Меняющийся облик стандартов ASHRAE для сред дата-центров

10 марта 2016 г. | Лонгботтом Клайв | Категория: Обсуждаем статью

Краткая история ASHRAE в сфере дата-центров. Какие изменения претерпели стандарты ASHRAE для сред дата-центров, чтобы соответствовать современным требованиям надежности?

По мере развития ИТ, стандарты сред дата-центров также должны изменяться. Когда мэйнфреймы правили в сфере ИТ, единственным главным правилом было — чем холоднее, тем лучше. Водяное охлаждение было нормой, а крио-охлаждение с использованием хладагентов активно применялось в Голливуде в фильмах с суперкомпьютерами.

Но все усложнилось по мере распространения распределенных вычислений и усиления взаимозависимостей между дата-центром и вычислительным оборудованием. Главный «двигатель» ИТ больше не сосредоточен в одной части комплекса, теперь его части размещены по всему комплексу. Ранние системы в башенном исполнении все еще должны были охлаждаться, и у многих ИТ-менеджеров серверы отключались из-за отсутствия охлаждения, когда вентиляторы в таких системах выходили из строя и ПО для управления системами не обнаруживало неисправность.

По мере увеличения потребности в большей вычислительной мощности устанавливаемые в стойку системы стали вытеснять системы башенного типа. Стойки стандартных размеров привели коммодитизацию компьютерной техники к различным единицам высоты (1U, 2U, 4U и т.д.) в пределах 19-дюймовой стойки. Такая плотность оборудования еще больше усложнила задачу охлаждения — радиальные вентиляторы уступили осевым вентиляторам, которые могут проталкивать более низкие объемы воздуха.

Возросла важность самого дата-центра. Прецизионные шкафные кондиционеры CRAC (Computer room air conditioning;) стали нормой, они обеспечили охлаждение и обработку воздуха для предотвращения образования конденсата из-за содержания влаги в воздухе, а также помогли предотвратить повышенную сухость воздуха, которая ведет к образованию перемычек на платах и может привести к короткому замыканию.

Тем не менее, у многих компаний правильное применение этих систем происходило с переменным успехом, так как не было никаких официальных руководств по условиям окружающей среды для охлаждения воздуха в дата-центре. С этой целью, в 2004 году американское общество инженеров по отоплению, холодильной технике и кондиционированию воздуха (ASHRAE) подготовило документ с набором руководств, какие параметры окружающей среды должны быть для запуска дата-центра.

Конструктивные параметры ИТ-оборудования в оригинальном документе ASHRAE должны были иметь весьма нормативный характер. ASHRAE также приходилось иметь дело с прогнозируемым ростом плотности оборудования и теплоотделением. ASHRAE не может зависеть от предсказаний улучшения тепловых оболочек и оболочек окружающей среды будущего оборудования, однако, это привело к созданию рекомендуемых параметров, требованиям которых соответствовало даже оборудование, запущенное вскоре после того, как руководство было выпущено.

В 2008 году ASHRAE обновило свои стандарты для дата-центров, чтобы продемонстрировать, что темпы изменений в ИТ-оборудовании отличаются от предполагаемых. Рост блейд-серверов и многоядерных процессоров в многопроцессорном корпусе означает, что плотность оборудования массово увеличилась. Производители микросхем провели большую работу, чтобы улучшить и тепловые характеристики, и отказоустойчивость своих чипов, за счет использования таких обновлений, как выборочное отключение неиспользуемых компонентов.

Второй набор руководств поставил акцент на сохранение высокой надежности оборудования в дата-центре при наибольшей энергоэффективности — переход от руководств 2004 года, которые просто были сосредоточены на надежности. Все большее внимание, уделяемое использованию энергии в дата-центрах, означает, что такие меры, как энергоэффективность (PUE) приобрели большую важность, и простое поддержание надежности в пределах дата-центра без обеспечения низкого энергопотребления уже недостаточно.

Стандарты дата-центров ASHRAE в будущем

С этой целью, ASHRAE теперь расширило классификацию дата-центров от двух до четырех, чтобы обеспечить более широкий спектр возможностей для компаний, где может быть достигнут наилучший баланс между надежностью и энергетической эффективностью. А также в качестве руководства для корпоративных дата-центров высокого класса ASHRAE в настоящее время охватывает серверные комнаты и менее критически важные среды. При условии, что организация понимает, свои технические и бизнес-риски в ИТ-оборудовании и обладает набором четырех различных руководств — это предоставляет большую гибкость при выборе сред для различных частей дата-центра.

В документе 2008 года приведены общие ориентиры температуры по сухому термометру для дата-центров первого класса от 15,5 до 31,6 градусов по Цельсию (рекомендуется от 18,3 до 26,6 градусов по Цельсию), с допустимой относительной влажностью 20-80% и максимальной точкой конденсации 16,6 градусов по Цельсию при максимальной высоте 3,2 км. над уровнем моря. Допустимые диапазоны для дата-центров второго класса были незначительно выше, а рекомендуемые уровни были в значительной степени те же. Эти принципы расширили верхние рекомендуемые температурные пределы на несколько градусов, а верхний предел рекомендуется для относительной влажности в 5%. Это может оказать большое влияние на затраты на охлаждение дата-центра, за исключением большинства владельцев дата-центров, которые по-прежнему предпочитают использовать руководства для углеродных систем — сохраняя температуру в дата-центре, которая больше подходит для сотрудников ― около 21,1 градуса по Цельсию.

Руководство 2011 года по-прежнему сохраняет те же самые общие рекомендуемые диапазоны температур, относительной влажности и высоты по четырем классам ЦОДов, но допустимые рабочие диапазоны теперь покрывают от 15 до 32,2 градусов по Цельсию для серверов корпоративного класса (ЦОД A1), от 5 до 45 градусов по Цельсию для дисковых серверов, хранилищ, ПК и рабочих станций (ЦОД А4) — путем охлаждения «свободным потоком воздуха» или другим подходом наименьшей стоимости.

Хорошо видно, что ASHRAE поддерживает свои стандарты для дата-центров в динамике и балансе между потребностями в надежности и энергетической эффективности. В сочетании с методическими рекомендациями в области строительства и использования недорогих подходов к охлаждению, наряду с передовым оборудованием в области использования «горячего/холодного» проходов и комплексным гидродинамическим моделированием (Complex Fluid Dynamics; CFD), определением точки повышенного тепловыделения и ее ликвидации, дата-центр класса ASHRAE должен предоставлять управление ИТ и всем комплексом, чтобы гарантировать, что техническая платформа наряду с дата-центром отвечает потребностям компании. Тем не менее, менеджеры дата-центров должны понимать, что ЦОД построен на основе кремниевых, а не углеродных систем, и что охлаждение до 21,1 градуса по Цельсию — это просто деньги на ветер.

ОБ АВТОРЕ: Клайв Лонгботтом является одним из основателей и директором службы Quocirca и на протяжении более 15 лет являлся отраслевым аналитиком в компании ITC. Стажировался как инженер-химик, работал над противораковыми препаратами, автомобильными каталитическими нейтрализаторами и топливными элементами, прежде чем перейти в ИТ. Работал над многими проектами автоматизации делопроизводства, а также контроля за веществами, опасными для здоровья, проектами по управлению документами и знаниями.

Дополнительную информацию можно прочесть на сайте http://searchdatacenter.techtarget.com

Теги: ASHRAE, CRAC