Мировой финансовый кризис, затронувший сегодня практически все отрасли экономики, заставляет компании активно искать пути сокращения издержек и повышения эффективности своей деятельности. В этом процессе оптимизация собственной ИТ-инфраструктуры является одной из приоритетных задач. Центральное место в работе ИТ-зависимых компаний занимает центр обработки данных (ЦОД), на который тратится максимум ресурсов при построении, на поддержку и его дальнейшее развитие.
Исторически появление и развитие ЦОДостроения напрямую связано с многократным увеличением объемов хранимой и обрабатываемой информации, необходимостью обеспечить высокую эксплуатационную готовность ответственных приложений и непрерывность бизнес-процессов. Исходя из функций и основных требований к центрам обработки данных, ЦОД можно определить как комплексное решение, предназначенное для высокопроизводительной обработки, хранения и передачи данных, обладающее высокой эксплуатационной готовностью. Это решение включает в себя также инженерную инфраструктуру, составляющую немалую долю затрат как при инсталляции центра, так и в стоимости совокупного владения системой. С другой стороны, ЦОД представляет собой объединение большого количества программных и аппаратных платформ различного типа – серверов, СХД, ОС, систем управления нагрузкой и средств резервирования данных, выстроенных в соответствии со спецификой бизнес-задач его владельца.
ЦОД через призму трансформации и оптимизации ИТ-инфраструктуры
Развернувшийся глобальный экономический кризис заставил предприятия всех сфер экономики отказаться от привычного уклада и кардинально пересмотреть стратегию своего функционирования и развития. Организации, изыскивая пути экономии бюджета, до лучших времен откладывают проекты, связанные с вложениями в вычислительные центры, считая затраты на строительство и содержание современного ЦОД в настоящий момент неподъемными. По сути, многие ИТ-службы компаний сегодня учатся не расти, а выживать, и их задача – остаться на плаву и научиться балансировать с потерей качества обслуживания бизнес-процессов и повышением его удельной стоимости. Ведь так как большинство ИТ-задач являются инфраструктурными, то нагрузка на эти подразделения слабо зависит от объемов бизнеса. Поэтому затраты на ИТ не падают пропорционально снижению доходов от основного бизнеса и этим департаментам приходится искать нестандартные методы снижения собственных расходов.
Однако не будем и гипертрофировать роль ЦОД. В первую очередь он должен рассматриваться как инструмент поддержки непрерывности бизнеса, и если его модель позволяет снизить требования по этому параметру, то такой компании самое время задуматься о передаче части либо всей его ИT-нагрузки на сторону, оставив у себя необходимый минимум вычислительных ресурсов. Целесообразность основных капитальных затрат при его создании и дальнейшем развитии будут во многом определяться построением внутренних процессов самого предприятия. Без ЦОД могут прожить лишь те, чьи бизнес-процессы практически не зависят от информационных технологий. Такие компании могут безболезненно пережить простой ИТ-инфраструктуры и временно использовать ручные процессы или базовую автоматизацию на основе ПК.
Оценка и резервы эффективности работы ЦОД
Существует множество различных способов классификации ЦОД в их современном понимании. Их можно разделять по количеству установленного оборудования, выполняемым задачам, площади помещений и т. д. Есть и дифференциальные оценки по одному или нескольким параметрам одновременно (потребляемой мощности, средней плотности оборудования), а также по функциональному назначению, позволяющему их разделить на две большие группы: корпоративные и коммерческие.
Первая используется, как правило, для внутренних нужд компании-владельца и является ответом на вызов чрезмерно «распухших» локальных сетей предприятий с разбросанными несистематизированными вычислительными мощностями.
Вторые строятся в основном для предоставления услуг размещения серверов сторонних компаний или для решения клиентских задач на предлагаемом в аренду оборудовании.
Известны и стандартные критерии их оценки – надежность, доступность, легкость в обслуживании, производительность. Первый состоит из таких составляющих, как правильно выбранное помещение, наличие отлаженных систем бесперебойного энергоснабжения, кондиционирования и ряда других. Однако несмотря на разницу, основные вызовы в отношении эксплуатируемых коммерческих и корпоративных ЦОД схожи: обеспечение надежности (определяемой как суммарное время недоступности или неполного предоставления сервисов) и стремление владельца снизить затраты, повысив эффективность эксплуатации.
По мнению специалистов банковского сектора, компании в перспективе могут сэкономить до 40% при переходе на ПО Open Source и до 20% объема инвестиций в инфраструктуру, применяя методы централизации или виртуализации. Различные стратегии сорсинга, включая аутсорсинг, в общей сложности позволяют сберечь до 30% инвестиций в ИТ-сервисы. Централизация ИТ-процессов, в свою очередь, способствует увеличению эффективности до 40%.
В структуру основных затрат при этом входят счета за потребляемую электроэнергию, заработная плата обслуживающего персонала, стоимость аренды площадей, платежи по сервисным контрактам на ТО вычислительных и инженерных систем, расходных материалов, амортизации оборудования ЦОД .
Оценки эффективности инженерной инфраструктуры ЦОД
До недавнего времени владельцы центров обработки данных брали в расчет только вычислительную мощность серверов, а энергетические издержки либо вовсе игнорировались, либо им не уделялось должного внимания. Однако тенденция роста стоимости электроэнергии и необходимости снижения расходов такова, что затрачиваемая энергия все чаще рассматривается в связи с достигаемой с ее помощью производительностью.
Практически вся электроэнергия, поступающая в ЦОД, в конечном счете, преобразуется в тепло. Мы не беремся рекомендовать методику, позволяющую определить эффективность его работы, характеризующуюся соотношением потребляемой мощности и «просчитанных/переданных битов». С точки зрения оценки инженерной инфраструктуры ЦОД вполне достаточно будет найти соотношение между общей подаваемой электроэнергией и полезным выходом – мощностью, затраченной серверами и другим ИТ-оборудованием, называемое коэффициентом эффективности использования энергии (Power Usage Effectiveness, PUE).
В последнее время в качестве общепризнанного применяют стандартизированный агентством EPA коэффициент эффективности инженерной инфраструктуры DCiE (Data Center Infrastructure Efficiency) – выраженное в процентах соотношение между той частью мощности, которая фактически потребляется ИТ-оборудованием, и всей расходуемой ЦОД.
Если бы КПД ЦОД приблизился к 100%, то это означало бы, что вся подводимая к нему мощность достигает информационных систем. В реальной ситуации электроэнергию потребляет не только ИТ-оборудование, но и множество других устройств, обеспечивающих его трансформирование, электропитание, охлаждение и защиту. И главное – при этом до ИТ доводится менее половины всей мощности, потребляемой ЦОД: в типичном ЦОД уровень использования номинальной мощности может составлять 30%, так что более 70% стоимости расходуемой электроэнергии теряются из-за низкой энергетической эффективности систем электропитания и охлаждения.
Простые советы рачительному хозяину
Специалисты дают семь советов по снижению потребляемой ЦОД электроэнергии:
1. Отключите от питания неактивное ИТ-оборудование.
Серверы обычно используются только на 5–15%, ПК – на 10–20%, локальные устройства хранения – на 20–40%, а сетевые СХД – на 60–80%. Если какие-то из них простаивают (т. е. их рабочая нагрузка гораздо ниже «штатной»), они все равно потребляют электроэнергию (типовой сервер x86 – 30–40% максимальной мощности, даже если не выполняет каких-либо вычислений).
2. Виртуализируйте серверы.
Большая часть приложений может выполняться на отдельных «виртуальных машинах», которые вместе с другими приложениями совместно задействуют одни и те же аппаратные средства. Виртуализация значительно повышает уровень использования аппаратных средств и позволяет сократить число серверов и СХД. Считается, что за ее счет можно увеличить утилизацию ИТ-ресурсов x86-серверов с 10–20% до 50–60%.
3. Объедините серверы, центры хранения и обработки данных.
Компактные серверы и СХД способны выполнять ту же работу, что и традиционные, монтируемые в стойку, но при этом потреблять энергии на 20–40% меньше.
4. Активируйте функцию управления питанием центрального процессора.
Более 50% энергии, необходимой для работы сервера, потребляет центральный процессор. Современные ЦП имеют функцию управления питанием, позволяющую без перезагрузки оптимизировать энергопотребление с помощью динамического переключения состояний производительности (комбинаций частоты и напряжения). Когда ресурсы ЦП высвобождаются, функция управления питанием минимизирует избыточный расход энергии, динамически понижая производительность ЦП. Ее использование даст не так уж много преимуществ, если ЦП в соответствии с пунктом 2 удалось загрузить до разумного максимума. Однако, как и в предыдущей рекомендации, сокращение энергопотребления процессором на 20% приведет к еще одной такой же по величине экономии. При выборе новых серверов данная функция управления ЦП должна стать одним из критериев отбора.
5. Используйте ИТ-оборудование с высокоэффективными блоками питания.
Второй после ЦП крупнейший «расточитель энергии» – блок питания (БП), который преобразует переменный ток на входе в постоянный ток на выходе, поглощая 25% энергетического потенциала сервера. Третьими по уровню потребления являются регуляторы напряжения (VRM) на материнской плате: преобразующие исходные 12 В до необходимого непосредственно для самого процессора напряжения, а также обеспечивающие питание прочих микросхем. Не следует забывать, что коэффициенты полезного действия этой последовательной цепочки при подсчете суммарного КПД сервера также перемножаются. Поэтому в типовом стандартном сервере с БП (КПД 80%) и VRM (75%) конечная эффективность преобразования энергии на устройство составит примерно всего 60%. На ту же тысячу серверов в ЦОД их повышение на 10–15% дает еще около 13 тыс. долл. экономии.
6. Используйте ИБП с высоким КПД.
КПД устаревших моделей источников с тиристорными преобразователями составляет всего 75–80%. В современных ИБП на базе высокочастотных IGBT-транзисторов этот параметр достигает 85–90%, дополнительные меры позволяют поднять его до 97% и обеспечить их энергоэффективность в сравнительно широком диапазоне нагрузок. Повышение КПД даже на 10% в нашем гипотетическом ЦОД означает не менее 8,5 тыс. долл. экономии на оплате счетов за электричество. Кроме того, в современных устройствах общая надежность и производительность системы бесперебойного питания увеличивается за счет удлинения ресурса аккумуляторных батарей, о чем не следует забывать, оценивая ТСО.
7. Перейдите на более прогрессивные методы охлаждения ЦОД.
От 30 до 60% энергетических затрат ЦОД приходится на поддержку систем охлаждения. Цифра может быть и выше, если это оборудование неправильно размещено или работает в неоптимальном режиме. Установка шкафов в конфигурации с горячими и холодными коридорами позволяет более эффективно отводить тепло от серверов и потребует меньших энергетических затрат на охлаждение. Оптимизации будут способствовать использование более эффективных кондиционеров и охладителей, в которых применяются передовые технологии, например насосы и вентиляторы с изменяемой частотой вращения лопастей, воздушные и водяные экономайзеры и т. п. Если вернуться к нашему примеру, на 1 тыс. серверов с помощью указанных методов можно сократить годовые расходы на охлаждение на 25%, сэкономив на электроэнергии еще более 10 тыс. долл.
И главное, сочетание энергоэффективного ИТ-оборудования с энергосберегающими инфраструктурой питания и стратегией охлаждения дает интегральный эффект по уменьшению потребления энергии ЦОД на 50% без снижения уровня его функциональности и надежности – что вполне реально. Не следует пренебрегать этими советами, учитывая тенденцию роста стоимости электроэнергии в Украине.
Свой ЦОД или аренда ресурсов?
В условиях урезания затрат на ИТ, когда многие новые корпоративные проекты были приостановлены, стали вновь звучать оценки, что собственный ЦОД для ряда компаний различной бизнес-направленности может оказаться неоправданно дорогим. Действительно, оценочная стоимость систем только бесперебойного питания и резервного генератора составляет до $1000 за 1 кВт, на отведение тепла из помещения за каждую 1000 Вт в расчеты придется заложить еще до $1500. По мнению специалистов, типовые затраты на все основные инженерные компоненты ЦОД выглядят следующим образом: бесперебойное электропитание – 13–25%, прецизионное кондиционирование и вентиляция – 22–32%, гарантированное электроснабжение и освещение – 10–12%, охранно-пожарная и система безопасности – 15–17%, пассивное оборудование – 25–30%.
Впечатляющим выглядит и перечень необходимых работ, предшествующих этапу запуска центра в тестовую эксплуатацию: модернизация помещения (укрепление перекрытий, ликвидация водяных и отопительных систем и т. п.); общестроительные работы (чистовая отделка помещения, устройство фальшполов); монтажные работы (ДГУ, системы кондиционирования, ИБП, организация кабельного хозяйства электропитания, автоматики, пожаротушения, охраны, создание СКС); пусконаладочные работы; оформление соответствующей разрешительной документации. Недооценка затрат на обслуживание ЦОД – весьма распространенная ошибка, в период окупаемости проекта они составляют до 80% его стоимости и вообще могут сделать проект убыточным. В итоге цена одного стойко-места в собственном центре может достигнуть $40 000–90 000, а процесс построения растянуться на год и более.
Системные преобразования для бизнеса компании могут включать решения о передаче собственных задач в крупные коммерческие ЦОД. По некоторым российским оценкам, там спрос на аутсорсинговые ЦОД уже достиг такого уровня, что предложение начинает за ним не поспевать. Базовая услуга – предоставление в аренду площади (кстати, ее цена в последнее время немного упала) под клиентское вычислительное оборудование. Можно заказать ЦОД как услугу, передав на аутсорсинг все риски, связанные с эксплуатацией ИТ-среды.
Разумеется, существует целый ряд ограничений на аутсорсинг, например особые требования по защищенности данных, обеспечению непрерывности бизнес- и вычислительных процессов. Не стоит также строить иллюзий по поводу того, что отдав что-то на аутсорсинг сегодня, эффект будет получен уже завтра. Однако при определенной зрелости заказчика, имеющего четко формализованные бизнес-процессы, это может приносить выгоды обеим сторонам.
К причинам, которые тормозят развитие рынка ИТ-аутсорсинга, можно отнести отсутствие общепринятых норм и стандартов по предоставлению услуг. Со стороны владельца крупного ЦОД это потребовало бы наличия адекватной собственной службы эксплуатации и обязало бы отвечать за качество услуги, предложив клиенту развернутый Service Level Agreement (SLA). Так что сравнивать, что лучше – внутренняя ИТ-служба и собственный ЦОД или передача в аутсорсинг, можно лишь сопоставив соответствие SLA и цену решения вопроса.
Предмет отдельного анализа – появление тенденций, которые модно объединять термином сloud computing, а также оценка плюсов и минусов от применения модели SaaS (программное обеспечение как сервис). По мнению тех, кто пользуется последней, она позволяет сэкономить деньги и время. Хотя при ближайшем рассмотрении не все оказывается так однозначно, и имеется не меньше скептических оценок, базирующихся на том, что требуемая гибкость предлагаемых продуктов, обеспечение конфиденциальности и безопасности данных и непрерывности бизнес-процессов (а значит, и надежность такой системы в целом) далеки от идеала.
Достаточно однозначным с точки зрения достижения экономии является предложение услуги аутсорсинга в качестве резервного центра обработки вместо построения собственного. О готовности к ее предоставлению на украинском рынке заявляют одновременно несколько компаний. Его использование при условии адекватной защиты клиентских данных не представляет опасности для бизнеса заказчика. Более того, ЦОД на аутсорсинге будет надежнее, чем построенный своими силами. Это обусловлено, как правило, боульшим опытом аутсорсера и постоянным контролем за заявленными им параметрами. Кроме того, в рамках партнерских соглашений предлагается обеспечить «зеркалирование» ИТ-ресурсов – когда клиент, работающий в одном ЦОД, как дополнительный сервис может получить многократно резервируемые каналы связи и возможность на площадке другого оператора разместить свое (или взять в аренду) оборудование для резервного хранения и обработки данных.
Повышение энергоэффективности ЦОД
Одним из путей снижения затрат на центры обработки данных является применение современных аппаратно-программных средств, в основу которых положены концепции повышения управляемости, виртуализации и консолидации. Однако следует учитывать, что их внедрение связано с дополнительными объемами новых инвестиций и разными прогнозными темпами их возврата. Поэтому внедрение следует совмещать с анализом затрат на текущее содержание ЦОД.
Если на первом месте традиционно стоят расходы на поддержку, т. е. на реструктуризацию и выделение коммерчески перспективных направлений деятельности (цели), оптимизацию бизнес-процессов, включая оплату работы персонала (пути и средства достижения), то вторую ступеньку обычно занимают расходы на электроэнергию.
Другим немаловажным аспектом, подталкивающим к снижению потребления, учитывая, что мощные ЦОД строятся у нас, как правило, в крупных городах, являются ограничения на подводимую мощность, связанные с инфраструктурой городских электросетей.
Так что поводов для анализа и путей последующей оптимизации расходов более чем достаточно. Решать эти задачи придется на всех уровнях – от организационного до инфраструктурного и компонентного.
Наиболее очевидный первый в рамках повышения энергоэффективности ЦОД шаг – определить, какие вычислительные системы имеют низкую степень утилизации, и выключить их. Разумеется, что если даже сервер используется только на 5–15% (типовой показатель, у ПК он обычно 10–20%), найдутся противники его вывода из постоянной эксплуатации – ведь им придется изыскивать пути более рентабельного исполнения приложений.
Как это ни парадоксально, в качестве одной из стратегических целей могут фигурировать цифры снижения потребления на 40 и даже 70% за счет только упорядочения конечной ИТ-нагрузки, большую часть которой составляет парк серверов. Анализируя тенденции в этом секторе рынка, IDC продолжает утверждать, что доля лезвийных серверов постепенно растет, оставаясь основной платформой для трансформации вычислительной среды. С их помощью удается увеличить плотность вычислительных ресурсов, сократить затраты на администрирование, электропитание и охлаждение, а в паре с технологиями виртуализации – повысить гибкость ИТ-инфраструктуры и снизить эксплуатационные расходы.
Для доказательства правдоподобности достижения вышеуказанных значений начать придется с вопроса, почему за последние годы количество используемого оборудования продолжает расти опережающими в сравнении с вычислительными потребностями бизнеса темпами? По мнению экспертов, дело в том, что при классическом построении вычислительной среды количество потребных серверов определяется не столько их производительностью, сколько необходимостью создания изолированных операционных сред для работы приложений (в идеале каждому приложению – отдельную платформу). В результате уровень утилизации ресурсов единичным устройством уменьшается, число серверов растет. Разумеется, производители платформ прилагают значительные усилия, чтобы уровень потребления сервера соответствовал текущей вычислительной сложности решаемой задачи (например, реализация технологий Demand-Based Switching (DBS), Automatic Control of Power Consumption (ACPC), Enterprise Power & Thermal Manager (EPTM) и многих других), однако их возможности не безграничны.
На практике удается повысить степень утилизации ресурсов сервера, переместив на один высокопроизводительный сервер до 7–12 бизнес-приложений. Таким образом, можно уменьшить совокупное количество оборудования в разы с соответствующим выигрышем в энергопотреблении (после выключения лишнего оборудования или переориентации на другие задачи, вплоть до сдачи внаем). Владелец такой инфраструктуры при правильном распределении имеющихся ресурсов сможет «пропустить очередной круг» обязательного обновления своей вычислительной базы, необходимость проведения которого, как правило, возникает каждые 3–4 года.
Заметим, что вышеприведенные рассуждения касались только виртуализации серверов, однако этим классом потребителей энергии область применения данной технологии не ограничивается – все большее практическое значение приобретают концепции создания единых управляемых виртуальных инфраструктур, объектами которой выступают также СХД и сетевая среда ЦОД.
Зачастую виртуализация дает возможность сократить потребности на дальнейшее расширение занимаемых центрами обработки данных площадей. И затраты на обслуживающие подсистемы инженерной инфраструктуры, в том числе и на крайне «прожорливое» оборудование для кондиционирования. Ведь эффект от применения виртуализации двойной: снижение потребляемой энергии оставшимися серверами уменьшает суммарное тепловыделение на них и других отнюдь не 100%-но эффективных вспомогательных систем тракта электропитания. Тем самым уменьшается потребная холодопроизводительность системы кондиционирования (на 1 кВт энергопотребления оборудования планируют 1 кВт холодопроизводства). Все это (разумеется, при правильно спроектированной ИИ) снижает необходимость в объеме совокупной обеспечиваемой для ИТ-нагрузки мощности как минимум на коэффициент, полученный в результате виртуализации.
Энергетическая оптимизация инженерной инфраструктуры ЦОД
При грамотном подходе инженерная инфраструктура ЦОД, включая системы электропитания и кондиционирования, рассчитывается на срок эксплуатации не менее 10 лет. За этот период, как правило, происходит два или три обновления серверов. А это значит, что за короткий срок она должна быть адаптирована к новому оборудованию с увеличенным показателем потребления электроэнергии и тепловыделения. В кризисных условиях к стандартному набору требований добавляется необходимость адекватной реакции на довольно непредсказуемые изменения потребностей.
Глобальный консорциум The Green Grid рекомендует оптимизировать ИИ и избавляться от избыточных компонентов, устанавливая только то оборудование, которое требуется на сегодняшний день. Как указывается в рекомендациях по энергосберегающим ЦОД (Guidelines for Energy-Efficient Data Centers), только благодаря оптимизации инфраструктуры расходы на электроэнергию можно сократить вдвое. В совокупности излишние расходы избыточной ИИ (рис. 4) на протяжении срока эксплуатации ЦОД составят в среднем 70% стоимости инфраструктуры электропитания и кондиционирования.
Противоречие данных требований выдвигает на первый план необходимость обеспечения высокой масштабируемости проектируемых и модифицируемых ЦОД, в связи с чем следует напомнить о двух концептуальных схемах организации основного «расточителя» электроэнергии – системы кондиционирования: с вертикальной циркуляцией и обменом в горизонтальной плоскости без фальшпола.
Первая, унаследованная от мейфрэймовых вычислительных центров, предполагает наличие фальшпола, когда холодный воздух снизу попадает на шкаф и, проходя через него, охлаждает системы. Нагретый воздух возвращается в систему кондиционирования и, охлаждаясь, снова направляется в фальшпол. Плюсом такого способа является относительная простота, а минусом — большие энергозатраты на подъем холодного и спуск горячего воздуха. Даже при малом тепловыделении (до 5 кВт на стойку) фальшпол приходится поднимать на высоту порядка метра. При большем теплоотводе требуется еще увеличить расстояние между стойками и высоту фальшпола, что не всегда реализуемо. Для устранения локальных зон перегрева может понадобиться установка дополнительных вентиляторов, однако они сами приводят к росту энергопотребления, вынуждают наращивать мощность систем кондиционирования и требуют резервирования.
Непродуманное размещение техники приводит в этом случае к неправильному распределению потоков и к проблемам с подачей холодного воздуха к стойкам, а неправильное распределение потоков под фальшполом – к перемешиванию горячего и холодного воздуха и его рециркуляции вокруг стоек. Причем в наихудшем случае возникает так называемая отсечка: вблизи кондиционеров решетки фальшпола могут не только не подавать воздух к оборудованию, но и забирать его из помещения, и размещение наиболее горячих стоек вблизи выхода кондиционера лишь усугубит проблему. Соответственно, задачу отвода горячего воздуха также приходится решать посредством совместного проектирования климатических систем и моделирования расстановки конкретного оборудования.
Второй вариант в области кондиционирования, основанный на горизонтальной циркуляции воздуха, относительно молод, но, несмотря на это, уже нашел свой отклик в продуктовых рядах вендоров и положительные отзывы системных интеграторов. В этом случае стойки с серверами в рядах устанавливаются зеркально, а «горячие» и «холодные» коридоры чередуются. Кондиционеры, установленные в те же ряды, пропускают через себя воздух по направлению от тыла к фронту и благодаря отсутствию необходимости перемещать его по вертикали и на большие расстояния оказываются значительно эффективнее. Высокому КПД сопутствует их оснащение интеллектуальными системами регулирования скорости подачи теплоносителя и вращения вентиляторов, обеспечивающих оптимальный поток холодного воздуха.
Рекомендации по размещению оборудования, позволяющих организовать «горячие» и «холодные» коридоры, проверены временем (их можно найти в документах ASHRAE конца 80-х) и доказали свою работоспособность, определив общепринятую практику построения современных ЦОД.
Кроме того, потребляемая мощность и КПД систем охлаждения различны в зависимости от принадлежности к одному из трех определенных Uptime Institute классам, выбор которых зависит от тепловой загруженности стоек и объема помещения машинного зала.
У систем класса B за счет ИБП работают только вентиляторы кондиционеров, а в классе C используется принцип традиционного электроснабжения системы охлаждения: только от гарантированного ввода электропитания с перерывом на время запуска ДГУ и ее рестартом после паузы.
В системах класса A вентиляторы кондиционеров и циркуляционные водяные насосы питаются от ИБП, между чиллером и кондиционером в водяной петле установлен гидроаккумулятор. Однако при использовании фреоновых кондиционеров единственный способ в этом случае обеспечить продолжение своей работы – запитать их от ИБП, что повлечет увеличение мощности источников в полтора-два раза. Разумеется, в таком случае есть смысл сражаться за каждый процент КПД оборудования для охлаждения и обратить внимание на реализацию в нем схем интеллектуального управления производительностью.
Возвращаясь к вопросу энергоэффективности инженерной инфраструктуры центра, следует отметить, что к недооценке потерь в реальных условиях приводит использование заявленных производителем значений КПД основных компонентов. Как правило, они приводятся для определенного диапазона условий применения, и их эффективность значительно снижается при уменьшении ИТ-нагрузки. Это связано с наличием постоянных потерь «холостого хода», не зависящим от рабочей мощности. Кроме того, всегда найдется много причин, по которым компоненты электропитания и кондиционирования будут эксплуатироваться с нагрузкой ниже номинальной. Например, в силу того что ИТ-нагрузка ЦОД меньше, чем конструктивная номинальная мощность системы, или расчетный номинал производительности компонента был намеренно завышен для обеспечения избыточного запаса по мощности.
При аудите или проектировании инженерной инфраструктуры для корректного расчета потерь не следует пренебрегать тепловыделением не только ИТ-оборудования, но и самих систем электропитания и кондиционирования в подлежащем охлаждению пространстве.
Как следует из приведенных рассуждений, чем глубже желание постичь тонкости энергоэффективности, отходя от простейших энергетических моделей, тем более сложным и многофакторным оказывается анализ. Для поиска резервов можно воспользоваться моделью эффективности ЦОД, где учтен мультипликативный характер потребляемых электрических и тепловых мощностей основных компонентов инженерной инфраструктуры и их вклада в итоговые потери центра. Что примечательно, для повышения энергоэффективности и уровня отказоустойчивости ЦОД применяются одинаковые подходы. А именно: использование стандартизированных модульных компонентов, поддерживающих масштабирование; максимальное приближение теплообменников системы кондиционирования к источникам тепла (тыльной части серверных шкафов); применение системы герметизации для оборудования высокой плотности, а также автоматизированных систем управления свободными мощностями охлаждения, бесперебойного электропитания и наличием свободного места на уровне каждого шкафа ЦОД.