у подібного «переохолодження» є дві причини: занадто висока надмірність системи охолодження (надмірне резервування) і «гарячі точки». Ці причини можуть бути усунені за допомогою інтелектуальних систем управління кондиціонерів та відповідної оптимізації повітряних потоків.

Оскільки власники дата-центрів завжди ставлять надійність вище енергоефективності, багато ЦОД мають надлишкові системи охолодження, які працюють у режимі 24/7 на повну потужність. Початок постійного моніторингу інфраструктури ЦОД дозволяє зрозуміти реальні потреби IT-навантаження в охолодженні. Такий підхід дозволяє оптимізувати охолодження в режимі реального часу, відключаючи і включаючи допоміжне обладнання по мірі необхідності. На жаль, у більшості малих дата-центрів немає відповідних систем моніторингу та управління інфраструктурою.

«Переохолодження» також є досить розповсюдженим, але вкрай неефективним способом боротьби з «гарячими точками» в машинному залі ЦОД. Це коли температура поряд з деякими серверами вище, ніж поруч з іншими. У такій ситуації оператор ЦОД направляє в машинний зал достатню кількість холодного повітря, щоб переконатися в тому, що близькі до перегріву машини у безпеці. Але такий підхід означає, що в решті частини машинного залу буде занадто холодно.

Іншою поширеною проблемою є погане розділення потоків гарячого та холодного повітря. Без належної системи ізоляції повітряних потоків або через непродуманий їх розподіл нагріте повітря може змішуватися з холодним повітрям, що приводить до необхідності нагнітати в машинний зал ще більше холодного повітря, щоб довести загальну температуру до потрібного рівня.

Зрозуміло, що першочерговим пріоритетом операторів ЦОД є надійність, але створення більш надійних систем за рахунок надмірного резервування веде до неефективності. Якщо ситуація не зміниться, проблема надмірного енергоспоживання індустрії ЦОД буде зберігатися, незалежно від того, наскільки ефективним виявиться наступний дата-центр Facebook або Google.

Правила використання матеріалів сайту