Posts filed under ‘חשמל’

לקחים מתקלות בחדרי מחשב – 1 #

האם במקרה של אזעקת אש/עשן בבנין, יש להשבית מייד את מערכות המיזוג של חדר המחשב?

מנהל חדר המחשב, אחד מהיותר מקצועיים בארץ, שיתף אותי במקרה הבא:  מאזור המשרדים המצוי באותה קומה בה נמצא חדר המחשב המתקדם שלו, נתקבלה התראת אש ממערכת הגילוי.  עפ"י הנוהל, הופסקה פעולת המזגנים בבניין מיידית. גם מערכות המיזוג הנפרדות של חדר המחשב הושבתו עם האזעקה. כתוצאה הושבת חדר המחשב. התראת האש היתה התראת שווא.

אמנם הכל עבד כראוי לפי הנוהל, אך הנוהל עצמו נמצא לקוי.  בעקבות ניתוח הארוע הוחלט שמערכות המיזוג בחדר המחשב לא יושבתו  אלא רק אם התקבלה ההתראה מחדר המחשב עצמו.

יש לכם לקחים שתרצו לחלוק עם הקהילה?  כתבו לי.

יגאל שניידר

יולי 1, 2010 at 8:06 pm כתיבת תגובה

פסי צבירה (Bus bar or Bus way) לחדרי מחשב

בעת יישום שינויים ותוספות ( MAC -Modifications, Additions, Changes )  בחדרי מחשב, המכשלה העיקרית היא תשתית החשמל.  בישראל, בה מרבית חדרי המחשב נבנו טלאי על טלאי, זו מכשלה רצינית שמונעת ממנהל חדר המחשב את האפשרות להגיב במהירות לצרכי הארגון.

בביקורי האחרון בארה"ב אהבתי לראות את הסדר והגמישות התפעולית שמקנים להם פסי צבירה מודולאריים. כל כך אהבתי שיצרתי קשר מיידי עם החברה ( Starline ) ואנו מייצגים אותה בארץ בתחום חדרי המחשב.

זו מערכת המאפשרת חלוקת חשמל באופן מודולארי, בטיחותי וגמיש מאוד לכל ארונות השרתים. זו מערכת שניתנת להרכבה קלה מלמעלה או מתחת לרצפה הצפה. מאפשרת יתירות בצורה קלה מאוד ושינויים ניתנים לביצוע במהירות ובקלות גם על ידי עובדים שאינם חשמלאים.

בניגוד לחיבורי חשמל point to point, במערכת זו ניתן בעת שינוי או מעבר חדר , לפרק ולחבר מחדש בתצורה אחרת, כך שההשקעה נשמרת לאורך שנים.  כמו כן ניתן ליישם high density בקלות יחסית.

מערכות אלו מותקנות בחדרי המחשב של יבמ, סיסקו וסאן.

ראו סרט הדגמה. אשמח לקבל תגובות!

אוקטובר 21, 2009 at 5:14 am כתיבת תגובה

הגדרות היתירות של חדרי מחשב ( Tier System )

 חברות שלהן חדרי מחשב צריכות לאזן בין שני צרכים.  הצורך ברציפות עסקית לעומת הצורך בחיסכון בהשקעות ( CAPEX) ובהוצאות התפעול ( OPEX ) .

מחד גיסא, הצורך בזמינות מידע ורציפות עסקית מכתיב יתירות בתכנון תשתית חדר המחשב.  מאידך גיסא, יתירות עולה כסף. יתירות מכתיבה השקעות משמעותיות בחומרה והוצאות תפעול גבוהות יותר בחשבון החשמל ובחוזי שירות.  על כן, על המנמ"ר להגדיר במדויק מה רמת היתירות הנדרשת בחדר שלו ולהבין את ההשלכות העסקיות כולן.

רמת היתירות מוגדרת על פי 4 רמות ( Tiers ): מרמה 1 ( Tier I ) עד רמה 4 ( Tier IV ) .  הגדרת הרמות נעשתה על יד מכון האפטיים ( www.uptimeinstitute.org ) שהוא האורים והתומים בתחום חדרי המחשב.

חדרי מחשב  ברמות  I ו II נועדו לתת מענה לטווח קצר ולתמוך בטכנולוגיה הנוכחית בלבד. אלו פתרונות טקטיים שבהם שיקול העלות הוא שיקול כמעט בלעדי. במקומות בהם ל IT חשיבות אסטרטגית נחוץ פתרון ברמות III ו IV שנותנים מענה לרציפות העסקית ומאפשרים קליטת טכנולוגיה חדישה בקלות יחסית.

Tier I:  בחדר מחשב ברמה I ניתן ביטוי לרצון החברה להכיל את ציוד ה IT בתחום בו יש תשתית מתאימה (בניגוד, למשל, לתשתית משרדית).  חדר רמה 1 טיפוסי  יהיה חדר מחשב סגור, מערכת אל-פסק ( UPS ) שתייצב את המתח ותיתן מענה להפסקות חשמל קצרות, מערכת מיזוג אוויר 24/7 וגנראטור להפסקות חשמל ארוכות יותר. אין יתירות ( רמה N ).  אין אפשרות לביצוע טיפולים בציוד התשתית ללא השבתה. כמו כן, במקרה של תקלה בציוד התשתית,  יסבול האתר מהשבתות.

Tier II: בחדר מחשב ברמה II תהיה יתירות כלשהי למערכות קריטיות של חשמל ומיזוג אוויר. בדרך כלל היתירות ( N+1 ) תהיה במערכות כגון UPS, צ'ילרים, משאבות וגנראטור. טיפולי שירות תקופתיים יגרמו להשבתות.  תקלות חומרה במרכיבי התשתית יכולים גם הם לגרום לקריסת החדר באופן זמני.

Tier III: בחדר מחשב ברמה III התכנון מאפשר טיפולי שירות לתיקון ומניעה ללא השבתה ( concurrent maintenance ).  כלומר, ניתן להשבית כל רכיב תשתית כגון UPS, ארון חשמל או יחידת מיזוג ללא השבתה של ציוד IT. לכל מוליך תשתית פעיל יהיה "תאום" פסיבי שיכנס לעבודה במקרה של כשל במוליך הפעיל. גם כאן היתירות במערכות היא ברמה של ( N+1). ההבדל הגדול הוא שבאתר זה ניתן לבצע עבודות שירות תקופתיות מה שיקטין בודאי גם את מס' התקלות.

Tier IV : חדר מחשב ברמה IV הוא אל-כשל ( Fault Tolerant ) . יש בו את כל מה שנכלל ברמה III אך שום כשל בודד אינו יכול לגרום להשבתה מליאה או חלקית. כל מרכיבי התשתית פעילים בו זמנית.

ברור שאם מערכת המיזוג מתוכנת לפי רמה II אך מערכת החשמל לפי רמה I, חדר המחשב הוא ברמה I. דירוג חדר ברמה 2.5 זו המצאה ישראלית שאין לה אחיזה בתורה המקצועית.

בעת תכנון ושדרוג חדרי מחשב, חשוב שהמנמ"ר יגדיר במדויק את צרכי הארגון בכל הקשור לרציפות העסקית.  שיטת הדרוג ל 4 רמות מאפשרת למנמר בחינה מסודרת של עלות מול תועלת.

יוני 17, 2009 at 5:56 pm 2 תגובות

FSTS /ATS / STS : מענה לצרכי היתירות של שרתים בעלי ספק כוח אחד

התקנות של שרתים בעלי ספק כוח יחיד עדיין מתבצעות בחדר המחשב של היום, בשל תאימוּת למערכות ותיקות וסוגיות עלות. יש להביא בחשבון התקנים אלה.
מתגי העברה אוטומטיים (Automatic transfer switches) (ATS) ומכשירים למיתוג מתחים
(fail-safe transfer switches) (FSTS) ניזונים משני שקעים ומפיצים חשמל לשרתים בעלי ספק כוח יחיד. אם יש הפרעה בזרם החשמל לאחד מהשקעים מכניסות המתח, מתג ההעברה האוטומטי או מכשיר למיתוג מתחים מעביר את העומס משקע לשקע.

מנהלי חדרים מנוסים רבים נרתעים ממכשירי STS בשל ניסיון עבר לא סימפטי. מכשירי FSTS המודרנים פותרים את בעיות העבר.

כשמחפשים מתג ההעברה האוטומטי או מכשיר למיתוג מתחים, יש להביא בחשבון שני  מאפיינים עיקריים.

• יכולתו של מתג ההעברה האוטומטי או מכשיר למיתוג מתחים להעביר עומסים משני ספקי כוח בעלי פאזות לא מסונכרנות. מתגי העברה שאינם ניחנים במאפיין זה יקרסו כשהעומס יועבר. זו הסיבה שרבים בתעשייה נרתעו בעבר משימוש ב STS .  ישוב לבחור במכשירים מסוג FSTS עם יכולות הזנה מפאזות לא מסונכרנות

• יכולתו של המוצר להפיץ חשמל משני המקורות בו זמנית (ידוע כהתחלקות במקור מתח -infeed sharing). הדבר מפחית את העומס שיש להעביר במקרה של הפסקת חשמל או נפילת מתח (brownout). מאפיין תכנון זה מאפשר להאריך את חיי המוצרים מפני שרק מחצית מהעומס הכולל מועבר והתוצאה היא פחות בלאי על רכיבי המיתוג.

דצמבר 28, 2008 at 8:14 am כתיבת תגובה

UPS : פיתוח ישראלי ל-IT ירוק בתחום מערכות אל-פסק

אני שמח להביא לבלוג זה מאמר מעניין מאוד פרי עטם של מאיר אזרד מהנדס חשמל בכיר באינטל – ישראל ואבי פינס, CTO של אביאם מערכות. מאמר מאיר עיניים זה מראה כיצד ניתן באמצעות חשיבה רעננה לשפר את נצילות מערכות חדרי המחשב, לחסוך אנרגיה וגם כספים רבים. שיטת ECO MODE בשימוש במערכות אל פסק שנבחנה על ידי המהנדסים אזרד ופינס אומצה ע"י חברת ליברט העולמית ומשמשת חברות מובילות ברחבי העולם.

1. מבוא

שיטת INTELLIGENT ECO MODE)  IEM) , אשר מוצגת במאמר זה, מתבססת על עקרון קיים המכונה ECO (הזנת העומס מרשת החשמל תוך מעבר מהיר ל-ON LINE במקרה של הפרעות חשמל). שיטת IEM מספקת הגנה לעומס מפני הפרעות והפסקות חשמל ובנוסף מאפשרת שליטה של מערך בקרה מרכזי למעבר למצב ON LINE במקרה שצפויות הפרעות קשות או בזמן ביצוע פעילויות קריטיות במערכת החשמל. שיטת IEM הינה יוזמה של חברת אינטל לטובת קידום חיסכון באנרגיה.ליישום השיטה ופיתוחה נשכרה מחלקת המו"פ של חברת EMERSON-LIEBERT והתוצאה מיושמת כיום במצב "הרצה" בחברת אינטל חיפה זה כ-6 חודשים ומניבה תוצאות משביעות רצון.

עקרון ה-IEM מבוסס על הגדרות זמני התגובה והמעבר על פי ניתוח אופייני זמן תגובת מערכות מחד, ואופייני הרגישות של העומסים (למשל: מערכות קריטיות ומחשבים) מאידך, ניתן לקבוע כי הגנת העומס נשמרת גם בשיטת IEM.

פעולה בשיטת IEM פותחת אפשרויות יישום ושימוש בטוחות בשימוש עקרון ה ECO תוך הקטנת בזבוז החשמל במערכות האל פסק בערך ב-8% ומביאה לחיסכון משמעותי בעלויות החשמל.

שיטת IEM מסתמכת על טכנולוגיות קיימות וניתנת ליישום מהיר בשטח בשינוי תוכנה ובקרות בלבד. החיסכון הצפוי בהפעלה בהיקף מלא עשוי להגיע למאות אלפי ₪ בשנה.

2. מערכות אל פסק בשיטת המרה כפולה (On-Line)

מבנה מערכת אל פסק הפועלות בשיטת המרה כפולה מתואר בציור מספר 1.

clip_image002[4]

ציור 1: מערכת אל פסק On-Line

המערכת כוללת מיישר/מטען, ממיר, מצברים ומפסק סטטי. במצב עבודה רגיל המיישר מיישר את מתח הרשת ומזין את הממיר, הממיר מייצר מחדש מתח סינוסי טהור ומיוצב ומזין את העומס הקריטי (מסלול 1). במקרה של הפרעות או הפסקות חשמל, הזנת הממיר נמשכת ללא הפרעה מהמצברים למשך זמן הגיבוי המתוכנן (מסלול 2). לאחר חזרת החשמל המיישר/מטען טוען מחדש את המצברים. המפסק הסטטי מבצע עקיפה אוטומטית ומסונכרנת של המערכת ומזין את העומס מהרשת במקרה של תקלה בממיר ועומס יתר (מסלול 3). ניתן לבצע גם עקיפה ידנית לצורך תחזוקה או השבתה של מערכת האל פסק.

מערכת אל-פסק הפועלת בשיטת המרה כפולה מבטיחה מתח מיוצב ומסונן ברמת איכות גבוהה ביותר וללא תלות בטיב אספקת החשמל מהרשת, וזאת משום שהיא מייצרת מתח בעצמה.

שיטת המרה כפולה הינה השיטה הנפוצה ביותר במערכות בהספק מעל 2~3 קוו"א.

3. שיטת ECO

מערכות אל-פסק On-Line רבות כוללות אופציית הפעלה בשיטת ECO (קיצור של Economy). בשיטה זו המפסק הסטטי מחבר את העומס לרשת כל הזמן, במקרה של הפרעות חשמל, המפסק הסטטי עובר לעבוד מהממיר והמערכת פועלת במצב On-Line עד שמתח הרשת מתיצב, ואז היא חוזרת לעבודה מהעוקף.

אופני העבודה בשיטת ECO מתוארים בציור 2. העומס מוזן רוב הזמן מחברת חשמל (מסלול 4) ועובר להזנה מהממיר במקרה של הפרעות או הפסקות חשמל (מסלול 5). הממיר עשוי להיות מוזן מהרשת או מהמצברים (תלוי ברמת ההפרעות ברשת).

image004

ציור 2: מערכת אל פסק בשיטת ECO

שיטת ECO מוצעת בד"כ כאופציית הפעלה למערכת On-Line רגילה. היצרנים בד"כ אינם מוסרים מפרטים של תכונות אופן הפעלה זה (כגון זמן תגובה, רגישות להפרעות וכו'). הנתון היחיד שהיצרנים כן מפרטים הינו הנצילות, שהיא גבוהה מהנצילות באופן המרה כפולה רגיל.

מכיוון שאין מפרטים מסודרים לטיב מתח התפוקה, יש חשש להפעיל מתקנים קריטיים בשיטת ECO. נוסף לכך, במערכות רבות המעבר משיטת ECO לשיטת On-Line אינו פשוט ומחייב כיבוי והפעלה מחדש של המערכת. כלומר, אין אפשרות נוחה לשלוט במערכת לפי דרישות המתקן.

4. השוואה בין On-Line ל-ECO

השוואה בין השיטות (בהתיחסות למערכות בהספק של כ-500 קוו"א) מובאת בטבלה הבאה:

  On-Line ECO
נצילות 92%~93% 97%~98%
איכות מתח התפוקה גבוהה מאד גבוהה
ניסיון רב מועט/אפסי

מטבלה זו נראה בבירור כי לשיטת ECO פוטנציאל גדול לחיסכון באנרגיה, ביחוד במערכות אל פסק גדולות. השאלה המתבקשת היא – מדוע השימוש בשיטה זו מועט?

נראה לנו כי לקוחות נמנעים משימוש בשיטת ECO מהסיבות הבאות:

  • איכות מתח התפוקה ממערכת הפועלת בשיטת ECO נמוכה יותר מאיכות מתח התפוקה ממערכת הפועלת בשיטת On-Line.
  • ניסיון משמעותי בשיטת ECO יכול להתקבל רק בשימוש במתקנים גדולים "חיים".
  • אין מתנדבים לבחון את השיטה במתקנים הקריטיים שלהם…

תוסיפו לכך את העובדות הבאות:

  • אין ניסיון בשימוש בשיטת ECO במתקנים גדולים
  • תעשיית מערכות ההספק היא שמרנית
  • שיטת ECO במערכות המרה כפולה גדולות היא חדשה יחסית (מספר שנים)

והסיבה לתפוצה הנמוכה של שיטת ECO נעשית ברורה.

לזכותה של שטת ECO ניתן לאמור כי מתקנים אשר משתמשים במפסקים סטטיים ובמערכות
Off-Line מהווים הוכחה חלקית לכך שאופן ECO יכול לפעול בהצלחה.

5. מהי איכות מתח התפוקה הנדרשת למערכות קריטיות?

שרתים ומחשבים מודרניים מתוכננים לפעול בתחום מתחי הזנה רחב והרגישות שלהם להפרעות מתח הינה נמוכה. בציור 3 מובא גרף ITIC, שהינו התקן המקובל לעמידות ציוד מיחשוב בהפרעות חשמל (מחשבים שרתים וציוד הקפי של רוב היצרנים עומדים במפרטים אלה). מגרף זה ניתן לראות כי מחשבים ושרתים מודרניים מסוגלים ל"ספוג" הפסקות חשמל של 20 מילישניות ולעמוד במתחי יתר של 500% למשך 10 מילישניות.

בציור 4 מובא גרף הרגישות של ציוד במתקני יצור של מוליכים למחצה, מהגרף נראה בבירור כי ציוד זה רגיש אף פחות משרתים ומחשבים.

למרות האמור למעלה, ברור שמתקנים חיוניים כגון מרכזי מחשוב צריכים הגנת On-Line כדי לתפקד במצבים קשים (למשל בזמן סערות ברקים) וכן בזמן יישומים קריטיים.

clip_image006[4]

ציור 3: גרף ITIC

clip_image007[4]

ציור 4: גרף SEMI F47

6. מהי איכות המתח במתקנים קריטיים?

משך הזמן הכולל של הפרעות מתח (כולל הפסקות) באתרים אמינים יחסית הינו בערך 0.04% (3 שעות לשנה בערך). נתון זה מבוסס על סקרים פנימיים באתרי אינטל בישראל.

יש לזכור, כמובן, שזהו סך הזמן הכולל היכול להתבטא במספר רב של הפרעות קצרות שכל אחת מהן עלולה להשבית מרכז מחשוב או ציוד קריטי לזמן ארוך מאד.

משמעות הנתון הזה הוא ש-99.96% מהזמן, מערכת אל-פסק שעובדת בהמרה כפולה משפרת איכות מתח שהיתה ממילא איכותית דיו לעומס הקריטי.

כלומר, ניתן להגדיר את הפסדי ההמרה במערכת On-Line, במשך 99.96% מהזמן, כבזבוז.

7. IEM – Intelligent ECO Mode

מניתוח הנתונים שסקרנו לעיל, הגענו לאיפיון משופר של שיטת ECO – אשר יענה על הדרישות של אתרים קריטיים. להלן תקציר המפרטים העקריים של IEM:

  • IEM הוא שיפור של שיטת ECO הקיימת
  • IEM מאפשר שליטה מלאה בזמן אמיתי על אופן הפעולה של מערכת האל-פסק (ECO או On-Line) ומאפשר העברה בין אופני הפעולה ללא השפעה על העומס
  • IEM תוכנן ונבדק לעמידה בגרף ITIC ו- SEMI F47
  • IEM מבטיח רמה מספקת של איכות התפוקה של האל פסק לדרישות העומסים הקריטיים
  • IEM מבטיח שיפור בנצילות מערכת האל פסק
  • IEM מבטיח את הגמישות הנדרשת להשגת שתי המטרות:
    • חיסכון באנרגיה (רוב הזמן)
    • שליטה להעברה להמרה כפולה כאשר נדרש

מכיון שהטכנולוגיה הבסיסית של ECO קיימת, פיתוח ובדיקת השיפורים שנדרשו עבור IEM היה קצר וזול יחסית. הפיתוח והבדיקות בוצעו ע"י מחלקת הפיתוח של "אמרסון-ליברט" על מערכות סטנדרטיות של "אמרסון-ליברט".

חשוב לציין כי הנתון הקשה ביותר לבדיקה אינו תגובת המערכת להפסקת חשמל מלאה, אלא דווקא התגובה להפרעות קטנות. לצורך זה יצרה "אמרסון-ליברט" מחולל הפרעות מיוחד בהספק של 160 קוו"א. בציור 5 מובאות צורות גלים בכניסת וביציאת המערכת הנבדקת, תחת עומס. ונראה כי אפילו הפרעה קצרה מזוהה ע"י המערכת ומתוקנת תוך זמן קצר ביותר (כ-3 מילישניות) עמוק בתוך מעטפת הביצועים הנדרשת.

בדיקות נצילות אישרו שמערכת בשיטת ECO חוסכת כ-66% מבזבוז האנרגיה של מערכת בשיטת On-Line.

image008

ציור 5: תגובת מערכת בשיטת ECO להפרעה בהזנה

8. היתרונות של IEM

שיטת IEM מתגברת על החסרונות והבעיות שמפריעות ליישום שיטת ECO:

  • אפשרות הכנסה הדרגתית ומבוקרת, של IEM למתקנים גדולים
  • מאפשר בדיקה של המערכת והממיר על העומס בכל עת (מעבר גמיש בין אופני העבודה)
  • מאפשר מניעת תקלות לעומס הקריטי ע"י העברה להמרה כפולה כאשר צפויות:
    • הפרעות והפסקות חשמל
    • סערות ומזג אויר לא יציב
    • ביצוע פרויקטים קריטיים בעומס
  • שילוב של IEM במערכות אל פסק עם יתירות מאפשר חיסכון באנרגיה מבלי לותר על איכות ההגנה (ראה דוגמה בהמשך)
  • מנהל המערכת יכול להתאים את אופן העבודה (On-Line או IEM) לתנאי העבודה. (דוגמה: ניתן להעביר את המערכות להמרה כפולה בלילה כאשר התעריף זול מחד וזמינות כוח אדם טכני לשרות נמוכה יותר)

בציורים 6-8 מובאת דוגמה ליישום של IEM במתקן עם יתירות:

העומס הקריטי מוזן משתי מערכות אל פסק (הזנה כפולה). מערכת אחת ב-On-Line והשניה ב-IEM (ציור 6). במקרה של תקלה במערכת On-Line בקרת המבנה מעבירה את מערכת מס' 2 ל-On-Line.

בשיטה זו העומס מוגן כל הזמן ברמה גבוהה וניתן לחסוך לפחות חצי מהבזבוז. אם השרתים מאפשרים קביעת רמת ההעמסה בכל אחת מההזנות (אפשרות קיימת בשרתים משוכללים) ניתן להגיע לחיסכון מכסימלי ע"י העמסה מלאה של מערכת IEM והעמסה נמוכה על מערכת ה-On-Line.

clip_image011[4]

ציור 6: יישום IEM במתקן עם יתירות (הזנה כפולה)

clip_image013[4]

ציור 7: תקלה במערכת On-Line

clip_image015[4]

ציור 8: בקרת מבנה מעבירה את מערכת IEM ל-On-Line

9. החיסכון הכספי בשימוש ב-IEM

חישוב החיסכון הכספי בעבודה בשיטת IEM צריך לכלול את החיסכון בבזבוז של המערכת עצמה, חיסכון במיזוג האויר הנדרש וחיסכון בהפסדים אחרים (בזבוז בשנאים ובכבלים וכו').

החישוב הבא בוצע למתקן טיפוסי, בעומס קבוע, בחיבור מתח גבוה, בהספק של 5000 קוו"ט במחיר 35.4 אג' לקווט"ש. התוצאות מובאות בטבלה המצ"ב:

החישוב נעשה בהנחה שהמערכות במתקן מועמסות ב-75%.

מהתוצאה נראה שהחיסכון הכספי השנתי הינו משמעותי מאד (מעל 1 מיליון ₪ לשנה).

 

On Line ECO Mode הפרש
הפסדי אל-פסק 7% 2.7% 4.3%
ס"ה הפסדים במתקן* 10.8% 4.8% 6.0%
הספק עומס במתקן kW 5000 kW
הפסדים kW 605 252 353
צריכה שנתית בקוט"ש 3,094,736
עלות אנרגיה ב₪\קוט"ש 0.354
חיסכון שנתי ב-₪ ₪ 1,095,537

10. סיכום ומסקנות

  • העובדה שהמדובר בשיפור בטכנולוגיה קיימת איפשר לנו:
    • להשיג חיסכון משמעותי בעלויות אנרגיה
    • לבצע את הפיתוח בלוח זמנים קצר ביותר
    • עלות הפיתוח היתה נמוכה מאד יחסית לחיסכון
  • החיסכון הצפוי באנרגיה הוא משמעותי ואנו מקווים שיעודד את
    התעשיה לפתח שיפורים נוספים ב-IEM
  • שיתוף הפעולה בין "אינטל" ל"ליברט-אמרסון" – אשר שילב ידע מעשי מהשטח עם יכולות פיתוח יצר ערך נוסף למשתתפים בפרויקט

אנו רואים גם כי המודעות לסביבה ( Environmental Awareness ) היא פרמטר חדש שיש להתחשב בו בתהליך קבלת ההחלטות. וכי הקריטריונים הקודמים שהתייחסו רק להחזר השקעה מול אמינות (ROI/MTBF), מוחלפים בקריטריונים פרגמאטיים יותר אשר מתייחסים גם להיבט הסביבתי (חיסכון באנרגיה) כשיקול בהחלטה.

חשוב מאד לציין כי:

יישום שיטת IEM מחייב סקר הנדסי ומעקב ביצוע.

אין לבצע פרויקט IEM ללא סקר הנדסי ומעקב ביצוע!

לקבלת העתק של המאמר, כתבו לי

יגאל  שניידר

דצמבר 7, 2008 at 3:11 pm 3 תגובות

10 דרכים לשיפור היעילות בחדר המחשב בזמן המיתון ב-2009

המיתון הקרב (הוא כבר כאן?), הפאניקה בשווקים הפיננסיים, מחנק האשראי , כל אלו ישפיעו בוודאי על ההתנהלות העסקית ותקציבי ה IT. עם זאת, המצב בשוק חדרי המחשב שונה לחלוטין מהמיתון הקודם בתחילת העשור.

בשנת 2001, בעת מפולת הבורסות, היה עודף גדול של קיבולת בחדרי המחשב. בעת ימי הבועה נבנו חדרי מחשב רבים ורובם עמדו ריקים. שטח רצפה, מערכות מיזוג אוויר, מערכות הספק, כל אלו עמדו לרשותנו בשפע.

המצב היום הוא שרוב חדרי המחשב נמצאים במצוקה. ריבוי השרתים, צריכת האנרגיה הגוברת , צפיפות השרתים, כל אלו גורמים למצוקה של חום, שטח רצפה וחוסר הספק, כמו גם לצמיחה מהירה בהוצאות התפעול , בעיקר בסעיף האנרגיה.

כיצד אם כן, להתמודד עם מצוקות אלו בזמן שתקציבי ה IT מתהדקים? להלן 10 הצעות:

1. בחירה במערכות בצפיפות גבוהה כגון שרתי להב מאפשרת תשתית יעילה יותר בצריכת החשמל ואת הצורך בהשקעות בחדר מחשב חדש. גם אם יש צורך בשדרוג כלשהו של החדר, מדובר בהוצאה שהיא זניחה כמעט יחסית להשקעה בחדר מחשב חדש.

2. ערוך סקר מוקדם לקביעת סדרי עדיפויות – ההשקעה נמוכה מאוד ודרכה ניתן ללמוד מה חולשות התשתית ברמת יתירות, זמינות ויעילות אנרגטית. ניתן באמצעות הסקר להסביר גם להנהלה לא טכנית את המצב לאשורו וחלופות פעולה.

3. בעקבות הסקר, ערוך תוכנית מסודרת שתאפשר הכפלת העומס במינימום השקעה התחלתית ובאופן מודולארי. האויב הגדול של חדרי המחשב היא גישת אד-הוק הנפוצה. ולראייה, שלל האלתורים ו"פתרונות" זמניים שהביאו את חדר המחשב להיראות כפי שהוא נראה.

4. בדוק את היעילות האנרגטית של חדר המחשב. מדוד את ה PUE (ראו מאמר קודם) . יתכן שתגלה שעל כל שקל שאתה משקיע בחשמל ל IT, אתה משקיע עוד 2 שקלים בתפעול התשתית. פרויקט של SVLG ( Silicon Valley Leadership group ) , ארגון המונה 300 חברות מעמק הסיליקון מצא שניתן להגיע לאותן תוצאות ברמת צריכת האנרגיה ותפעול מקצועי בחדרים ישנים ששודרגו כמו בחדרי מחשב חדשים. גם אם חשבון החשמל אינו משולם מתקציב הIT , התייעלות תאפשר לך להפיק הרבה יותר מן התשתית הקיימת.

5. סגור את המעבר הקר (ראו תמונה) . הפרדת אוויר חם מהאוויר הקר היא היסוד של קירור אפקטיבי ויעיל באנרגיה. אם החדר אינו מאורגן לפי מעברים קרים וחמים, בצע זאת ללא דיחוי. לאחר מכן, סגור את המעבר הקר. צריכת האנרגיה תרד, מערכות הקירור יעבדו בניצולת גבוהה. זוהי דרך מעולה להפיק את המקסימום מהשקעות שכבר בוצעו. זו שיטה הרבה יותר אפקטיבית מסגירת המעבר החם ומאפשרת סביבת עבודה הרבה יותר נעימה.

clip_image002[9]

6. חפש הזדמנויות להוריד את העומס ממערכת החשמל שלך. לדוגמה, בדוק אם ניתן לשדרג את יחידות הקירור של החדר ל VFD ( Variable Frequency Drive ) שדרוג זה מאפשר למערכות להגיב ליניארית לצורכי החדר וחוסכת צריכת חשמל רבה.

7. האם כל השרתים בחדר באמת נחוצים? השבתה ופינוי של שרתים לא פעילים חוסכת אנרגיה. ישנם חדרי מחשב בהם 10% מהשרתים אינם מביאים תועלת כלל. פנה את השרתים המיותרים (ותרום אותם למוסדות חינוך).

8. בקרה – בקרה – בקרה . דע בכל זמן מה קורה בחדר המחשב שלך. מה הטמפרטורה בנקודות קריטיות ומה צריכת האנרגיה של כל ארון שרתים בכל זמן. פסי שקעים מתקדמים מאפשרים ניטור צריכת האנרגיה באופן מדויק ושוטף וההוצאה זעומה. כך תכיר צרכיך בדיוק נקודתי ותדע היכן התיקון יהיה אפקטיבי יותר.

9. במקום לשדרג את כל חדר המחשב, בנה אזור High density בחדר. אם בעבר היה נהוג לפזר את העומס בחדר, היום מומלץ לרכז את העומס הכבד ביותר באזור אחד ולטפל בו נקודתית. זה יותר יעיל, יותר אפקטיבי תקציבית ומקל על פעולת שאר החדר.

10. ברמה הפילוסופית – דע להתנתק מרעיונות ישנים. חוקי התכנון של חדרי המחשב השתנו ללא הכר. צפיפות הספק, ארונות מקוררי מים, אל פסק מודולארי, תצורת אל פסק בשיטת IEC ) Intelligent Eco Mode -במאמר הבא) . אלו הם פתרונות טכנולוגיים מתקדמים שחלקם לפחות יכול לחסוך הרבה צרות והרבה כסף.

ואם בזמן שחסכנו כסף לארגון ושיפרנו את תשתית מערך ה IT גם מנענו פגיעה באיכות הסביבה, גם זה בסדר.

נובמבר 16, 2008 at 7:06 pm כתיבת תגובה

כלים לחישוב חשמל

 ערכי צריכת החשמל הנומינליים הכתובים על לוחית ציוד ה IT  הם הגזמה פרועה ביחס לצריכת החשמל בפועל.  זאת משום שהיצרנים מניחים תצורה מליאה עם כל האופציות, עבודה ב 100% ושדרוגים ותוספות עתידיים.  כדי לחשב את צריכת החשמל העתידית של היצרנים מספקים "מחשבונים".  להלן לינקים למחשבונים.

סיסקו
http://tools.cisco.com/cpc/
דל
http://www.dell.com/calc
HP
http://www.hp.com/go/bladesystem/powercalculator
יבמ
http://www.ibm.com/systems/bladecenter/powerconfig
סאן
החברה מספקת מחשבוני כוח אך הללו אינם מרוכזים מיקום בעמוד אחד. ניתן להשתמש באפשרות החיפוש באתר www.sun.com ולהציג את השאילתא "power calculator".

מי שרוצה ללכת "על בטוח" ללא עבודת מחקר יכול לקחת פקטור של 60% מהנומינאלי.

נובמבר 4, 2008 at 1:33 pm כתיבת תגובה

גוגל ויעילות צריכת החשמל בחדרי המחשב

בימים שבהם עלות האנרגיה מתקרבת ל 40% מהוצאות התפעול השוטפות ( OPEX ) של חדרי המחשב, צעדי ייעול שיביאו לחיסכון באנרגיה יביאו גם לחיסכון משמעותי. עם זאת, כדי שנוכל להשתפר, עלינו לדעת בראש וראשונה מהו המצב היום.

ארגון הגריד הירוק טבע את המושג PUE, יחס יעילות האנרגיה. יחס זה מחלק את סה"כ צריכת האנרגיה של חדר  המחשב בצריכת האנרגיה של ציוד ה IT בלבד.

clip_image001

החשמל המסופק לחדר המחשב כולל את האנרגיה המסופקת למערכות החשמל, המיזוג ו IT. אם היחס הוא 2.0 הרי שעל כל וואט שמסופק ל IT, מושקע עוד וואט בתקורה של מערכות חשמל ומיזוג.

בסקר של ה EPA בארה"ב ב 2007 נקבע שהממוצע בארה"ב הוא בסביבות 2.0. בסקר בלתי רשמי שערכה חברתנו, חברת אלכסנדר שניידר ב 14 חדרי מחשב, מצאנו שהיחס בישראל נע בין 2.3 ל 2.8 .

כלומר, על כל שקל של חשמל שמושקע ב IT מבוזבז עוד כ 1.5 ₪ על תקורה של תשתית פיזית.  כלומר, בחדר מחשב בינוני שצריכתו הכוללת היא כ 500 קילו-וואט שעה ( חשבון חשמל של 2,200,000 ש"ח בשנה ) , 60% מהצריכה היא לתקורה.  עלות התקורה הזו היא אם כך 1,314,000 ש"ח בשנה.

שאלה מעניינת היא מהו היחס האידיאלי אליו אנו יכולים לשאוף. סוכנות הגנת הסביבה ( EPA ) בארה"ב קבעה את היעדים הבאים לשנת 2011:

חדר מחשב ממוצע 1.9
חדר מחשב מתקדם 1.7
נוהגים מתקדמים 1.3
חדר מחשב ירוק 1.2

בימים האחרונים חברת גוגל פרסמה לראשונה את מדדי יעילות האנרגיה של שישה חדרי המחשב שלה. מדד ה PUE הממוצע של גוגל הוא 1.21 ! .

בגרף המצורף מפרסמת גוגל את מדד יעילות האנרגיה של חדרי המחשב שלה לאורך 6 חודשים. מעניין לראות שגוגל השיגה כבר את יעדי ה EPA לשנת 2011, יעד שרבים בתעשייה (וביניהם עבדכם הנאמן) פקפקו שהוא בר השגה.

ניתן לראות גם שחדר מחשב אחד משיג תוצאות טובות יותר. חדר זה על פי הרכילות בבלוגים שונים מורכב מקונטיינרים והוא מצטיין ביחס יעילות אנרגיה PUE של 1.13.

קונטיינרים ( data center containers ) הם מכולות שבהם מורכב כל ציוד מיזוג האוויר והחשמל והן מסופקות מוכנות לקליטת שרתים. ניתן להציבם בשטח פתוח, במגרש החנייה או על הגג והם מאפשרים צמיחה של חדר המחשב בן רגע וכן גם ניודו בעת הצורך. גם מיקרוסופט פרסמה שהיא עומדת להקים דר מחשב מורכב מ 150 מכולות בשיקגו. בין החברות שמשווקות פתרונות מעין אלו הם IBM, Sun, Rackable Systems, AST . גילוי נאות: כותב שורות אלו משווק, בין השאר, גם קונטיינרים מזוודים כחדרי מחשב.

אגב, גוגל אינה מפרסמת את מס' השרתים שלה. השמועות מדברות על בין חצי מיליון למיליון שרתים. אך אין ספק שבצעדי התייעלות אלו חסכה גוגל עשרות מיליוני דולרים בהוצאות התפעול , וחסכה פליטות של עשרות אלפי טונות של גזי חממה ומיליוני גלונים של מים.  מה שטוב לגוגל טוב גם לארגונים קטנים.

אוקטובר 15, 2008 at 9:09 am כתיבת תגובה

Metered PDU : יישום נכון של יתירות בחדרי המחשב

האם ספקי כוח כפולים בשרת משפרים את שרידות חדר המחשב? 

אספקת חשמל היא יסוד בסיסי בתשתית חדר המחשב.  הפסקת חשמל, או מערכת חשמל באיכות ירודה היא הסיבה העיקרית ל"נפילת" חדרי המחשב. לעיתים קרובות, קריסת מערכות החשמל של החדר מתקיימת לא בעת הפסקת חשמל אלא כתוצאה מטעות מקומית או תכנונית, אך בעיקר בשימוש בנוהגים   (Practices)   לא עדכניים.

מערכת אספקת החשמל של חדר המחשב מורכבת משש רמות:

1. הגריד – חברת החשמל וארון מרכזי
2. גנראטור גיבוי ומתג העברה אוטומטי ( ATS )
3. מערכת גיבוי אל פסק ( UPS ) ומתג BYPASS
4. ארון החשמל
5.PDU  – Power Distribution Unit  ברמת הארון
6. ספקי הכוח של השרתים עצמם

מנהלי אולם המחשב בדרך כלל אינם מעורבים ב 4 הרמות הראשונות, אך יש להם אחריות למדיניות ויישום של רמות 5 ו 6 .  לא מעט נפילות מביכות מתרחשות כתוצאה ישירה מיישום שגוי של ה PDU. 

כמעט לכל השרתים הנמכרים היום יש שני ספקי כוח.  עובדה זו יכולה לשפר מאוד את זמינות המידע אם היישום הפיזי הוא  נכון.  במקרים רבים, בשל יישום שגוי, שני ספקי כוח אינם מוסיפים ערך כלל ויתרון זה מתבזבז או אף הופך לחיסרון.

בחדר מחשב ברמה 4  ( Tier 4 ) יש שתי מערכות של אספקת  החשמל ובכל מערכת (ענף) מצויים  כל 6 המרכיבים שהוזכרו מעלה. כל ענף יכול לתמוך ב 100% מצרכי החדר. זוהי יתירות של 2N  וזה גם המחיר:  עלות כפולה. 

בשל שיקולי עלות, מעטים חדרי המחשב של Tier 4  ולכן אין לנו בד"כ יתירות של 2N.  אנו מתפשרים   משיקולי עלות- תועלת ואילוצים אחרים.    

נתמקד אם כך בשיפור היתירות בעלות נמוכה  ובדרכים שאפשריות לנו כמנהלי אולמות המחשב ליישם בקלות ובמהירות כלומר בסעיפים 5 ו 6.

במקרים בהם מותקן PDU אחד ברמת הארון, הרי שהיתירות מוגבלת רק למקרה של כשל באחד מספקי הכוח של השרת.  ברור שזו לא חוכמה גדולה וזה גם לא מקרה מעניין.

ברוב המקרים מותקנים שני PDU בארון.  תקוותנו השלמה היא שכל ספק כוח מחובר ל PDU אחר. במקרים כאלו כל ספק כוח עובד ב 50% מהעומס.  במקרה של כשל  בספק אחד, עובר כל העומס לספק השני.  תצורה זו נוטעת במנהל החדר תחושה של בטחון בזכות היתירות. עם זאת, רבים אינם מודעים לנוהגים הנכונים ( best practices ) ומיישמים זאת בצורה לא נכונה. 

לדוגמא,  ראיתי מקרים רבים בהם ה PDU מועמס ל 60% מיכולתו.  ובכן מה הבעיה? 
הבעיה היא שבמקרה של כשל בענף A, כל העומס מועבר ל  PDU B . במקרה כזה, PDU B  סופג עומס של 120% והארון נופל.    

נוהגים נכונים:

חוק מס 1:  העומס על שני ה PDU ( ביחד) בארון צריך להיות לא יותר מ 80% מהעומס המקסימאלי של הארון 

חוק מס' 2:  העומס המקסימלי על כל PDU צריך להיות לא יותר מ 40% מהעומס המקסימאלי של הארון.

כלומר, אם הנקודה מאפשרת 20A  לארון , כל PDU יכול להיות מועמס ל 8A לכל היותר , ושניהם ביחד 16A ( כלומר 80% מ 20A)

מומלץ מאוד להתקין PDU שהוא Metered , כלומר ניתן לראות מהו העומס על ה PDU באמפר.  בישראל קוראים לזה בדרך כלל PDU חכם  (להבדיל מ PDU מנוהל שמאפשר גם כיבוי והדלקה מרחוק)

מומלץ מאוד לבחור ב Meterd PDU (חכם) שמאפשר גישה מרחוק דרך IP ולקבל התראות ב SNMP במקרה והעומס עובר את רמת הסף המותרת. זה מוריד מאוד את עומס העבודה הכרוך בפיקוח על נושא זה ומשפר מאוד את אמינות חדר המחשב. דוגמאות לפסי שקעים חכמים ומנוהלים  והנה PDU חדש וחכם במיוחד

לחזרה לבלוג הקליקו כאן

פברואר 27, 2008 at 9:28 am כתיבת תגובה

ניהול רצפה צפה בחדרי מחשב

חיסכון בחשמל הוא עיקרון היסוד של חדר המחשב הירוק.  גם בחדרים שטרם הגיע זמנם לשדרוג "ירוק" , ניתן לקיים צעדי חיסכון והתייעלות קלים ומהירים. לדוגמא, כדי לחסוך משמעותית בחשמל בחדרי מחשב, אנו ממליצים ללקוחותינו לנהל בתבונה את הרצפה הצפה. 
מדוע זה חשוב ולמה אנו מתכוונים?

הוצאות החשמל הן כ 50% מהוצאות התפעול של חדרי המחשב. יתרה מזאת, סעיף הוצאות זה ממשיך לצמוח בטור גיאומטרי. חשוב לצמצם הוצאה זו במידת האפשר. ניהול נבון של הרצפה הצפה מאפשר חיסכון משמעותי בהשקעה מזערית.

דוגמא לניהול שגוי הוא השארת פתחים ברצפה הצפה למעבר כבלים. פתח של 15X20 ס"מ יכול לגרום לאובדן המשתווה ל 2 קילוואט של קירור, כלומר הוצאה מיותרת של כ 8,000 ₪ בשנה! מאחר ומדובר בד"כ בפתחים רבים שאינם מבוקרים,  מדובר בהוצאות של עשרות אלפי שקלים בשנה בחדר בינוני.

בנוסף, האוויר הקר הלא מבוקר נוטה להתערבב עם אוויר חם ולהשפיע לרעה על נצילות וקיבולת יחידות הקירור בחדר. דבר הגורם להוצאות חשמל מיותרות נוספות ולנקודות חמות בחדר.דוגמא לפיתרון שעלותו מזערית: מסגרת עם מברשות שערות (אנטי סטטיים – זה חשוב!) שניתן להרכיב בפתח חדש או על פתח קיים. מאפשר תיעול כבילה נוח ובמקביל מונע בריחת אוויר קר.

ניהול רצפה צפה

חיסכון חשמל באמצעות ניהול נבון

ולשאלה הכלכלית: מדובר בהחזר השקעה של פחות משלושה חודשים. 
לפרטים יותר מדויקים בנושא זה  אנא פנו לציון אליתים
שנה אזרחית טובה
יגאל שניידר

ינואר 1, 2008 at 10:20 am כתיבת תגובה

פוסטים ישנים יותר

קבלו עדכונים בדוא"ל

מלאו את הטופס להרשמה - וקבלו עדכונים על פוסטים חדשים באימייל שלכם

פידים

מה זה פידים?

מתוך Ynet: מה זה rss ואיך מורידים את התוכנה?

הבלוג הוקם ומנוהל בסיוע:

ניהול בלוגים מקצועי