Posts filed under ‘green data center’
תכנון חדרי מחשב וחוות שרתים
זה הסטנדרט המומלץ של אלכסנדר שניידר
למנמ"ר המתכנן את מרכז המחשוב ( datacenter ) החדש של הארגון, יש הזדמנות לנצל נוהגים מתקדמים ( Best Practices ) בתכנון חדרי שרתים, ולשפר את התשתית עליה נשען מערך ה IT תוך חיסכון בעלות כוללת. להלן "עשר הדיברות"
1.TCO – הגדירו את רמת היתירות הנדרשת וחשבו את העלות כוללת ל 10 עד 15 שנים. השקעה ראשונית גדולה במס' אחוזים יכולה לחסוך עשרות אחוזים ב TCO.
2.בחירת השרתים גם על פי צריכת האנרגיה – עלות התפעול (בעיקר אנרגיה חשמלית) של שרת לאורך שלוש שנים גבוהה יותר מעלות השרת עצמו. בחרו בחוכמה שכן השוני בין השרתים הוא משמעותי.
3.וירטואליזציה – שימוש בוירטואליזציה מאפשר חיסכון משמעותי ברכש חומרה ובעלות התפעול של חוות השרתים. עם זאת, צריכת האנרגיה של שרת פיזי שעליו 5-20 שרתים וירטואליים גבוהה משמעותית מבעבר ויש צורך בחשיבה עדכנית בתשתית החשמל ומיזוג האוויר.
4.צפיפות מחשוב גבוהה – העלות הכוללת של חדר שרתים עם צפיפות מחשוב גבוהה ( high density ) נמוכה משמעותית ממרכזי מחשוב המפזרים את המחשוב על שטח רצפה נרחב. עם זאת, נדרשת חשיבה מקצועית וחדשנית להתמודדות עם כבילה צפופה, תשתית חשמל ומיזוג אוויר לצפיפות גבוהה. כדאי להתגבר על הנטייה להיצמד לשיטות עבר – החיסכון הוא משמעותי.
5.מודולאריות בתכנון – השקעה בציוד תשתית לעומס מקסימאלי כבר בתחילת חיי חדר המחשב היא מתכון לבזבוז ולשיתוק היכולת לאמץ טכנולוגיות חדשות עם הזמן. תכנון מודולארי מאפשר מדרוג ההשקעה לאורך שנים ( pay as you grow ) וחיסכון משמעותי ב TCO. מודולאריות מאפשרת גם שימוש אופטימאלי בטכנולוגיות מתקדמות ובמוצרים חדישים.
6. מיזוג אוויר חדשני וממוקד. המיזוג הממוקד מאפשר התמודדות עם כל עומס, חיסכון באנרגיה חשמלית וניצול מיטבי של ההשקעה בתשתית. עם זאת, היזהרו ממוכרנים שממוקדים רק במה שכדאי להם למכור . ישנן מגוון שיטות כגון קירור פנים-ארון, קירור חדר, קירור שורה ולכל אחת מאלו ואריציות שונות. מה נכון? כל פרויקט לגופו על פי הדרישות, הצרכים והאילוצים. טיפ חשוב: בחדרים בהם מיזוג האוויר מבוסס על צ'ילרים: דרשו ממתכנן מיזוג האוויר לתכנן לפי טמפ' מים קרים של לפחות 12 מעלות צלזיוס. רצוי אף יותר. זה יביא לחיסכון עצום בצריכת החשמל ותקבלו הרבה יותר מהמערכות שהתקנתם.
7. הפרדה מוחלטת של אוויר קר ואוויר חם – אחת הסיבות העיקריות לבזבוז העצום במיזוג אוויר ובחשמל בחוות שרתים הוא חוסר ההפרדה בין אוויר קר לחם. שימוש בפנלים עיוורים הוא חובה בסיסית עם החזר השקעה של יומיים בערך. הפרדה בין המעבר הקר למעבר החם יכולה גם היא להביא לחיסכון משמעותי. גם כאן יש כר נרחב של אפשרויות: סגירת מעבר הקר (עם או בלי מערכות קירור מים), סגירת המעבר החם ( רק בשילוב מערכות קירור מים), שיטה היברידית ועוד.
8.ניהול בזמן אמת באמצעות כלי תוכנה – קצת עצוב שהתשתיות הפיזיות של חוות השרתים בישראל מנוהלות בדרך כלל בגיליונות אקסל. קיימים כלי תוכנה ( SPM, DC Track, Power IQ ) קלים לשימוש המאפשרים ניצול מיטבי של ההשקעה בתשתית, הצגת לוח מחוונים ( Dashboard ) בזמן אמיתי והעיקר: יכולת תגובה מהירה לשינויים.
9. מדידה ובקרה – אי אפשר לנהל ולייעל את מה שאינו נמדד. חיישנים וכלי תוכנה מתקדמים מודדים את יעילות צריכת האנרגיה ( PUE ) ומידת השימוש בתשתיות ומאפשרים קבלת החלטות ניהוליות מושכלות. לדוגמא: חישוב קל של החזר השקעה של IT Refresh .
10. הסמכה מבצעית של חדרי שרתים – טבען של תקלות בתכנון וביצוע של חדרי שרתים חדשים, הוא שהן מתגלות זמן רב לאחר העלייה לאוויר עם הצמיחה הטבעית בעומס. תקלות אלו גורמות לזמן דמימה ( downtime ) של חדרי שרתים קריטיים לארגון. ההסמכה המבצעית של אלכסנדר שניידר בוחנת תחת עומס אמיתי את כל מערכות חדר השרתים: מיזוג אוויר, חשמל , יתירות ויעילות אנרגטית. הבדיקה היא באמצעות אמולטורים של חומרה , חיישנים מתקדמים ותוכנת בקרה ייעודית. ההסמכה המבצעית מורידה דרמטית את ההסתברות לתקלות תשתית ומגלה את כל הבעיות לפני הכנסת מערכות האמת של ה IT לחדר השרתים החדש כאשר כל המערכות עדיין באחריות וכל המתכננים והקבלנים עדיין זמינים.
ארגון אשר יישם את עשרת הנוהגים המתקדמים הללו ויפנים את העקרונות שעיצבו אותם, ישפר משמעותית את יכולת חוות השרתים להגיב לצרכי הארגון, ויוכל לחסוך לארגון כספים רבים שישמשו אותו להקצאת משאבים להתעצמות.
אנו מקיימים ימי עיון לעיתים קרובות בנושא תכנון וניהול חדרי שרתים. למעוניינים כתבו לטלי שרון tali@schneider.co.il
גל של חדשנות בחדרי המחשב
גל של חדשנות שוטף את טכנולוגיות הדטה סנטר בעולם ובישראל. תחום חדרי המחשב היה תמיד פעיל מאוד אך מנומנם ברמה הטכנולוגית. בשנים האחרונות חוקי התכנון השתנו לחלוטין וכך גם הנוהגים המיטביים ( Best Practices ).
לפני מס' חודשים נועדתי עם חברה ישראלית המתכננת חדר מחשב חדש שיעלה לאוויר, לפי תוכניותיהם, ב 2015. אמנם אני מצדיע לחברות ישראליות החושבות לטווח ארוך, אך הדבר גרם לי להרהר נוגות בלוחות הזמנים הנהוגים לעיתים בתעשייה שלנו. פרויקט הקמה של אולם מחשוב הוא פרויקט מורכב, יצירת אומנות יחידנית אשר הכול בה מפותח מאפס ונתפר כולו לפי צרכי הלקוח. נכון? לא בהכרח.
אחת המגמות המתחזקות בתחום חדרי המחשב היא מודולים המבוססים על מערכות בתצורות אשר נוסו ונבדקו במפעל ( pre-configured ), וקל להתקינם בחדר המחשב ולדעת מראש את רמת הביצועים שנקבל ( Pre-engineered ). הרחבה והגדלה ניתנים לביצוע בקלות יחסית ( scalable ) .
הגישה החדשה מאפשרת הקמה מהירה יותר, השקעה התחלתית נמוכה יותר, מתקנים יעילים יותר ולכן גם הוצאות תפעול נמוכות יותר לאורך חיי חדר המחשב.
מאחר וחברה מקימה לעצמה חדר מחשב אחת לכל 5 עד 20 שנים, הרי כשארגון מבקש להקים לעצמו חדר מחשב חדש, זו התנסות חדשה לרוב מובילי הפרויקט. אל צוות המפעל חוברים יועצים וקבלנים חיצוניים שלהם יותר ניסיון (אנו מקווים) ונוצר צוות פרויקט אשר אין לו ניסיון משותף. הצוות מתחיל את התכנון מאפס (דבר משתלם ביותר למתכננים) ונשען על ידע לא מושלם ולא עדכני. זו הסיבה העיקרית לכך ששלב התכנון אורך בדרך כלל חודשים רבים (במקרים אחדים גם מספר שנים), כמו גם שלב הבניה, ושהפרויקט ברובו מבוסס על ניסוי וטעייה ולא על נוהגים מיטביים. גם בהתחשב בעבודה הקשה של צוות הפרויקט, עלות התמשכות הפרויקט והטעויות בהחלטות התכנוניות עולים לארגון כסף רב. התוצאה הסופית היא חדר מחשב ייחודי באמת אשר אין זהה לו והדבר נזכר כאן לא כמחמאה (אולי להיפך) אלא כציון עובדה.
התופעות הללו מתרחשות לא רק בחדרי מחשב הנבנים במבנה חדש על קרקע בתולית (Greenfield data center ) אלא גם בפרויקטים של שדרוג חדרי מחשב ( datacenter upgrade ). גבשדרוג חדרי מחשב מדובר בד"כ בהוספת יכולות של אספקת חשמל ומיזוג אוויר ושיפור מערך הכבילה. וגם כאן צוותים שהוקמו אד-הוק עובדים כדי לשדרג את חדר מחשב. במרבית המקרים גם פרויקטים אלו יכולים להיות מנוהלים ביותר יעילות אם ישתמשו ב"אבני בנין" שהן Pre-Engineered, Pre-Configured.
הנוהגים המיטביים מאפשרים היום הוספת מודולים פנימיים ( Pods ) המכילים מס' משתנה של ארונות שרתים, מערכות מיזוג ממוקד ומערכות חלוקת חשמל המורידות באופן דרמטי את זמני התכנון והיישום הנדרשים כמו גם את העלויות. ראו תמונה של POD שבו ארונות שרתים, מיזוג אוויר ותקשורת. ניתן לשלב גם אל פסק (אם כי לא נהוג).
ניתן להרחבה ושכפול באופן מודולארי
דוגמא נאה לצורך המחשה היא חדר מחשב הנבנה על פי השמועה על ידי מייקרוסופט באיידהו שבארה"ב. גודל החדר כ MW 5, ענק במושגים ישראליים אך לא במושגי מייקרוסופט, והוא יושלם תוך 28 שבועות מיום חתימת החוזה. החדר בנוי ממודולים של KW 600 כ"א כל מודול בנוי ממספר מבנים טרומיים המובלים לאתר במשאית ומחוברים תוך ימים לתשתית. ראו תמונה של חדר אנרגיה של MW 1 אשר הותקן ב 5 ימים.
חדר אנרגיה של MW 1 ב 5 ימים. נבנה במפעל. הורכב באתר.
דוגמא נוספת: בוודאי שמעתם על מיזם ה VBLOCK של EMC ו CISCO. ובכן, אם חשקה נפשכם במתקן אחסון ( storage ) מתקדם ביותר, בוודאי ששקלתם את ה VBLOCK. ובכן ניתן לרכוש את ה VBLOCK ב 6 תצורות: V0, V1, V2 וכל אחת מהן ברמת מינימום ומקסימום. חברת פנדויט ( Panduit ) מציעה לדוגמה את כל התשתית הפיזית ל VBLOCK ברמה הנדרשת במק"ט אחד. ראו תמונה:
במקט אחד: ארונות וכל התשתית הפיזית ל VBLOCK
מהי הטמפרטורה הרצויה בחדרי מחשב? עדכון
וחשוב לא פחות: היכן מודדים את הטמפרטורה? זו אחת השאלות החשובות למנהלי חדר מחשב, והאמת היא גם שעניתי על כך לא אחת בפוסטים קודמים ובמאמרים בעיתונות המקצועית. לא הייתי מטריח את הקורא אלמלא החידושים בתחום. החידושים הם גם בתחום התקינה וגם בתחום תוכנות הניהול והבקרה של חדרי המחשב.
על פי ASHRAE , טווח הטמפרטורה הרצוי לאוויר הקר הנשאב לשרתים הוא בין 18 ל 27 מעלות צלזיוס ( בעבר הלא רחוק זה היה 20-25 ) . הטווח המותר הוא בין 15-31 מעלות. הנוהגים המיטביים בתעשייה מכוונים ליישום טמפרטורה של 24 מעלות. טמפרטורה זו מאפשרת חיסכון בחשמל ועדיין מותירה מרווח ביטחון למקרה של כשל קצר במערכות מיזוג האוויר.
ניתן לכוון לטמפרטורה של 24 מעלות כאשר החדר ממוזג ביעילות, בדרך כלל באמצעות הפרדת מעברים קרים וחמים, ויש אחידות פחות או יותר בטמפרטורת האוויר במעבר הקר.
מס' טעויות נפוצות:
טעות 1: למדוד את הטמפרטורה במקומות לא חשובים כגון במעבר החם, בפינת החדר, ליד התקרה.
מה שחשוב מבחינת שרידות המערכות זה לבקר את האוויר הקר הנשאב לשרתים. מדידות במקומות נוספים כגון במעבר החם ובנקודות הכניסה והיציאה של מערכות מיזוג האוויר חשובות לצורך בקרה על היעילות האנרגטית של מיזוג האוויר בחדרי המחשב. אך, מה שקריטי לצורך שרידות חדר המחשב זו טמפרטורת (ולחות) האוויר בכניסה לשרתים.
טעות 2: למדוד בנקודות בודדות בחדר:
לחסוך בחיישנים זה כבר לא באופנה. המלצת ASHRAE היא למדוד בכל קדמת ארון, בשלוש נקודות גובה את הטמפרטורה והלחות. הנוהגים המיטביים ( best practices ) אומרים: בשלושה גבהים בקדמת ושלושה גבהים בצידו האחורי של ארון השרתים
טעות 3: להיבהל מטמפרטורות גבוהות בחלק האחורי של הארון
תרגיע. 50 מעלות בחלק האחורי של השרת זה בסדר גמור ואפילו טוב מאוד. גם 60 מעלות בהנחה שיש לך הפרדה טובה של מעברים קרים וחמים. אם אין לך, זה סיפור אחר.
טעות 4: לקרר יתר על המידה
יש עדיין כאלה שאוהבים שאנשים יוצאים חולים מחדר המחשב שלהם. סתם בזבוז.
בתמונה המצורפת רואים תמונה שמשגרים חיישנים אלחוטיים ל DASHBOARD . התמונה מראה את מפת החום בחדר המחשב. תוכנה זו הנקראת LIVEIMAGING מבית אלכסנדר שניידר. התוכנה מאפשרת לצפות בזמן אמיתי במצב החדר מבחינה טרמית ולזהות את הנקודות הדורשות טיפול מיידי. חמוד לא?
תוכנה המראה את מפת החום בחדר המחשב בזמן אמיתי
ממשלת ארה"ב עורכת מדריך רכש לחדרי מחשב במכולות
עוד סימן למומנטום של מרכזי מחשוב במכולה ( containerized data centers ) בעולם. הממשלה הפדראלית של ארה"ב כותבת מדריך אשר יסייע לסוכנויות הממשל לבחור בין ההיצע הגובר של מכולות דאטה סנטר.
היועץ מארק בראמפיט נשכר על ידי ה GSA של הממשל ועל ידי מעבדות ליברמור המשויכות למשרד האנרגיה של ארה"ב לכתוב את המדריך שיסייע לסוכנויות הממשל להעריך את הפתרונות הקיימים ואת הדור החדש.
מספר גדל והולך של ספקים מציע פתרונות של חדרי מחשב במכולה, כולל AST, IBM, HP, Dell. Data pod ואחרים. העניין הגובר בפתרון זה נובע מהצורך בפתרונות מודולאריים המאפשרים יישום מהיר וחיסכון תפעולי, בייחוד בתחום האנרגיה.
בייחוד מעורר עניין אתר ה HOSTING החדש באיסלנד THOR שהגיע ל PUE מדהים של 1.07 באמצעות שימוש בקונטיינרים של AST-GLOBAL
ההמשלה הפדראלית של ארה"ב החלה במה שנראה כפרויקט הקונסולידציה הגדול בהיסטוריה בתקווה לצמצם עלויות הקשורות בלמעלה מ 1,100 אולמות מחשב. ממשל אובמה הורה לאחרונה לראשי הסוכנויות הפדראליות להאיץ את מאמציהם בתחום הקונסולידיציה של המשאבים והנדל"ן עם דגש מיוחד על מרכזי מחשוב.
10 המגמות המובילות בדטה סנטר ב 2010
מרבית חדרי המחשב נמצאים במצוקה ברמת התשתית הפיזית: בעיות מיזוג אוויר קשות, אספקת חשמל, ניהול כבילה לא מוקפד, משקל כבד ביחס ליכולת הנשיאה של הרצפה, חוסר במקום פיזי, חשבון חשמל צומח במהירות ובעיקר: הניהול נהיה מורכב יותר וקשה יותר.
כתוצאה נראה ב 2010 את 10 המגמות הללו צוברות תאוצה:
1. תוכנות ניהול ל Data Center כדוגמת תוכנת ה DC TRACK של חברת Raritan לניהול חדרי מחשב. תוכנה זו מאפשרת ניהול מקצועי של החדר וניצול מקסימאלי של התשתיות המותקנות. לדוגמא, מנהל חדר המקבל לידיו, נניח, 10 שרתים של U1 הצורכים ביחד KW5, יוכל לקבל בלחיצת כפתור את הנתון הבא: באיזה ארון שרתים בחדר יש מקום פיזי, יש שקעי נחושת פנויים, שקעי אופטיקה פנויים, קיבולת חשמל מתאימה, קיבולת מיזוג אוויר מספיק וכ'.
2. Liquid Cooling : לפני כ 5-6 שנים הצגנו את הטכנולוגיה של הקירור הממוקד לשוק הישראלי. רבים מידידנו אמנם התרשמו מהטכנולוגיה אך הטילו ספק בנחיצותה. היום אנו יכולים לומר מעבר לכל ספק שהטכנולוגיה הזו הגיעה לזרם המרכזי. יש לנו כ 400 מערכות מותקנות בישראל מתוך בערך כ 500 סה"כ.
אפשר להזכיר את חדר המחשב של תהיל"ה, חדר המחשב החדש של בנק ישראל, פרויקט מרשים של חיל הים, אינטל (ראו סרט של אינטל ביו טיוב או בפוסט הקודם), חדרי מחשב ברפאל, בחוות מחשוב עננים של טריפל סי ועוד רבים אחרים.
אך יש שני דגשים חשובים מעבר לנושא High Density . המערכות שאנו ממליצים עליהן מסוגלות לתת ביצועים מצוינים גם בטמפרטורות מים קרים של 16 ואף 18 מעלות (במקום 6 מעלות כנהוג במערכות מיזוג אוויר). כל מעלה מאפשרת חיסכון של 3%-4% בחשבון החשמל.
בנוסף חשוב לבחור במערכות מודולאריות. כאלו שמאפשרות לעלות מ 10kw ל kw 40 ללא קושי.
3. סגירת המעבר הקר: המערכות הזולות ביותר, הן אלו שאנו לא צריכים לרכוש. סגירת המעבר הקר מאפשרת שדרוג אפקטיבי של חדרי מחשב קיימים וניצול מקסימאלי של התשתיות הקיימות. מדובר בסגירה מכאנית של האוויר הקר, שדרוג תוכנה למערכות המיזוג ובמקרים מסוימים החלפת מאווררים ביחידות המיזוג. היתרונות: יכולת מיזוג האוויר אפקטיבית יותר ב 50%. כתבו לי לקבלת עותק מוקדם של whitepaper שכתבנו בנושא.
4. בקרה על צריכת האנרגיה ( PUE ) יותר ויותר ארגונים מודדים את ה PUE . יחס יעילות האנרגיה של התשתית. כדי להשתפר, עלינו לדעת היכן אנו היום.
5. Intelligent RPDU : פסי השקעים המתקדמים הם אבן בנין חשובה וחיונית בחדר המחשב המתקדם. RPDU מאפשרים איסוף מידע בזמן אמיתי של צריכת החשמל ופליטת החום של כל שרת וכל ארון, וקבלת מידע לצורך שימור שרידות ויתירות אמת.
6. ניהול הרצפה הצפה פתרונות כגון Cool Boot ו Kold LOK מונעים בריחת אוויר קר מפתחים לא מבוקרים ברצפה הצפה. מאפשר השבת קיבולת קירור "אבודה".
7. פסי צבירה ( Bus Ways ) כאשר תשתית החשמל מבוססת על כבלים, כל שינוי אורך שבועות וחודשים ומצריך תקציב של עשרות ואף מאות אלפי שקלים. שימוש בפסי צבירה מאפשר למנהלי הדטה סנטר לבצע שינויים באופן מיידי ללא צורך בתקציב נוסף. ראו פוסט קודם בנושא פסי צבירה של Starline .
8. ארונות ייעודיים למתגי תקשורת מתגי סיסקו החדשים מחייבים התייחסות מקצועית גם ברמת התשתית. ביחוד ה ,Nexus 7010, 7018. ארונות ייעודיים של Panduit תוכננו יחד עם סיסקו במיוחד למתגים אלו. היתרון: פתרון לנושא הכבילה ומיזוג האוויר.
9. מדבקות RFID מאפשרות לדעת בכל רגע נתון, בזמן אמיתי, אילו מערכות יש לנו בחדר והיכן הן בדיוק. מוכנות ל AUDIT בכל רגע נתון ואבטחת החומרה.
10. סימולציה ב CFD תוכנה הנדסית אשר מאפשרת בניית מודל טרמי של חדר המחשב והדמייה של תרחישים שונים לבדיקת תכנון מיזוג האוויר, אימות יתירות, אפקטיביות התכנון ובחירה בין אלטרנטיבות. מומלץ מאוד גם לתכנון חדר חדש וגם לתכנון שדרוג.
הצצה לחדר המחשב של אינטל ישראל
אינטל ישראל מספקת הצצה נדירה לחדר המחשב שלה. ניתן להתרשם מהסדר וההקפדה על נוהגים מתקדמים( Datacenter Best Practices ) בסרט אותו מנחה עופר ליאור , מנהל הדאטה סנטר באינטל חיפה.
אישית רוויתי נחת מהצגת ארונות High Density המבוססים על קירור מים שסופקו על ידינו, חברת אלכסנדר שניידר. מדובר בארונות Cooltherm תוצרת קנור (Knurr ) , שבהם מחליף החום נמצא בתחתית הארון ( In-Rack Cooling ) . בשל הקירור הממוקד ניתן לקרר עד KW 35 בארון ו/או לחסוך הרבה מאוד כסף בחשבון החשמל. זו המערכת היעילה ביותר ל high density הקיימת היום בשוק.
בכל ארון כזה עובדים 6 בלייד סנטרים ( 84 שרתים) . עוד חשוב לדעת שיחידות אלו צורכות מים קרים בטמפרטורה של 16 מעלות, דבר המקנה לדטה סנטר חיסכון משמעותי בחשבון החשמל וניצול מקסימאלי של יכולות הצ'ילר.
למען הסר ספק, השורות למטה הן תוספות שלי ואינן מוצגות בסרט:
למי שלא עוקב אחרי נושאים אלו ביומיום, אציין שבדרך כלל, מערכות מיזוג אוויר דורשות מים קרים בטמפרטורה של 6-7 מעלות כדי לספק קירור ברמה המתקרבת לטענות אנשי השיווק שלהם.
מערכת כגון זו שלנו, המאפשרת להגיע לקיבולת קירור מליאה ב 16 מעלות מים קרים מספקת את היתרונות הבאים
1. חיסכון של 30% חשבון החשמל לקירור ( 3% לכל מעלת צלזיוס)
2. אין בזבוז אנרגיה הנגרם מהוצאת והשבת לחות לאוויר
3. הצ'ילרים נותנים יותר קיבולת קירור בטמפרטורות מים גבוהות
תודה לאינטל שמשתפת את השוק בתובנות שפיתחה ומסייעת לתעשייה להתייעל ולחסוך באנרגיה חשמלית.
חוות מחשוב עננים של Triple C
טריפל סי חנכה חדר מחשב חדש המתוכנן, על פי המנכ"ל רמי נחום, לרמת שרידות גבוהה של Tier 4 . הסרט מספק תאור מעניין של יכולות החווה שהיא ללא ספק מהמתקדמות בארץ.
מזל טוב ל טריפל סי.
חשבון החשמל של חדרי המחשב בישראל- 1.25 מיליארד שקל בשנה
כ 2000 באי כנס אילות לאנרגיות מתחדשות שנערך באילת בשבוע שעבר, נחשפו לסדרת הרצאות ויוזמות בתחום האנרגיה. בעוד שנותני הטון היו עדיין חסידי האנרגיה הסולארית, קיים הכנס מסלול מרתק בנושא התייעלות אנרגטית. נושא צריכת החשמל של מרכזי המחשוב (דטה סנטר) עלה השנה בלא פחות מארבע הרצאות שונות.
מהחומר עולה כי חדרי המחשב של 1,000 הארגונים הגדולים בישראל צורכים כ 350 מגה-וואט, שהם כ 3% מיכולת היצור של רשת החשמל בישראל. בחשבון פשוט של 42 אג' לקווט"ש, חשבון החשמל של מרכזי המחשוב בישראל הוא 1.25 מיליארד שקל בשנה!
שתי עובדות מוסיפות עניין למספר מדהים זה. האחת, שצריכת החשמל של מרכזי המחשוב צפויה להכפיל עצמה בעוד 4-5 שנים.
השנייה , שכ 40% מסכום זה הם בזבוז שמקורו בחוסר מודעות ובחוקי תכנון מיושנים. במילים אחרות, הפוטנציאל לחיסכון הוא עצום, מה עוד שמחירי האנרגיה צפויים לעלות בשנים הקרובות.
אם כך מדובר בבעיה שיש לה מימד כלכלי נכבד (חשבון החשמל), מימד טכני (ניהול ושרידות), מימד ציבורי (איכות הסביבה) ומימד לאומי, דהיינו, יכולת תשתית החשמל להמשיך לתמוך בצריכה הגוברת של חדרי המחשב.
למרות הסכום העצום, נושא זה לא נמצא בדרך כלל בראש מעינייהם של מקבלי ההחלטות, אלא אם הארגון הוא נאור במיוחד. הסיבות לכך הן רבות:
1. חשבון החשמל אינו משולם על ידי מנהלי חדר המחשב אלא על ידי תקציב מנהלה כללי.
2. ההנהלה אינה מודעת לפוטנציאל החיסכון ולכן גם לא מציבה יעדים בתחום זה
3. חשש מוטעה שצעדי חיסכון והתייעלות דורשים השקעה מרובה ו/או השבתות
4. במקרים רבים מי שאחראי על תכנון והקמת החדר מתמקד ב CAPEX ואינו מתוגמל על חיסכון ב OPEX
במחקר שפרסם הפורום הישראלי לאנרגיה ( http://www.energia.org.il) , נמצא שההשקעה הנדרשת לחיסכון של קילו-ואט שעה אחד הוא עשירית מההשקעה הנדרשת ליצור קווט"ש באמצעים של אנרגיה מתחדשת. למרות זאת, עיקר היוזמה הממשלתית עד כה הוא בתחום האנרגיה המתחדשת. אין שום תוכנית או תמריץ ממשלתי להתייעלות אנרגטית. משלם המיסים ישלם 2 ₪ לכל קווט"ש המיוצר באנרגיה סולרית או אנרגית רוח, אך לא קיים שום עידוד ממשלתי לחיסכון באמצעות התייעלות.
כותבי המחקר, ד"ר שחר דולב, יעל כהן-פארן ונועם סגל, ממליצים בשלב ראשון לקיים סקר אנרגיה ארצי אצל הצרכנים הגדולים, להעלות מהסקר מהן אפשרויות ההתייעלות המרכזיות, ולפעול להטמעת החיסכון באמצעות תמריצים ומיסוי.
בקליפורניה למשל הצליח הממשל למנוע צמיחה בשימוש החשמל לנפש שנשאר יציב מאז שנות ה 80. לא אחת פורסם על מענקים בשווי של מאות אלפי דולרים שהעניקה חברת החשמל המקומית PG&E לפרויקטים של התייעלות אנרגטית בחדרי מחשב בקליפורניה. בישראל משרד התשתיות מתמקד כל כולו באנרגיה מתחדשת ומזניח את הפוטנציאל העצום בהתייעלות אנרגטית.
כפי שנאמר בכנס אילות: אנרגיות מתחדשות – פוליטקלי קורקט. התייעלות אנרגטית – פייננשלי קורקט.
טמפרטורת האוויר הקר בחדרי מחשב
מרבית חדרי המחשב מבזבזים אנרגיה וכסף רב, כך אמר דילן לארסון, דירקטור של Platform technology initiatives בחברת אינטל בדיון שנערך בפורום של מחשוב עננים בהשתתפות חברות כגון יבמ, HP, קנור-אמרסון וLawrence Berkeley National Lab .
במחקר שנערך קודם לדיון ע"י אמרסון בקרב אגוד משתמשי הדטה סנטר ( DCUG ), התברר שמרבית הארגונים מקררים את חדרי המחשב יתר על המידה.
בעוד שהמלצות ASHRAE מתירות לקרר את האוויר הקר המגיע לשרתים לרמה מקסימאלית של 27 מעלות, כל הארגונים שנסקרו ( כ 70) מקררים לטמפרטורת אוויר של 21 מעלות ומטה.
זהו בזבוז, הדגיש דילן לארסן, העלאת הטמפרטורה חוסכת הרבה מאוד חשמל וכסף.
בישראל המצב אף יותר קיצוני. הסיבות לקירור יתר ולבזבוז הנובע מכך הן כדלקמן:
- חוסר מודעות של מנהלי חדרי המחשב לפוטנציאל הגדול לחיסכון בהעלאת הטמפרטורה
- הנחה מוטעית שהמחשבים יתפקדו טוב יותר בטמפרטורות קרות מאוד
- קירור בלתי ממוקד (קירור חדר) מצריך "מאבק" בנקודות חום שונות ולשם כך מקררים את כל החדר יתר על המידה
- חוסר נוחות טבעי מעבודה בקצות הטווח המותר
- ארונות High density שאינם ממוזגים באופן מקצועי וממוקד מכתיבים למעשה את מיזוג אוויר בזבזני
כתוצאה מקירור היתר הזה, על כל שקל המושקע בחשמל ל IT מושקעים עוד שקל עד שניים בתקורה שרובה הוא מיזוג אוויר ( PUE בין 2 ל 3 ) . בזבוז כבר אמרנו?
סגירת המעבר הקר בחדרי מחשב ( Cold Aisle Containment )
סגירת המעבר הקר צוברת תאוצה בחדרי מחשב רחבי העולם.
סגירת המעבר הקר מונעת בזבוז של אוויר קר שיוצר ע"י מערכות הקירור. ללא הסגירה, רוב האוויר הקר כלל אינו מגיע לשרתים.
בנוסף, סגירת המעבר הקר מונעת חזרת אוויר חם אל קדמת השרתים, בעיה הקיימת בעיקר כשעומס החום בארון שרתים עולה על 4 קילו-וואט.
מהי סגירת מעבר קר דינמית? בסגירת מעבר קר דינמית חיישנים המוצבים במעבר הקר מתקשרים עם יחידות המיזוג הפנימיות ושולטות על מהירות המאווררים ביחידות אלו. סגירת מעבר קר דינמית נחשבת היום ל BEST PRACTICES .
יתרונות סגירת המעבר הקר הם כדלקמן
- שיפור ביעילות מערכות המיזוג הקיימות.
- 50% שיפור בDensity לארון שרתים, עם יכולת להגיע ל 10 קילוואט עומס לארון שרתים (תלוי ביכולות החדר)
- טמפרטורה אחידה לכל גובה הארון ומניעת תקלות חומרה.
- התקנה קלה ומהירה
- עלות נמוכה עם החזר השקעה מהיר של מס' חודשים עד שנה.
- חיסכון משמעותי בחשבון החשמל (ראו מטה)
- אפשרות לקבל יותר CAPACITY מהצ'ילרים הקיימים (הסבר בפוסט הבא)
להלן נתונים מאמרסון ( Emerson ). סגירת מעבר קר מאפשרת 15% חיסכון בצריכת החשמל למיזוג האוויר ו קרוב לפי 2 מזה (28%) בסגירת מעבר קר דינמית.
| Traditional
Approach |
With Aisle
Containment |
With Emerson SmartAisle | |
| Chiller | 71.3% | 64.9% | 60.0% |
| Pumps | 10.0% | 5.4% | 5.2% |
| Air Handler Fan | 18.7% | 14.3% | 7.2% |
| Total | 100% | 84.6% | 72.4% |
| Savings | 15% | 28% |
דוגמא: אם נניח חדר מחשב עם PUE של 2.5 במצב ההתחלתי, הרי השקעה זעומה בסגירת מעבר קר דינמית תביא חדר זה ל PUE של 2.1 בקירוב.
הבה ניקח כדוגמא חדר מחשב שבו KVA 300 עומס IT .
עם PUE של 2.5 , צריכת החשמל של החדר כולו היא 750 קילוואט שעה בקירוב.
חשבון החשמל השנתי יהיה (במחירים הנוכחיים של 40 אגורות לקווט"ש) 6.5 מיליון שקל בקירוב.
סגירת מעבר קר דינמית תביא את החדר ל PUE של 2.1 ,
החיסכון יהיה 1,050,000 ₪ בשנה.
עלות התקנת מעבר קר דינמית לחדר זה בהערכה גסה , מוערכת 300,000 ₪. כלומר החזר השקעה של 3 עד 4 חודשים.
כמו כן ניתן להכין את תשתית החדר להתקנת יחידות DECS ( מערכות קירור העומדות בין הארונות) בעתיד. מצב זה יאפשר התקנת ארונות high density בעתיד, עד ל KW 30 לארון ואף יותר, ללא עבודות תשתית נוספות.
על ידי סגירת המעבר הקר ניתן, אם כך, לשפר את מצב החדר ולהשיג את היתרונות הכתובים מעלה תוך שימור ההשקעות שנעשו בתשתית, ותוך כדי כך להכינו לעתיד ול high density, כך שהשקעות קפיטאליות ייעשו במדורג ובהתאם לצורך.
