The Data Center Blog – חדרי מחשב, הקמת אולמות מחשב, חדרי שרתים, חוות שרתים, KVM, ניהול כבילה, UPS, green IT

7 דרכים למיזוג אוויר יעיל אנרגטית בחדרי שרתים.

מאז אוגוסט 2011 עלו מחירי החשמל בישראל ביותר מ30% (נכון לפברואר 2012). למי שמנהל חדרי שרתים, עובדה זו כואבת במיוחד משום שעלויות צריכת החשמל של חדרי המחשב הגיעו ל 20-25% מהוצאות התפעול השוטפות. בשל הדרך בה תוכננו חדרי השרתים או בשל הדרך בה הם מנוהלים, חלק משמעותי מצריכת האנרגיה מקורה בבזבוז בעיקר בשל חוסר יעילות בדרכי מיזוג האוויר.

בארגונים נאורים בהם חשבון החשמל של חדרי השרתים נבחן בדקדקנות, העלייה בצריכת החשמל הביאה לבחינה מחודשת של דרכי התכנון והניהול של מרכזי המחשוב. בארגונים פחות נאורים, חשבון החשמל משולם על ידי גוף תפעול מרכזי שאינו מסוגל לנתח את הנתונים והתוצאה היא בזבוז שעלותו מאות אלפי ואף מיליוני שקלים בשנה, תלוי בגודל המתקן. לדוגמא: במתקן של ארגון בינוני שבו כ 400 שרתים, צריכת החשמל של השרתים תהיה כ 200 קילוואט לערך. צריכת החשמל הכוללת של המתקן תכלול גם את צריכת החשמל למיזוג אוויר ולמערכות תשתית נוספות. בחדר מחשב בגודל זה המופעל היטב ( PUE=1.5 ) חשבון החשמל הכולל יהיה כ מיליון וחצי ₪ בשנה. בחדר מחשב בגודל דומה המנוהל ללא מתן חשיבות לצריכת החשמל ( PUE=3 ) , ויש רבים כאלו בישראל, חשבון החשמל יעלה כ 3 מיליון ₪, בזבוז של מיליון וחצי ש"ח בשנה או 15 מיליון ₪ בעשר שנים. להסבר על PUE

למי שלא בחן את הנושא מקרוב עד כה, אציין רק שעלות החשמל הנדרשת להפעיל ולקרר שרת מתקדם לאורך 3 שנים גבוהה יותר מעלות השרת עצמו.

בפוסט הקודם תיארתי 10 נוהגים מתקדמים של חדרי שרתים ( datacenter Best Practices ) . הפעם אתמקד בנושא מיזוג האוויר בחדרי שרתים.

רבים ממנהלי חדר המחשב יודעים שעליהם ליישם מעברים קרים וחמים ולזווד פנלים עיוורים בארונות שרתים כדי למנוע חזרת אוויר חם אל קדמת הארון. על כן, לא אעסוק בנושאים טריוויאלים מעין אלו. אלא אתמקד בנוהגים מתקדמים אשר לא רבים בישראל נתנו עליהם את הדעת:

ניתן לחסוך בצריכת החשמל למיזוג בן 30% ל 50% על ידי הפרדה מוחלטת של אוויר קר וחם ועל ידי העלאת טמפרטורת העבודה. הפרדה מוחלטת של אוויר קר וחם מתבצעת על ידי הכלה ( Containment ) והעלאת טמפרטורת העבודה מתבצעת על ידי העלאת טמפרטורת המים הקרים למיזוג ( CW ) מ 7 מעלות ל 16 ואף 18 מעלות צלזיוס. נסביר…

1. הפרדה מוחלטת של אוויר קר וחם על ידי הכלה ( Containment ) של האוויר הקר ( Cold Containment ) או הכלה של האוויר החם ( Hot Containment ) . בחדרי שרתים הממוזגים בשיטת קירור החדר ( בדרך כלל על ידי מערכות ליברט ) הכלת האוויר הקר מתבצעת על ידי סגירת המעבר הקר או על ידי הכלת החום באמצעות ארונות ארובה. אגב, בשיטה הראשונה (סגירת מעבר קר) ניתן להגיע ל 15 קילוואט לארון שרתים ועל ידי ארונות ארובה ניתן להגיע ל KW 30 לארון שרתים.

2. שימוש במערכות קירור ממוקד הקרוי בדרך כלל "ארונות קרור מים" . קירור ממוקד זה יכול להיות מפוזר בשורות ( in row cooling ) או בתוך ארון השרתים באופן הקרוי InRack Cooling.

3. בשיטת קירור השורה ניתן לסגור את המעבר הקר או את המעבר החם. שתי השיטות טובות אם כי רבים ממש שונאים לעבוד במעבר חם סגור בשל אי הנוחות שבכך. קיימת שיטה היברידית אשר נקראת שיטת החדר הקר ( cool room concept ) אשר לה אייחד מאמר נפרד בקרוב והיא מיישמת את כל היתרונות של סגירת המעבר החם ללא החסרונות.

4. העלאת טמפרטורת העבודה. עד לאחרונה נהגו המתכננים לעבוד עם צ'ילרים שקררו את המים הקרים ל 7 מעלות צלזיוס. העלאת טמפרטורת המים הקרים ל 16 ואף 18 מעלות מספקת חיסכון בצריכת החשמל של כ 3% לכל מעלה. בחישוב זריז מדובר על חיסכון של כ 30% רק משינוי טמפרטורת העבודה.
אגב, העלאת טמפרטורת העבודה תאפשר גם לקבל כ 25% יותר קיבולת קירור מהצ'ילר אם כי נתון זה משתנה ממודל למודל.

חשוב מאוד: כדי ליישם שיטה מתקדמת זו הלכה למעשה יש לבחור מערכות In Rack או InRow המסוגלות לספק את קיבולת הקירור המקסימאליות בטמפרטורות CW אלו. ישנן מערכות, רחמנא ליצלן, שבטמפרטורות אלו של 16 מעלות מיים קרים קיבולת הקירור שלהן יורדת ב 50% ואך יותר. מיצרנים כאלו מומלץ להישמר.

5. 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 .

6. 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.

7. 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.

ארגון אשר יישם את שבעת הנוהגים המתקדמים הללו ויפנים את העקרונות שעיצבו אותם, ישפר משמעותית את יעילות מיזוג האוויר של חדרי השרתים בכ 30%-50% , ויוכל לחסוך לארגון כספים רבים שישמשו אותו להקצאת משאבים להתעצמות.

פברואר 25, 2012 at 3:44 pm כתיבת תגובה