Rambler's Top100
Статьи
04 мая 2015

Индивидуальность из стандартных модулей

ИТ-задачи и потребности у всех заказчиков разные, и каждому нужен уникальный дата-центр. Однако «индпошив» не всегда оказывается дороже типового строительства.

Денис ШАРАПОВ

О том, как принцип модульности позволяет создать индивидуальное, но при этом экономичное решение, рассказывает менеджер Schneider Electric по развитию бизнеса контейнерных ЦОДов Денис ШАРАПОВ.

– Как давно компания Schneider Electric занимается контейнерными и модульными дата-центрами?

– Модульные ЦОДы и оборудование для них присутствуют в каталоге компании Schneider Electric с 2007 г. Именно тогда произошла интеграция с компанией APC. Она является родоначальником целого ряда ключевых технологий и канонов для дата-центров, на которых «выросло» не одно поколение проектов. А в 2014 г. состоялось приобретение компании AST Modular, которая первой в мире разработала и реализовала проект контейнерного ЦОДа. Объединение таких серьезных технологических и интеллектуальных ресурсов принесло ощутимые результаты: компания Schneider Electric реализовала на мировом рынке более 560 проектов модульных дата-центров под ключ. Далеко не каждый производитель даже менее сложных решений для ЦОДов может похвастаться простым участием в таком количестве проектов.

– Каковы масштабы этих проектов? Какие технические решения чаще всего в них используются?

– В числе этих 560 проектов есть и модульные дата-центры на несколько стоек, и мегаЦОДы. Конечно, основная масса – это небольшие дата-центры, занимающие один-два контейнера, а мегапроекты составляют меньшинство. Например, в России их всего два. Это дата-центр технопарка «Жигулевская долина» и ЦОД «ВымпелКома» в Ярославле. Такие проекты случаются далеко не каждый день.

– И каждый такой контейнер из массива является небольшим ЦОДом?

– Обычно в таких мультимодульных дата-центрах используются специализированные контейнеры, совокупности которых образуют отдельные блоки ЦОДа. Например, ИТ-блок состоит из группы унифицированных контейнеров определенной конфигурации, предназначенных для размещения ИТ-оборудования. Есть также блок электропитания, состоящей из группы контейнеров, в которых устанавливаются ИБП, аккумуляторные батареи, системы охлаждения для них, электрощитовое оборудование и т.д. Несколько модулей может занимать хладоцентр, в состав которого входят чиллеры, насосные станции, трубная обвязка, системы автоматического управления. Каждый такой контейнер со всем содержимым собирается и тестируется на заводе, так что работы по их запуску на площадке занимают всего несколько дней.

– В чем преимущества модульного принципа построения дата-центров?

– Модульный принцип позволяет достаточно гранулированно распределить капитальные затраты на весь период жизненного цикла ЦОДа и тем самым оптимизировать оборот денежных средств. Традиционный ЦОД «съедает» серьезный бюджет именно на стадии запуска, поскольку капитальное строительство требует больших единовременных затрат. Что касается заранее собранных (prefabricated) модульных решений для построения дата-центров, то для них цена вопроса на начальном этапе гораздо ниже, да и согласование подобного проекта в разных инстанциях намного проще. Модульное решение собирается на заводе и доставляется на площадку фактически в готовом виде, т.е. на месте инсталляции производится только крупноузловая сборка, что позволяет резко уменьшить вероятность человеческой ошибки. Сокращаются и временные затраты на реализацию проекта, потому что развертывается решение гораздо быстрее и, самое главное, в процессе строительства целый ряд работ может выполняться параллельно.

Традиционный ЦОД строится поэтапно. Мы не можем начать возводить стены, пока не готов фундамент. Раньше окончания строительных работ нельзя смонтировать ряд инженерных систем и т.д. Перед этим необходимо выполнить проектирование и согласование всего проекта будущего ЦОДа. В случае же использования модулей заводской сборки на объекте нужно только подготовить основание для их установки – бетонную стяжку, выравнивающую поверхность, или опорную раму. Параллельно с возведением этой конструкции можно подводить к площадке электричество и воду, а также собирать модули на заводе Schneider Electric.

Когда эти работы закончены, на место приезжают готовые блоки, из которых довольно оперативно собирается дата-центр (или просто привозят один контейнер со всей необходимой встроенной инфраструктурой). Монтаж и подключение коммуникаций на подготовленной площадке занимают несколько дней, после чего можно начинать тестовые испытания. В итоге сроки запуска проекта сокращаются как минимум в полтора раза, а время – это деньги, которые компания не замораживает на объекте капитального строительства, а пускает в оборот. Да, в наших российских реалиях решения заводской сборки обходятся чуть дороже, чем традиционные дата-центры с тем же количеством стоек и прочими равными, но выгоды, которые они приносят бизнесу, несравнимы с этой небольшой переплатой. Если же сравнивать решение модульных помещений физической защиты и ЦОД в здании той же площади, то решение заводской сборки обойдется дешевле.

– Какие еще технологии позволяют сократить затраты на капитальное строительство при создании дата-центра?

– Модульные помещения физической защиты для дата-центров. Они представляют собой быстровозводимые панельные конструкции, специально изготовленные для сборки помещения конкретных размеров и конфигурации, внутри которого и располагается ЦОД. Например, панельные конструкции Smart Shelter от Schneider Electric позволяют не только сократить затраты на капитальное строительство и сроки строительных работ, но и довести имеющееся здание до уровня высокозащищенного дата-центра.

Дело в том, что эти панели обладают очень высокими противопожарными характеристиками. Из них можно собрать помещение, которое защищает установленное внутри оборудование от воздействия множества физических факторов – затопления, возгорания, задымления, запыления, несанкционированного проникновения, электромагнитного излучения и т.д. Опций защиты много, есть даже решения с баллистическими сертификатами. Такие модульные помещения физической защиты могут устанавливаться как внутри имеющегося здания, так и снаружи. При установке комнаты физической защиты Smart Shelter внутри здания не придется делать в помещении чистовую отделку, не нужно будет проводить работы по гидроизоляции и принимать целый ряд мер пожарной безопасности. Стоит также отметить, что панели Smart Shelter можно использовать многократно, и в случае переезда заказчик всегда сможет разобрать эту комнату и собрать ее в другом месте.

– Есть ли в России интересные проекты модульных дата-центров?

– Самый большой из них – это уже упомянутый ЦОД «ВымпелКома» в Ярославле. Этот дата-центр особенно интересен экономической моделью своего создания. Перед компанией «ВымпелКом» стояла задача предупредить рост потребности в ИТ-мощностях на несколько лет вперед. Предполагалось также, что в течение нескольких лет в этот ЦОД переедут вычислительные комплексы, которые сейчас работают на нескольких территориально распределенных объектах, что явно неудобно с точки зрения эксплуатации. Исходя из этих положений была рассчитана стратегия построения дата-центра и выбрана концепция модульного ЦОДа, в котором используются самые современные, энергоэффективные и экологичные технологии. В начале строительства они обходятся несколько дороже традиционных, но должны окупить себя через несколько лет эксплуатации.

Сейчас реализована первая стадия проекта, мощность которой составляет лишь одну шестую полной мощности будущего вычислительного комплекса. Возможно, что лет через пять процессорные технологии изменятся до такой степени, что финальная часть дата-центра будет выглядеть уже совсем иначе. Поэтому, выбрав модульный принцип и поэтапное строительство, заказчик фактически сэкономил в начале реализации проекта пять шестых бюджета на строительство машинных залов и их охлаждения.

– Каковы особенности построения инженерных систем для контейнерных ЦОДов? Чем они отличаются от систем, предназначенных для традиционных стационарных дата-центров?

– Линейки инженерного оборудования для традиционных и контейнерных ЦОДов по большинству моделей пересекаются. Например, ИБП MGE Galaxy и APC Symmetra используются во всех типах дата-центров. Но при этом в системах охлаждения ИТ-оборудования, как правило, применяются абсолютно разные решения. В частности, в контейнерных решениях нередко можно увидеть моноблочные системы с прямым и косвенным фрикулингом. Особняком стоят системы охлаждения, которые оптимизированы по конструкции и типоразмерам для установки и обслуживания в контейнерных дата-центрах. Это всевозможные потолочные и подфальшпольные теплообменники, а также специальные системы охлаждения, которые интегрируются в каркас контейнерного ЦОДа. Хотя у Schneider Electric есть и универсальные системы охлаждения, которые можно установить буквально в любом дата-центре. Например, прецизионные кондиционеры Uniflair или APC InRow.

– На какие дата-центры ориентирована известная система охлаждения EcoBreeze?

– EcoBreeze разработан для средних и крупных ЦОДов мощностью не менее 200кВт. Ассортимент состоит всего из двух типов шасси, имеющих типоразмер 20- и 40-футового контейнера и позволяющих разместить до четырех или восьми модулей охлаждения. При этом каждый модуль имеет производительность до 50 кВт. Таким образом, вы получаете возможность наращивать мощность системы охлаждения по «требованию» с квантом всего 50 кВт. Для установки модулей не требуется проведения сложных работ, только такелаж и стыковка в шасси, ну и небольшой объем пусконаладочных работ, конечно.

Система EcoBreeze, в которой используется технология непрямого фрикулинга, является полностью интегрированной, т.е. для ее работы не нужны внешние конденсаторы, чиллеры и т.п. Для запуска системы EcoBreeze в эксплуатацию в целом ее достаточно установить на место, подвести к ней воздуховоды для забора воздуха и подачи его в дата-центр, подключить электропитание и воду для встроенной адиабатической системы. Никаких особых требований к качеству воды не предъявляется, так как шасси имеет встроенную систему очистки. В отличие от многих других систем адиабатического охлаждения, в которых теплообменники орошают мелкодисперсной водой под высоким давлением, в системе EcoBreeze используется встроенная более надежная адиабатическая система низкого давления. Если при орошении теплообменника не происходит испарения всей влаги, часть воды сливается в дренирующий коллектор, а затем проходит повторную механическую очистку во встроенных фильтрах и снова направляется в систему орошения. В результате расход воды резко снижается. Проблема оседания на теплообменнике содержащихся в воде солей и минералов решена очень красиво: во-первых, в системе используется полимерный теплообменник, на стенках которого нерастворенные соли и минералы не могут прочно закрепиться, а во-вторых под воздействием потока воздуха трубки теплообменника слегка вибрируют и за счет этой вибрации посторонние частицы сбрасываются со стенок теплообменника.

В общем, система EcoBreeze самодостаточна, надежна и неприхотлива. Ей нужно только подать электропитание и обычную воду, которую она сама очистит и потом будет экономно расходовать. При приближении низких температур вода заблаговременно автоматически дренируется из системы (в зависимости от настроек это происходит при температуре окружающей среды 7–8°С), а EcoBreeze переключается на воздушное охлаждение. В таком режиме система может работать даже при сильных морозах. Если же, наоборот, стоит жаркое лето, то к адиабатической системе подключается дополнительный встроенный механический контур охлаждения. Таким образом, система может самостоятельно адаптироваться к любым климатическим условиям.

– Всегда ли применима система EcoBreeze? Есть ли у нее какие-либо недостатки?

– Конечно, систему EcoBreeze не всегда можно использовать. Хотя бы потому, что ее шасси, как уже было сказано, представляет собой 20- или 40-футовый контейнер. То есть габариты установки, не смотря на то что на данный момент это одно из самых компактных и высокоинтегрированных решений на рынке, наверное, можно отнести к недостаткам, но только в случае сильного дефицита пространства в конкретном проекте. Да и конкретное инженерное решение того или иного ЦОДа может оказаться несовместимым с контейнерным модулем наружной установки. Такая специфика в крупных ЦОДах встречается крайне редко. Но для таких исключений в портфеле Schneider Electric есть модули NFC (Natural FreeCooling, естественный фрикулинг), разработанный компанией AST Modular. Он весьма компактен – примерно 2 х 2 х 1,3 м, т.е. для него всегда можно найти место или в самом здании, или рядом с ним. Его можно интегрировать в систему вентиляции здания, установить в контейнере или на прилегающей территории. По принципу работы он похож на систему EcoBreeze, но есть и некоторые отличия. В EcoBreeze применяется полимерный перекрестный теплообменник, а в модулях NFC – рекуперативный статический теплообменник с тепловыми трубками. Каждая такая трубка является небольшим фреоновым кондиционером. Внутрь трубки закачана специальная смесь газа, часть которой при определенной температуре находится в жидком виде. При нагреве свыше 25°С эта смесь закипает и испаряется, катализируя теплообмен между нижней и верхней частями теплообменника. Нижняя часть теплообменника обдувается горячим воздухом из помещения дата-центра, а верхняя охлаждается внешним наружным воздухом. Холодопроизводительность такого модуля, который очень надежен и легок в обслуживании, составляет те же 50 кВт, что и у модуля системы EcoBreeze.

– Какие тенденции наблюдаются сейчас в разработке решений для контейнерных и модульных ЦОДов?

– Специалисты компании Schneider Electric всегда старались строить, если можно так выразиться, идеальные ЦОДы с высокой отказоустойчивостью и культурой технического дизайна. Однако, как показывает практика, такие дата-центры нужны не всегда и не каждому заказчику. На рынке есть вполне устойчивый спрос на ЦОДы с гораздо более простым подходом к сложным вещам. А вендор должен в первую очередь ориентироваться на клиентов. Например, раньше в каталоге Schneider Electric было 36 дизайнов модулей для дата-центров, которые были разработаны приоритетно для ЦОДов в конфигурации, соответствующей Tier III. Не перед всеми стоит такая задача... В итоге заказчику приходилось покупать решение с запасом, хотя сама идея модульности изначально предполагает отказ от строительства ЦОДов «на вырост». Поэтому сейчас компания Schneider Electric полностью изменила подход к конфигурированию и разработке решений: теперь каждый проект для нас индивидуален. И действительно, с 2014 г. среди реализованных проектов практически нет похожих. Это происходит потому, что каждый заказчик формулирует задачу по-своему, у каждого свои приоритеты. Одному клиенту нужен ЦОД на 10 стоек уровня Tier III, а другому – 12 стоек уровня Tier II, и каждый получит именно то, что заказывает, а не что-то из ранее разработанных типовых «идеальных» проектов с похожими характеристиками. Типовые проекты сейчас существуют лишь для того, чтобы продемонстрировать заказчику наши возможности и особенности предлагаемых технологий и помочь ему сформировать свою точку зрения на его будущий реальный ЦОД. 

Поделиться:
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!