Журнал о компьютерных сетях и телекоммуникационных технологиях
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК:
    Домой
 
   
АРХИВ ЖУРНАЛА
   

2008: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
2007: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
2006: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
2005: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
2004: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
2003: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
2002: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
2001: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
2000: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
1999: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
1998: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1997: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1996: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10


Rambler's Top100

  

Нехватка электроэнергии и проектирование ЦОДа

Патрик Маклафлин

Повышение потребления электроэнергии оборудованием и необходимость его охлаждения создают дополнительные проблемы при проектировании центров обработки данных (ЦОД).

Проектирование ЦОДа, который удовлетворял бы не только сегодняшние, но и завтрашние нужды компании, — дело невероятно сложное. Как свидетельствует многолетний опыт работы кабельной индустрии, задача построения поддерживающей будущие приложения сетевой инфраструктуры практически не поддается точным научным расчетам. Разрабатывая свои долгосрочные проекты, руководители ЦОДов сталкиваются со множеством самых различных неизвестных.

Влияющие на выбор и планировку здания ЦОДа факторы не ограничиваются сегодня лишь эстетической привлекательностью интерьера серверного зала или обеспечением базовой функциональности центра. И независимо от того, какую задачу решают менеджеры — реконструируют ли существующий ЦОД с целью увеличить его площадь и эффективность использования или проектируют абсолютно новый центр в расчете на его долгосрочную эксплуатацию, перед ними встает новая превалирующая проблема — обеспечение электроэнергией необходимой мощности.

Одна из самых досадных проблем, с которыми сегодня сталкиваются руководители ЦОДов, состоит в том, что нехватка электрической энергии начинает ощущаться раньше нехватки площадей. Другими словами, некоторые ЦОДы с открытой планировкой (open space) не могут позволить себе добавить нужное им оборудование только потому, что испытывают нехватку электрической энергии для работы (и охлаждения) этого оборудования. Одним из главных требований при планировании новых ЦОДов является наличие достаточного количества чистой и недорогой электроэнергии.

«С появлением такого высокоплотного компьютерного оборудования, как блейд-серверы, многие ЦОДы полностью выработали ресурсы мощности своих систем электропитания и кондиционирования», — поясняет вице-президент по исследованиям компании Gartner Майкл Белл. — Сегодня можно запросто «набить» в одну монтажную стойку множество электронных устройств, общая мощность потребления которых составит 30 кВт, тогда как всего несколько лет назад этот показатель был равен всего 2 кВт».

Сколько на стойку

Еще осенью 2006 г. компания Gartner сделала сногсшибательный прогноз, согласно которому к 2008 г. 50% ЦОДов будут испытывать нехватку электроэнергии и охлаждающей мощности, необходимых для поддержания работы высокоплотного оборудования.

«Увеличение потребляемой оборудованием мощности приводит к существенному увеличению выделяемого им тепла, в результате чего затраты на охлаждение ЦОДа могут превысить затраты на электроэнергию для питания компьютерного оборудования», — полагает г-н Белл.

Президент компании DPAir Арни Евдокимо воочию убедился, что эта проблема характерна для всех районов США, в которых его компания проектирует и поддерживает ЦОДы. «В последние несколько лет все ЦОДы старались установить в каждом монтажном шкафу как можно больше компьютерного оборудования», — отмечает он, объясняя причину прогнозируемой нехватки электрической мощности. Имея огромный опыт работы в области систем кондиционирования, эксперты компании DPAir хорошо понимают важность наличия охлаждающей мощности, достаточной для компенсации все увеличивающихся объемов тепла, выделяемого высокоплотным компьютерным оборудованием современных ЦОДов.

«Некоторые специалисты предполагают, что через пару лет одна монтажная стойка с высокоплотными серверами будет потреблять 47 кВт электроэнергии», — говорит г-н Евдокимо. Если этому прогнозу суждено сбыться, то одна серверная стойка потребует более 13 т охлаждающей мощности, что составит более 150 тыс. британских тепловых единиц (одна тонна охлаждающей мощности равна 12 тыс. британских тепловых единиц (БТЕ) в час; 1 БТЕ = 0,293 Вт). В прошлые же годы один 20-тонный кондиционер использовался для охлаждения целой компьютерной комнаты. В настоящее время 2/3 этой охлаждающей мощности может хватить лишь для одной стойки с блейд-серверами.

Насколько серьезна угроза

Реальна ли прогнозируемая компанией Gartner угроза надвигающейся нехватки электрической мощности для ЦОДов? Вот что говорит об этом старший технолог компании Chatsworth Products Иан Ситон: «Реально ли это? Вполне. Серьезно ли? Да. Тем не менее я думаю, что не так страшен черт, как его малюют». Вместе с тем он считает, что многие ЦОДы уже испытывают нехватку электроэнергии.

Господин Евдокимо отмечает следующую закономерность: «Очень часто в уже работающий с перегрузкой ЦОД устанавливают новые стойки с серверами. Иногда приобретение серверов и связанное с ними увеличение нагрузки становится для менеджера ЦОДа чем-то вроде удара исподтишка».

В любых сценариях, предусматривающих развитие существующего объекта (в противоположность строительству нового здания), одной из основных проблем становится модернизация функционирующего в нем ЦОДа. «Многие ЦОДы успели инвестировать в здание 30–40 млн долл., — говорит г-н Евдокимо. — Поэтому просто закрыться для них неприемлемо, зато зачастую они могут еще пять–десять лет нормально проработать, модернизировав свою систему энергоснабжения и добавив в нее трансформаторы и генераторы».

Хрупкая электросеть

Идея надежного и неограниченного электроснабжения от централизованной энергосистемы, к сожалению, является нереальной для большей части США. Потребляющие большие объемы электроэнергии пользователи могут заключить с коммунальным электросетевым предприятием контракт на поставку необходимого количества электрической энергии. В этом случае коммунальное предприятие должно будет предоставлять потребителю нужное ему количество электроэнергии, когда бы оно ему ни потребовалось. Но время от времени потребность в электроэнергии может превосходить имеющиеся в наличии у такого предприятия ресурсы электрической мощности, точно так же, как это иногда случается с другими энергетическими ресурсами, включая такой близкий всем нам ресурс, как бензин. Когда спрос на электроэнергию очень высок, коммунальные предприятия покупают ее из других источников. Хотя это и позволяет удовлетворить спрос на электроэнергию, потребители расплачиваются за нее очень высокой ценой. И это в том случае, если коммунальные предприятия могут получить достаточное для удовлетворения спроса количество электроэнергии. Когда же спрос не может быть удовлетворен, коммунальщикам приходится прибегать к «веерному» отключению электроэнергии.

Если одни регионы страны подвержены постоянным стрессам, связанным с нехваткой электроэнергии и потенциальной возможностью веерных отключений, то другие регионы «наслаждаются» надежным энергообеспечением. Вполне естественно, что популярным местом для строительства новых ЦОДов становятся те районы США, которые не испытывают проблем с энергообеспечением. Так, сегодня строительный бум крупных ЦОДов наблюдается на богатом электроэнергией северо-западном Тихоокеанском побережье США.

Как отмечается в исследовании Gartner, имеются все признаки того, что уже в ближайшее время подобные «энергозависимые» решения при выборе места размещения ЦОДа придется принимать значительному числу организаций. Согласно данным этой компании, объем электроэнергии, обычно требуемой ЦОДам для поддержания работы отличного от основного (ИТ) оборудования — включая охлаждающие устройства, вентиляторы и насосы, — составляет около 60% от всего ежегодно потребляемого ими объема электроэнергии. Учитывая продолжающийся рост потребности в электроэнергии, эксперты Gartner предупреждают, что затраты на нее в 70% ЦОДов выйдут к 2009 г. на второе место среди всех видов эксплуатационных затрат.

Вместе с тем они с оптимизмом смотрят на ситуацию с энергопотреблением в долгосрочной перспективе, заявляя, что в настоящее время разрабатываются инновационные решения, которые ослабят проблему нехватки электроэнергии и охлаждающей мощности. «Производители оборудования предлагают более энергетически эффективные корпуса, процессоры и системы охлаждения, — говорит г-н Белл. — Некоторые производители серверов не только используют более эффективные блоки электропитания, радиаторы и системы управления энергопотреблением, но и предоставляют свои решения по охлаждению монтажных стоек и услуги по проектированию ЦОДов. Скоро появятся интегрированные системы управления, способные контролировать рабочие нагрузки серверов и потребность в электроэнергии и охлаждающей мощности, оптимизировать их использование в реальном времени».

В области, близкой к кабельной инфраструктуре, также предпринимаются попытки ослабления проблемы избыточной тепловой нагрузки. В частности, конструкция монтажных стоек и шкафов для размещения серверов (и кабелей) разрабатывается сегодня с максимальным учетом этих проблем.

«Существенные преимущества имеет разделение потоков возвратного и подаваемого воздуха, — говорит г-н Ситон. — Хорошая изоляция между ними позволяет использовать для охлаждения оборудования воздух с более высокой температурой. Если вы способны обеспечить полную изоляцию потоков подаваемого и возвратного воздуха, то можете подавать воздух с температурой +21 °С или даже чуть выше».

Возможность использовать в ЦОДах для охлаждения оборудования воздух с температурой 21–26 °С вместо нагнетания, как это делается сегодня, более холодного воздуха, позволит существенно снизить уровень энергопотребления систем кондиционирования. В поддержку своего заявления г-н Ситон сослался на научные исследования, включая выполненную Национальной лабораторией Лоуренса в Беркли (шт. Калифорния) работу. В рамках одного из недавно выполненных лабораторией Лоуренса проектов несколько ЦОДов использовали для охлаждения подаваемый через воздушный экономайзер наружный воздух.

«К основным проблемам использования наружного воздуха относится необходимость контроля его влажности и уровня загрязнения», — отмечает г-н Ситон. Компания Chatsworth Products, в которой он работает, выпустила линию серверных шкафов, оснащенных пассивными средствами охлаждения, основанными на использовании не вентиляторов и жидкостного охлаждения, а разделительных барьеров между подаваемым и возвратным потоками воздуха.

Аналогичным образом все более важным становится применение разделительных барьеров и других влияющих на движение воздушных потоков средств в стойках и шкафах с коммутаторами. «Характерные для серверных сред проблемы свойственны сегодня и для стоек с коммутаторами», — говорит директор по разработке глобальных решений компании Panduit Джеффри Палига. Он рекомендует выполнять обследование ЦОДа с целью выявления препятствий на пути движения воздушных потоков.

«Для охлаждения коммутаторов и серверов могут оказаться весьма полезными такие простые меры, как правильное использование панелей-заглушек в монтажных шкафах и уплотнительных прокладок напольных плиток, — продолжает г-н Палига. — Способы организации кабелей тоже могут влиять на рассеяние тепла: если кабели уложены неправильно и препятствуют выходу воздуха из шкафа, это может приводить к перегреву размещенного в нем оборудования».

Господин Евдокимо из компании DPAir говорит о важности любых приемов, повышающих эффективность использования электроэнергии. Тем, кому посчастливилось строить для ЦОДа новое здание, он советует следующее: «Сделайте все возможное, чтобы спроектировать здание с запасом “на вырост”. Нужно построить его так, чтобы через несколько лет не пришлось снова, “засучив рукава”, приниматься за новое строительство».

Нужно быть готовым ко всему

Арни Евдокимо призывает наладить контроль энергопотребления: «Необходимо понимать, какой вам нужен запас мощности. Будьте готовы к любым неожиданностям и имейте представление о том, какие потери вы понесете, оставшись без электричества».

Чтобы строить надежные и эффективные ЦОДы, эксперты Gartner рекомендуют использовать целостный подход к планированию и проектированию зданий ЦОДа, который позволит оптимизировать расход электрической и охлаждающей мощности. При этом необходимо учитывать все «переменные», начиная от месторасположения здания и заканчивая конфигурацией монтажных стоек и оптимизацией динамики воздушных потоков.

Майкл Белл высказывает такой прогноз: «Хотя проблемы нехватки электрической и охлаждающей мощности рано или поздно будут решены, важно, чтобы уже в ближайшее время менеджеры ЦОДов сконцентрировали на этой проблеме свое внимание и использовали для ее ослабления все имеющиеся на сегодняшний день методы — до того, как она приведет к отказу или простоям оборудования»..

  
3 '2008
СОДЕРЖАНИЕ

бизнес

• Одна частная история Ethernet

• Очарование новых информационных технологий

• Текучесть кадров: система раннего предупреждения

• Корпоративный веб-хостинг

инфраструктура

• Вкладывайте деньги в автоматизацию ИТ-процессов

• Как снизить энергопотребление ЦОДа

• Станут ли сети стандарта 802.11n «добрыми соседями»?

• Аналитика для «интеллектуальных» IP-систем видеонаблюдения

• Внутритрактовые NAC-устройства

• Нехватка электроэнергии и проектирование ЦОДа

информационные системы

• Формирование услуг в IMS с помощью контейнера сервлетов Java EE SIP

• Приложения ждет реструктуризация

сети связи

• SIP-коммуникации: время наконец пришло?

кабельные системы

• Системам 100-Gigabit Ethernet быть!

• Вездесущие медиаконвертеры


• Калейдоскоп


Реклама:
 Copyright © 1996-2008 ООО "Сети и Системы Связи". вверх