Изменение стандартов и диапазона охлаждения дата-центров

06 апреля 2016 г. | Цодиков Евгений | Категория: Обсуждаем статью

Вы готовы к изменениям в стандартах охлаждения дата-центров ASHRAE? Новый отчет от Data Center Frontier поможет подготовиться.

Спрос на более эффективные и экономически выгодные вычислительные ресурсы заставляет крупные и малые компании переосмыслить свою стратегию охлаждения. Это исследование может включать в себя множество аспектов, охватывающих системную архитектуру и программные платформы, оборудование, и, конечно, дата-центры. Кроме того, существует много стратегических вариантов для руководителей ИТ и телекоммуникаций, например, возможность прямого или косвенного владения, а также эксплуатации своего собственного дата-центра, колокейшен-центра, облака или гибридной системы. Так или иначе, оборудование должно физически находиться в дата-центре, который будет обеспечивать питание и безопасные условия для оборудования.

Фото: Compass Data Centers

Для большинства традиционных дата-центров условия эксплуатации уже давно были основаны на рекомендациях ASHRAE, прописанных в «Руководстве по тепловому оборудованию для сред дата-центров», которое впервые было опубликовано в 2004 году и с тех пор обновлялось дважды. С каждым последующим изданием диапазоны условий ЦОДов расширялись в ответ на повышение условий стабильности более новых поколений оборудования. Более широкие диапазоны позволили операторам улучшить энергоэффективность охлаждения. Зависимость индустрии от руководств ASHRAE позволила руководителям дата-центров рассмотреть возможность увеличения рабочих температур и регулирования диапазонов влажности для экономии энергии, учитывая какое-либо воздействие на надежность оборудования. Ожидается, что 4-е издание будет завершено и выпущено в 2016 году.

Этот специальный отчет рассмотрит основную взаимосвязь температуры, влажности и энергопотребления, а также оперативные риски расширенных диапазонов как для ЦОДов, так и для оборудования. Доклад также рассмотрит существующие вопросы стандартов ASHRAE 90.1, которые используются многими государственными и местными строительными ведомствами, а также рассмотрит вопрос потенциального влияния нового стандарта ASHRAE 90.4, который сейчас находится на третьем этапе редактирования — на публичном обсуждении ― и ожидается, что он вступит в силу осенью 2016 года.

Обзор практики охлаждения дата-центров, рекомендаций и стандартов ASHRAE

Большинство практик охлаждения дата-центров основаны на Technical Committee 9.9 (TC 9.9) Mission Critical Facilities, Technology Spaces и Electronic Equipment от компании ASHRAE, которые опубликовали первое издание «Руководства по тепловому оборудованию для сред дата-центров» в 2004 году. TC 9.9 был разработан совместными усилиями с целью создания единого диапазона спецификации условий для операторов дата-центров и производителей оборудования. Первое издание определило относительно узкий рекомендуемый диапазон температур от 20 до 25 °C, а также 40-55% относительной влажности. Эти границы были основаны на диапазоне предельных температур и влажности, предоставляемых каждым из производителей оборудования той эпохи, а также на исторической практике эксплуатации дата-центров, содержащих старшее поколение высокочувствительного оборудования. Кроме того, энергоэффективности в то время не уделялось много внимания, основное внимание было направлено на поддержание очень жестко контролируемых условий окружающей среды, чтобы свести к минимуму риск отказа оборудования.

В 2008 году было выпущено второе издание руководства по тепловому оборудованию, где рекомендуемый температурный диапазон для объектов класса 1 был расширен до 17,7-26,6 °C. Тем не менее, пределы влажности стали немного более комплексными и стали основываться на комбинации температуры точки конденсации и относительной влажности (точка конденсации 5 °C до относительной влажности 60% и точка конденсации 15 °C). Это было сделано в ответ на новые поколения повышенных допусков условий работы оборудования и с учетом стимула индустрии начать изучение способов экономии энергии на системах охлаждения. Тем не менее, историческая зависимость от первоначальных, более консервативных принципов ASHRAE уже стала практикой де-факто и врезалась в память. Также важно отметить, что в то время как 2-е издание включило в себя более широкий «допустимый» диапазон, он был четко обозначен — «только для справки», и акцент по-прежнему оставался на «рекомендованном» диапазоне. На самом деле было предупреждение, что «длительная эксплуатация за пределами рекомендованных рабочих диапазонов может привести к снижению надежности и долговечности оборудования». В результате, несмотря на расширение рекомендуемых диапазонов 2008 года, большинство менеджеров дата-центров продолжали поддерживать температуру на уровне 20 °С или ниже, и поддерживали строго контролируемый уровень относительной влажности, равный 50%. 

Почти одновременно в 2007 году компания The Green Grid представила показатель энергоэффективности — PUE, который был определен, как отношение мощности, используемой на объекте к мощности, используемой оборудованием. Хотя первоначально PUE принимали неохотно, к 2010 году осознание необходимости повышения энергоэффективности начинало распространяться по всей отрасли. Во-первых, очень низкие показатели PUE около 1,2 или ниже появились на заголовках, когда они были объявлены Internet Search и другими социальными медиа-гигантами. Это было достигнуто путем создания пользовательских гипер дата-центров, которые использовали различные системы охлаждения периферийного типа, предназначенных для минимизации энергозатрат на охлаждение, например, используя прямые внешние воздушные экономайзеры и более высокий и широкий диапазон температур. Эти конструкции и более широкие диапазоны температур поставили крест на традиционных практиках охлаждения дата-центров, а также не были с готовностью приняты консервативными организациями. 

Более широкие диапазоны температур открывают новые возможности

Тем не менее, было также доказано, что дешевое оборудование может работать достаточно надежно при гораздо более широком диапазоне температур и влажности, чем при типичной, более консервативной практике отрасли — 20 °С при относительной влажности 50%. В конечном итоге это помогло стимулировать больше руководителей предприятий начать применять PUE, чтобы сосредоточиться на анализе и повышении энергоэффективности. Затем стало ясно, что в большинстве случаев системы охлаждения потребляют большую часть энергии, и поэтому были предложены возможности для улучшения.

В 2011 году ASHRAE досрочно выпустила стандарт «Расширенные допустимые температуры» (А1-А4), которые были включены в 3-е издание руководства (опубликованного в 2012 году). Кроме того, 3-е издание открыто призывало к более общему использованию немеханического (менее компрессорного) охлаждения, так называемого свободного охлаждения, используя прямые внешние воздушные экономайзеры, чтобы максимально реализовать преимущества температур окружающего воздуха (в пределах вновь расширенных допустимых диапазонов), чтобы охлаждать дата-центры. Несколькими годами ранее это сочли бы за ересь. 

Это, кажущееся радикальным, заявление стало результатом деятельности производителей оборудования, которые внутренне делились информацией об отказе своего оборудования при температурах за пределами расширенных умеренных диапазонов. В результате, на основе этих данных была создана модель проекции рисков, X-Factor. Публикация X-Factor была предназначена побудить менеджеров дата-центров экономить энергию путем предоставления информации об увеличении рабочей температуры, чтобы усилить использование свободного охлаждения, сохраняя при этом приемлемые ожидания надежности оборудования. Несмотря на то, что X-Factor была выпущена в 2011 году, она по-прежнему широко обсуждается и иногда неверно истолковывается. Детали этих факторов рассмотрим в разделе «Надежность сервера». 

На следующей неделе мы будем исследовать руководство по охлаждению дата-центров, показатели и стандарты. Вы можете скачать специальный отчет Data Center Frontier о стандартах охлаждения дата-центров в формате PDF из библиотеки Data Center Frontier. 

Дополнительную информацию можно прочесть на сайте http://datacenterfrontier.com/

Теги: стандарты, охлаждение, ASHRAE