Posts filed under ‘חשמל’
Green IT : מושגי יסוד לקירור חדרי מחשב
חבר שלי התקשר אלי לשאול: באחת מהחברות שבבעלותו בונים חדר מחשב חדש במסגרת מעבר משרדים. הוא קיבל תקציב שבין השאר מפרט 105 טון קירור. "זה הרבה מאוד, לא?" הוא שאל.
ברור שהתשובה היא פונקציה של העומס. אבל, להלן כמה מושגים שימושיים לאנשי IT.
Watts 
= Volts (V) x Amps (A)
למעשה זהו גם החום הנפלט מהשרתים. כל האנרגיה החשמלית הנכנסת לשרתים נפלטת בצורה של חום:
BTU (British Thermal Unit) = יחידת חום
כדי לקרר הספק של 1W (וואט אחד) נדרשים 3.432 BTU
אז כמה זה טון קירור?
BTU= ~ 3.5KW 12,000 = 1 ton cooling
לדוגמא:
230Volts x 160Amps = 36,800Watts = 36.8kW
36.8KW / 3.5 = 10.5 ton cooling
חוקי אצבע שימושיים:
1. לחישוב מהיר, חלקו את מספר הקילו-וואט ב 3.5 כדי לקבל טון קירור
2. ארון שרתים ממוצע של שרתי 2U מפזר 4-5KW
3. ארון תקשורת ( U40 ) מלא במתגים יצרוך 6KW
4. שרת מתקדם עם שני כרטיסי רשת ושני דיסקים יצרוך 400- 500 וואט בפועל (נתוני 2007)
5. שרתים עם כרטיס רשת אחד יצרכו באופן טיפוסי W 300 לשרת
6. צריכה בפועל של שרת תהיה 50% מהנומינאלי (בחדר מחשב אופייני. לא במעבדות!)
דוגמאות:
בלייד סנטר אחד (14 שרתי להב, W 3600 ) דורש אחד טון קירור
ארון שרתי להב עם 6 בלייד סנטרס ( 84 שרתי להב) יצרוך 6 טון קירור
ארון מלא ב 40 שרתי פיצה מתקדמים, W 400 כ"א (50% מהנומינאלי) פולט KW 16 שדורשים 4.5 טון קירור.
יגאל שניידר
לחזרה לבלוג לחצו כאן
Green IT White Paper : חדר מחשב ירוק בארבעה שלבים
נדיר בקריירה שלנו לאתר הזדמנויות שבהן הפתרון הטכני הטוב ביותר הוא גם הכלכלי ביותר וגם תורם לאיכות הסביבה. רעיון חדר המחשב ה"ירוק" הוא בדיוק כזה וזהו נדבך מרכזי ב Green IT.
אני שמח לצרף נייר טכני או כפי שהוא קרוי בד"כ white paper , שמציג כיצד ניתן לשדרג את חדר המחשב באופן שמוריד את עלות התפעול של החדר לאורך 10 עד 20 שנות חייו.
להורדת הקובץ בפורמט PDF לחצו כאן
תודה לידידי, אנשי ה IT , מהנדסי חשמל ומיזוג, מתכננים ומנמ"רים שתרמו בהערות והארות.
לתגובותיכם אודה
יגאל
שרתי להב: כיצד ניתן לחזות את פליטת החום של השרתים בחדרי מחשב?
נניח שמחלקת ה-IT מודיעה לקבוצת התשתיות על כוונתה לרכוש שרתים חדשים במהלך התקופה הקרובה.
כיצד יכולה מחלקת ה-IT לסייע למתכנני תשתיות המיזוג להתכונן כיאות?
דרך אחת היא לבקש מספק הציוד דוח ביצועים של ASHRAE לשרת המדובר (לחצו על הטבלה להגדלה).
ASHREA הוא הארגון האמריקאי למהנדסי חשמל ומיזוג אוויר. זהו ארגון אובייקטיבי, לא למטרות רווח, והוא במידה רבה האורים והתומים של תשתיות חדרי המחשב בעולם.
רוב יצרני ציוד ה-IT מסוגלים לספק דוח זה. הדוח מספק למתכנני המיזוג והחשמל שני נתונים חשובים:
1. פליטת החום של השרת (בוואט)
2. צריכת האוויר של השרת ( ב CFM )
הדוח נותן את הנתונים לשרת ב 3 תצורות- תצורת מקסימום, תצורה טיפוסית, ומינימום. נתונים אלו יאפשרו למתכנני המיזוג להבין היטב את עומס החום שיתווסף לחדר המחשב, לפני שלב ההטמעה.
לחזרה לראש הבלוג לחצו כאן
תכנית העמדה לארונות שרתים
לא רבים מבינים את מלוא החשיבות של תכנית העמדה של ארונות השרתים בעת תכנון חדר המחשב. ביצועי אולם המחשב הם במידה רבה פונקציה של תוכנית העמדה נכונה ושל ביצוע מדויק של התוכנית.
תוכנית העמדה כוללת את מימדי החדר ואת מיקום ארונות השרתים וכל ציוד אחר בחדר. לתוכנית ההעמדה השפעות על הפרמטרים הבאים:
1. מספר ארונות השרתים והאחסון שניתן להציב בחדר
2. צפיפות המחשוב שניתנת לביצוע ( לדוגמא: כמה קילו-וואט בארון)
3. מורכבות ועלות תשתית החשמל והמיזוג
4. התנהגות האוויר החם והקר בחדר ועד כמה היא צפויה בעת שינויים
5. עלות החשמל לתפעול החדר לאורך חיי חדר המחשב
בפרויקטים רבים , תוכנית ההעמדה נעשית בשלב מאוחר מידי של הפרויקט. במקרים אלו ביצועי החדר לא יהיו אופטימאליים. תכנון או ביצוע כלאחר יד של תוכנית העמדה של אולם המחשב תגרום לירידה בקיבולת החדר וביכולת להציב כמות שרתים נאותה, ירידה בצפיפות המחשוב ועלייה בחשבון החשמל.
יצא white paper מאוד מעניין של APC בנושא זה. המסמך באנגלית. מי שמעוניין בהעתק, מוזמן לכתוב לי ואשלח בשמחה.
יגאל
לחזרה לראש הבלוג לחצו כאן
Green IT : מגמת חדר מחשב ירוק צוברת תאוצה
מגמת ה IT הירוק / חדר מחשב ירוק צוברת תאוצה
סיסקו הכריזה ש Green IT ומערכות תקשורת חסכוניות בחשמל הפכו לתחום צמיחה עבור החברה.
כמו כן, הודיע אנדרה סמית, מנכ"ל סיסקו-אסיה שהחברה שוקדת בימים אלו על בניית חדר מחשב ירוק בפיליפינים.
חברת פוג'יטסו ( Fujitsu Services ) הודיעה שהיא תשקיע 44 מיליון לירות סטרלינג בבניית חדר מחשב ירוק ליד לונדון. הדטה-סנטר יוקם למטרות אירוח וישתרע על שטח של 7,000 מ"ר בערך. תכנון החדר יחסוך חשמל בערכים המשתווים לאלו הנצרכים על ידי 6,000 בתי אב בשנה ביחס לשיטות תכנון מיושנות (ראה פוסטים קודמים). מבחינת איכות הסביבה מדובר במניעת פליטה של 10,000 טון של פחמן דו-חמצני בשנה.
נתון מעניין: חישוב זריז של עלות למ"ר מראה עלות של מעל 12,000 $ למ"ר. כנראה שמדובר ב Tier 4 .
למנהלי חוות שרתים ואולמות מחשב המתעניינים בנושא הדטה-סנטר הירוק: בימים אלו אני שוקד על כתיבת white paper בנושא חדר המחשב הירוק. מי שמעוניין לקבל טיוטה ולהגיב עליה, מוזמן ליצור עמי קשר ואשלח לו (או לה) עותק ברצון.
לחזרה לראש הבלוג לחצו כאן
Fail Safe Transfer Switch – FSTS
המכשיר למיתוג המתחים fail safe transfer switch הידוע גם בתעשייה שלנו כ STS או ATS , הוא PDU בעל שתי הזנות שבעת נפילת הזנה אחת, מעביר את העומס להזנה השנייה. כך יוצרים יתירות גם לציוד IT עם ספק אחד. ה ATS הישנים סבלו בדרך כלל מהחולשות הבאות
1. רגישות לכניסות מתח בפאזות לא מסונכרנות
2. קצר בכניסה A יכול לגרום לנפילה בענף B
מצורך לינק למצגת פלאש נחמדה שמסבירה כיצד STS עובד. הקליקו כאן
לחזרה לראש הבלוג לחצו כאן
אולמות מחשב: מה חשבון החשמל של ארון שרתים בודד?
בכמה מסתכם חשבון החשמל של ארון שרתים בודד? (התשובה אגב, 35,000 $)
כמובן שהשאלה מעניינת אם אנו בוחנים שרתים מתקדמים ולא מכונות מיושנות.
ובכן שרתי פיצה מתקדמים של תחילת 2007 כדוגמת שרתי TWIN צורכים בתצורה מליאה בין 800W ל 1 KW לשרת.
כמובן שמעטים רוכשים את התצורה המליאה ומפעילים את השרת ב 100%. ולכן בוא נניח 40% מההספק הנומינאלי כלומר, 400W לשרת.
40 שרתים בארון מלא —> KW 16 לארון שרתים.
קילוואט שעה עולה בישראל 0.10 $ . לארון השרתים הנ"ל נכפיל ב 16 ונקבל 1.60 $ לשעה.
כפי שתיארנו בפוסט קודם, על כל קילוואט לציוד ה IT מושקעים עוד 2 קילוואט במיזוג אוויר ובתשתיות החשמל. בחדרי מחשב (חוות שרתים) מתקדמים יחסית מקדם היעילות הוא 2.5 . בואו נניח שחדר המחשב שבדוגמא שלנו הוא אכן חדר מתוכנן היטב עם מקדם יעילות של 2.5 .
ולכן עלות החשמל לארון שרתים זה הוא 1.6X 2.5 = כלומר , 4 $ בשעה.
נכפיל ב 24 שעות ונקבל 96 $ ביום.
נכפיל ב 365 ונקבל 35,040 $ בשנה לארון הצורך KW 16 .
אגב גארטנר צופים שארון שרתים יגיע ל KW 52 עד שנת 2011. לפי אותה שיטת חישוב – חשבון החשמל יגיע בארון כזה ל 45,000 $ בשנה ואף יותר. עלות החשמל למיזוג האוויר היא 40% מסכום זה.
לחזרה לראש הבלוג לחצו כאן
חדר מחשב ירוק – מנהל הכספים יאהב אותך
חדרי השרתים הם זוללי החשמל הגדולים ביותר בארגונים כגון היי-טק, מוסדות פיננסים וספקי שרותי תקשורת. ההספקים הנדרשים על ידי השרתים והאחסון בחוות השרתים מגיעים למאות קילוואט ואף מגה-וואטים לחדר מחשב.
כיום, כשחברת החשמל מתריעה על הקושי לספק את הצריכה וכאשר מחירי החשמל מאמירים, חשיבה וניהול של חדר מחשב "ירוק" , תהיה לא רק ידידותית לסביבה אלא גם תחסוך מאות אלפי דולרים בשנה בחשבון החשמל.
לא כולם יודעים שעל כל שקל המושקע בחשמל המגיע לשרתים, מושקע עוד שקל לפחות על מיזוג אוויר ועוד שקל מושקע בחשמל לתשתיות אחרות. כלומר, על כל שקל חשמל לשרתים יש תקורה (בזבוז) של 2 שקלים. בחדר מחשב גדול מדובר בבזבוז של מאות אלפי שקלים בחודש בחשבון החשמל.
בחדר המחשב הירוק – מקטינים משמעותית את הבזבוז בחשמל. איך עושים זאת ב 3 צעדים קלים יחסית?
1. מרכזים את כל זוללי החשמל ( = פולטי חום) הגדולים באזור אחד שנקרא HOT ZONE . אם למדת שעליך לפזר אותם בחדר, חשוב שנית. זה כבר לא עובד כך. ה HOT ZONE יכול להיות שורה אחת או שתיים של ארונות שרתים באחת מפינות החדר.
2. קררו את ה HOT ZONE באמצעי קירור מתקדמים לשרתים בצפיפות גבוהה. בעיקר מדובר בארונות עם קירור אינטגראלי בהם יחידות הקירור (לא אוורור) נמצאות קרוב לציוד ומקררות אותו ולא את החדר. בשפת העם- ארונות עם קירור מים. זה יעיל יותר טכנולוגית וכלכלית.
3. בנו תשתית מודולארית של הספק וקירור . תשתית מוגזמת גורמת לבזבוז אדיר בחשמל, בייחוד כאשר הניצול בפועל נמוך משמעותית מהקיבולת. כמו כן, ההשקעה הקפיטאלית ( CAPEX ) בציוד מתבצעת רק בזמן הנדרש ולא בהכרח בזמן הקמת החדר.
4. השתמשו במה שקרוי Best Practices . ראו פוסט קודם.
בתמונה זו נראה HOTZONE בחדר מחשב ירוק בארץ. 7 ארונות שבכל אחד 6 בלייד-סנטרס . בכל ארון שרתים 23 קילו-וואט של שרתים. סה"כ 160 קילוואט בשבעה ארונות. החיסכון השנתי בחשמל : 58,000 $ . לא אמרנו שמנהל הכספים יאהב אותך?
משבר החום וההספק בחדרי מחשב עפ"י גארטנר
בכנס Data Center Power and Cooling Challenge שנערך השבוע על ידי גארטנר בארה"ב נשאלו באי הכנס מה הבעיות הקשות ביותר שלהם. 37% ענו שבעיית מיזוג האוויר ו 43% ענו שבעיית החשמל היא הבעיה הגדולה ביותר שלהם.
אלו, כמובן שני צדדים של אותה המטבע.
מבין הנשאלים, 93% ענו שהם צופים שדרוג או הרחבה משמעותית של תשתית חדר המחשב, או מעבר לאתר חדש עד סוף 2008.
מייקל בל, סמנכ"ל מחקר בגארטנר טוען שחדרי המחשב נמצאים במשבר של חום והספק. עוד ב 2008 מחצית מחדרי המחשב בעולם יהיו מיושנים עד כדי משבר ( obsolete ) .
גארטנר צופים שעד שנת 2011 ארונות מקוררי מים ( IN RACK כגון אלו של חברת קנור) ויחידות קירור השורה מקוררות מים ( INROW כגון אלו של חברת APC) יהיו טכנולוגיות הקירור הנפוצות ביותר בחדרי המחשב.
לקריאת המאמר המלא באנגלית לחצו כאן
בעיית חשבון החשמל של חדרי המחשב
חשבון החשמל של מרכזי הנתונים (חדרי המחשב) בארה"ב הסתכם ב 2.7 מיליארד דולר בשנת 2005 . כך במחקר שהתפרסם בארה"ב על ידי ג'ונתן קומי מאוניברסיטת סטנפורד ומדען במעבדות לורנס בברקלי. מעניין לדעת שכדי להפעיל את המחשבים בארה"ב נצרך חשמל בסך העולה על 5,000 מגהוואט , קיבולת הייצור של חמש תחנות חשמל גרעיניות.
באזור כפרי שקט במדינת וושינגטון בארה"ב בונה מייקרוסופט חדר מחשב שיצרוך עד 48 מגהוואט. לא רחוק משם בונה יאהו חדר מחשב שיצרוך 42 מגהוואט. חברת סאבי בונה בשכנות להם חדר מחשב של 30 מגאווט. יחד 3 החברות צורכות 120 מגהוואט. אם נניח שמגאווט אחד נדרש כדי לספק חשמל ל 350 בתי אב, הרי ששלושת חדרי המחשב צורכים חשמל כמו 42,000 משפחות אמריקאיות.
הנתונים המפתיעים הללו מסבירים מדוע גם בישראל הקטנה שצרכיה צנועים יותר, מנהלי חדרי המחשב ( Data Centers ) טרודים יותר ויותר בעלייה התלולה בצריכת החשמל (הספק) בחדרי המחשב.
מדובר במשבר של ממש. המשבר הוא תפעולי וכלכלי. בתחום התפעולי, מתקשות החברות לקרר את חדרי המחשב שלהם ולספק פתרונות מבצעיים הנדרשים לצמיחה עסקית. בתחום הכלכלי, חשבון החשמל מאמיר והולך עד כדי כך שהחברות משלמות יותר כספים לחברת החשמל מאשר לספקי המחשבים והציוד שלהם.
לא כולם מודעים לכך שכל החשמל המסופק למחשב מתפזר בצורת חום שיש לקררו באמצעות מיזוג אוויר. מחשבי הדור החדש יעילים יותר אך מספרם הגדל, המזעור וצפיפות המחשוב מכבידים על תשתית החדר. לדוגמה, חדרי המחשב שתוכננו אך לפני 3-4 שנים, תוכננו לצריכת הספק של אחד עד ארבעה קילווואט לארון שרתים. הצריכה המקסימלית היום לארון עומדת על 30 קילוואט, כמעט פי 10".
צריכת החשמל בחדרי המחשב גם עולה כסף. על כל וואט שצורך מחשב, יש להשקיע עוד וואט במיזוג ועוד וואט אחד בתשתית החשמל ( כגון אל-פסק, גנרטור, לחות ותאורה). בהנחה שקילוואט שעה עולה כחצי שקל, הרי שעל שרת משלמת החברה כ 4000 ₪ בשנה ויותר.
חדר מחשב בינוני של 500 שרתים (בערך 500 קילוואט בפועל ל IT + מיזוג+תשתיות) יצרוך אם כך באופן מעשי חשמל בשווי של מעל 2 מיליון ₪ בשנה, או 20 מיליון ₪ בעשר שנים. זהו סכום נכבד שכל מנכ"ל ישמח לחסוך בו.
הגורם העיקרי לצמיחה הדרמטית בצריכת החשמל ובצרכי המיזוג הוא בעיקר מס' השרתים הנדרשים כדי לספק את כוח המחשוב הנדרש לצמיחה עסקית. עם זאת יש היום פתרונות מתקדמים הנותנים מענה טכני מתקדם ועושים זאת ביעילות תפעולית תוך חיסכון בחשמל
את הפתרונות אני מחלק לשלושה
• פתרונות שניתן ליישם באפס עלות כמעט. (ראה פוסט קודם)
• פתרונות שדרוג שניתן לבצע בחדר מחשב קיים
• פתרונות תכנוניים לחדרי מחשב חדשים.
חוקי התכנון הישנים של חדרי מחשב כבר לא תקפים, ניתן עדיין לראות תכנונים לחדרי מחשב חדשים אשר הופכים את החדר למיושן ביום גזירת הסרט.
אחד הפתרונות המעניינים הוא אחסון השרתים בארונות מקוררי מים. פתרון זה מסוגל לקרר 35 קילוואט של הספק בארון אחד (פי 10 מהקיים) ולעשות זאת ביעילות החוסכת במקום ובחשבון החשמל. ראה דוגמא לפרוייקט כזה בפוסט קודם
The Data Center Blog - חדרי מחשב, הקמת אולמות מחשב, חדרי שרתים, חוות שרתים, KVM, ניהול כבילה, UPS, green IT 