Rambler's Top100
 
Статьи
Николай НОСОВ  22 июля 2019

Направления развития инженерного оборудования ЦОДов: взгляд из Италии

Продолжается оптимизация работы инженерной инфраструктуры дата-центров, которая становится все более «умной».

Конструкторы борются за повышение экономической эффективности использования оборудования при выполнении требований к надежности и безопасности. Основные функции инженерной инфраструктуры ЦОДа – подводить к вычислительной нагрузке электроэнергию и отводить выделяемое во время работы тепло. И делать это с минимальными затратами ресурсов и соблюдением заданных требований по мощности, надежности и безопасности. На выполнение этих условий направлены усилия разработчиков инженерных систем ЦОДов и вендоров, поставляющих оборудование, в том числе компании Vertiv, заводы которой в Италии удалось посетить этим летом.
Экономическая эффективность – основа бизнеса. Разработчики Vertiv в центрах R&D в Болонье и Тоньяне стремятся к повышению КПД, снижению PUE при различных нагрузках и увеличению срока службы оборудования. Уменьшение стоимости оборудования, затрат на обслуживание, веса и занимаемой площади изделий снижают совокупную стоимость владения (ТСО) дата-центром.

Системы бесперебойного электропитания

Явно выраженный тренд рынка – рост спроса на решения с литий-ионными батареями для систем бесперебойного питания. Как сообщили в Vertiv, за последние полгода на завод компании в Болонье поступило больше заказов на такие решения, чем за весь предыдущий год.

Директор Vertiv по бизнес-направлению ИБП переменного тока в регионе EMEA Андрео Ферро отметил, что литий-ионные батареи стоят в полтора раза больше, чем свинцово-кислотные, но выдерживают больше циклов заряда-разряда, имеют более высокий зарядный ток, сокращающий время зарядки, более продолжительный срок службы и за счет снижения OPEX выигрывают по ТСО при длительных сроках эксплуатации. Выигрыш особенно заметен в крупных дата-центрах.

Повышение интеллектуальности

В увеличении эффективности помогают разрабатываемые инженерами Vertiv системы автоматизации, например, в компрессорах с плавной регулировкой производительности используются программно управляемые электронные расширительные вентили. Другие примеры «умного» управления инженерным оборудованием -- регулировка скорости вращения вентиляторов для изменения расхода воздуха и удаленное управление розетками ИБП, позволяющее в случае длительных перебоев в электропитании отключать неприоритетные устройства.

Моделирование условий работы систем охлаждения в центре R&D

Интересно решение Vertiv, в котором программное обеспечение выбирает наиболее энергоэффективный режим работы чиллера с учетом стоимости воды и электроэнергии в то или иное время. Еще один путь экономии, предлагаемый вендором, – сокращение потребления электричества путем уменьшения количества включений чиллера при снижении вычислительной нагрузки ЦОДа за счет автоматического повышения температуры порога включения (режим Supersaver).

Пульт тестирования систем бесперебойного питания на заводе Vertiv в Болонье

В новых программно определяемых системах класса SD-Power «умные» ИБП начинают применяться для компенсации нехватки мощности при пиковых нагрузках. Повышенный ресурс циклов заряда-разряда литиевых батарей дает возможность экономить на электроэнергии, используя электричество батарей для питания оборудования ЦОДа в рабочее время, когда тарифы на электричество максимальны, и переходя на магистральное электричество для полезной нагрузки и зарядки батарей ночью при сниженных тарифах. Последние модели силовых установок Vertiv даже дают возможность продавать накопленную ночью в батареях электроэнергию днем по повышенным тарифам. В общую сеть отдается электричество хорошего качества, но это решение не для нашей страны, где GRID-энергетика встречает значительные регуляторные трудности.

Управление инфраструктурой ЦОДа

Для повышения эффективности работы дата-центра нужно оптимизировать работу инженерных систем в целом. Новые возможности управления оборудованием интегрируются в DCIM-системы, которые позволяют контролировать изменения инженерной инфраструктуры ЦОДа, понимать потребности ИТ-оборудования, управлять мощностью.

Используя коммуникационные протоколы (EEM, Modbus, SNMP, YDN23, Siteweb или SOC) разработанные Vertiv DCIM-системы осуществляют мониторинг и управление широким спектром оборудования (ИБП, кондиционеры, ДГУ и др.). С помощью протокола SNMP или Webservices они обеспечивают коммуникацию с другими системами сетевого управления, предоставляют возможность рассчитывать PUE, проводить удаленное тестирование аккумуляторных батарей, контролировать качество электропитания. Доступ возможен через веб-интерфейс с любого мобильного устройства. Важную роль играет простота представления информации о диагностике и управлении инцидентами в системах визуализации данных.

Безопасность

Чем более «умными» становятся инженерные системы ЦОДов, тем острее становятся проблемы безопасности. Атаки на дата-центр могут проводиться через подключенное к ИТ-системе инженерное оборудование, например, через вынесенные на крышу арендованного здания чиллеры. При этом могут использоваться уязвимости в программном обеспечении на уровне микросхем.

Для снижения подобных рисков кибербезопасности Vertiv устанавливает в своих системах собственные проприетарные контроллеры и самостоятельно разрабатывает ПО для них. Другой возможный путь – тщательный контроль поставщиков микросхем и вычислительных устройств для инженерных систем дата-центра.

Системы охлаждения

ИТ-оборудование становится все более «теплолюбивым», способным работать при более высоких температурах, что положительно сказывается на затратах на охлаждение – повышение температуры воздуха «на входе» ЦОДа на один градус сокращает энергозатраты на 4–5%.

Новой тенденции должна соответствовать и более «теплолюбивая» инженерная инфраструктура. Литий-ионные батареи выдвигают менее жесткие требования к охлаждению, менее чувствительны к колебаниям температуры, что важно в условиях растущей допустимой температуры воздуха в дата-центре. Другие требования предъявляются и к охлаждающим системам. Так, во время нашего визита на завод Vertiv в Тоньяне тестировались установки испарительного охлаждения для ЦОДов в Сингапуре, на вход которых подавался воздух с температурой +37°С.

Стенд тестирования установки испарительного охлаждения на заводе Vertiv в Тоньяне

На развитие инженерных систем ЦОДов влияют и изменения в законодательстве. Трендом можно считать уменьшение использования в системах охлаждения фреона, что вызвано давлением регуляторов, в частности, европейских. С каждым годом европейское законодательство ужесточает нормы использования фреона, ограничивая максимальную заправку фреоном устройства на 1 кВт холодопроизводительности. Менеджер решений температурного управления компании Vertiv Лука Филиппетто рассказал, что одним из путей решения проблемы является применение микроканальных конденсаторов. В отличие от стандартных конденсаторов, состоящих из медных трубок и алюминиевых ребер, они сделаны полностью из алюминия, а в разрезе похожи на автомобильные радиаторы. Тонкие полости для фреона снижают объем заправки, а малый размер каналов для прохода теплоносителя обеспечивает высокий коэффициент теплоотдачи.

Свои чиллеры вендор также оснащает высокоэффективными микроканальными теплообменниками. В чиллерах, в отличие от фреоновых кондиционеров, весь фреон сосредоточен внутри холодильной машины и не циркулирует по трубопроводам. Так что за счет отсутствия фреонопроводов между внутренними и уличными блоками удельное (на 1 кВт холодопроизводительности) количество фреона становится еще меньше.

Чиллер с фрикулингом

Выпускает Vertiv и системы охлаждения совсем без фреона, на прямом или косвенном фрикулинге, в том числе адиабатические системы. Решения набирают популярность за рубежом, но российские заказчики пока чаще предпочитают жидкостные системы, например чиллеры с функцией фрикулинга и адиабатического охлаждения, позволяющие выбирать способ охлаждения в зависимости от текущего режима работы.

Периферийные вычисления

Один из трендов в развитии ИТ – перенос части вычислений из облака на периферию сети. В edge-системах, микро- и мини-ЦОДах, например, в сетевых магазинах, тоже целесообразно перейти на использование литий-ионных батарей. Экономический эффект достигается не за счет масштаба ЦОДа, а за счет большого количества однотипных реализаций, что особенно актуально в условиях развития сетей 5G и интернета вещей. Компания Vertiv бизнес, занимающийся инженерным оборудованием для edge-инфраструктуры, выделила в отдельное направление. Среди выпускаемой продукции: стойки, шкафы, системы распределения питания, системы удаленного мониторинга, небольшие климатические системы и устройства бесперебойного питания.

Сертификация

Заказчик хочет быть уверен, что покупаемое решение соответствует заявленным производителем параметрам. В этом помогает независимая сертификация. Так, кондиционеры Vertiv имеют сертификат Eurovent, европейской ассоциации сертификации климатического и холодильного оборудования, который гарантирует, что погрешности реальных значений холодопроизводительности, расхода воздуха и энергопотребления лежат в пределах 5% величин, указанных в листе подбора оборудования. Это особенно важно для компаний, собирающихся проходить сертификацию Uptime Institute. «Если система имеет сертификат Eurovent, то можно брать в расчетах 5%-ную погрешность, если нет – Uptime Institute требует принимать погрешность 9–12%, так что заказчик имеет все шансы получить избыточную систему холодоснабжения, что скажется на стоимости ЦОДа и энергоэффективности его работы», – пояснил технический эксперт компании Vertiv Максим Орехов.

Набирает популярность и сертификация оборудования для ЦОДов Tier Ready. Так, в прошлом году prefab-модуль Vertiv получил сертификат Tier IV-Ready. Использование подобного оборудования упрощает последующую сертификацию ЦОДа в Uptime Institute.

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