Posts filed under ‘green data center’
חוות שרתים בבניה מודולארית
הקונגרס בארה"ב חוקק חוק הקובע שכל חוות השרתים החדשות של הממשלה הפדרלית ייבנו בטכנולוגיה מודולארית. במה מדובר?
בניה של חוות שרתים מצריכה השקעה ראשונית משמעותית. השקעה זו גדלה עם דרישות היתירות והמיגון. עם זאת, לא רבים יודעים שהוצאות התפעול, בעיקר חשבון החשמל, מגמדות את ההשקעה הראשונית. לתופעה זו ייחדתי לא מעט פוסטים ולא נדון בכך עכשיו.
היתרונות של הדטה סנטר המודולארי הם משמעותיים ביותר:
1. זמן תכנון הנמדד בשבועות לעומת חודשים בגישה המסורתית
2. זמן הקמה קצר: 5-6 חודשים לעומת 24-36 חודשים של חוות שרתים מסורתית זאת בניגוד לחוות שרתים מדור 1.0 שהיא תמיד יחידה ומיוחדת ואין כמוה בעולם ועל כן הסיכון הוא תמיד גדול יותר.
3. תכנון מוכח ומנוסה ואף הוסמך ל טיר 3
4. עלות ההקמה נמוכה יותר בגישה המודולארית משום שיש יתרון כלכלי בייצור על פס ייצור לעומת בניה יחידנית.
5. כל מי שניהל פרויקט בינוי מורכב יודע שחלק גדול מהעלות והסיבה לחריגות בתקציב הוא התארכות הפרויקט מעבר ללו"ז המקורי. פרויקטים ממשלתיים אורכים שנים רבות. במגזר הפרטי, שנתיים. בבנקאות שלוש שנים. בשיטה המודולארית, זמן ההקמה הוא 5-6 חודשים מההזמנה ולכן הסיכון להתארכות הפרויקט קטן מאוד.
6. חוות שרתים מודולארית יכולה להיבנות בשלבים. ועל כן ניתן להתחיל בהשקעה קטנה יותר ובתקציב נוח יותר לארגון.
7. עלות המימון קטנה בהרבה כאשר בונים מודולארית
8. עלות התפעול זולה יותר. זאת משום שחוות שרתים מודולארית יכולה להיות מאוד יעילה מבחינה אנרגטית
9. עדכנות טכנולוגית: מערכות המחשוב/תקשורת/אחסון מתפתחות בקצב מואץ של דור אחד לכל שנתיים-שלוש. מערכות התשתית של הדטה סנטר מתפתחות בקצב איטי יותר של כל 5-6 שנים בערך. בשיטה המודולארית, ניתן להתקדם עם הטכנולוגיה ולהגיב לצרכים משתנים באופן ממוקד ללא השפעה על כלל המתקן.
10. עמידות במפגעים פיזיים טובה יותר בשיטה המודולארית. לדוגמא, דליקה בחוות שרתים מסורתית תשבית את כל המתקן. בחווה מודולרית, יושבת רק המודול היחידי בו אירע האירוע.
11. מערכת שו"ב מובנית בכל מודול חוסכת עלות משמעותית של פרויקט שו"ב
אם נחזור לשאלה המקורית בתחילת הפוסט, הממשל הפדרלי החליט לחסוך כסף. רעיון לא רע, גם אם מדובר בכספי ציבור.
בתמונה אתר של חוות שרתים מודולארית בניו-ג'רזי. האתר מתוכנן ל 100 מגה וואט מתוכו כ 50% בערך כבר מאוכלס. התמונה מראה את החלק הראשון של המתקן בגודל של 3 מגה-וואט שהיה מוכן לפעולה 95 יום אחרי החוזה
החסרונות: זה לא למתקנים קטנים. לטעמי, גודל מינימאלי הוא 800 קילו-וואט. עוד חיסרון: נדרש גובה של כ 6 מטר בערך בין רצפת הבטון לתקרה.
שוק חדרי השרתים צומח במהירות
מחקר של Datacenter Dynamics של שוק מרכזי המחשוב ( דאטה-סנטר) העולמי העלה את הנתונים המעניינים הבאים
1. ההשקעה בחדרי מחשב גדלה ב 2012 ב 22.1% מ 86 מיליארד דולר ל 105 מיליארד דולר
2. צפי הצמיחה בהשקעה בחדרי שרתים הוא 14.5% ב 2013
3. עיקר הצמיחה בהשקעה הוא במערכות אלקטרומכניות כגון מערכות מיזוג אוויר וחשמל
4. צמיחה חדה נרשמה גם בהשקעה במערכות ניהול
5. קניות מערכות IT כגון מחשוב, אחסון ותקשורת לתחום זה צמחו ב 16.7% ב 2012
6. תשתית ההספק (בגיגה-וואט) צמחה ב 63% ב 2012 ותצמח ב 17% ב 2013
7. 18% מארונות השרתים צורכים יותר מ 10 קילוואט לארון ( צפיפות גבוהה)
8. 33% מארונות השרתים צורכים בין 5 ל 10 קילוואט בארון (צפיפות בינונית)
9. שטח רצפה גדל ב 8.3% ב 2012 וצפוי לצמוח ב 19% נוספים ב 2013.
עד כאן הנתונים. הפרשנות שלי למספרים היא כדלקמן
בעוד חלקים נרחבים של המשק נמצאים במיתון, שוק חדרי השרתים נמצא בגידול מואץ. הסיבות העיקריות לכך הן
1. צמיחה תלולה במס' המשתמשים ביישומים ומכשירים ניידים יצרה מציאות שבה המשתמש מצפה לשירות רציף בכל תנאי ובכל זמן מה"ענן". הארגונים חייבים לבנות תשתית המאפשרת מענה ללא מגבלות CAPACITY
2. העליה התלולה בצריכת החשמל ובעלות צריכת החשמל יצרה כורח מיידי להתייעלות תפעולית. זו באה לידי ביטוי בשדרוג ובנייה של חדרי שרתים יעילים באנרגיה.
3. לקחים שהופקו משלל אסונות וניתוח סיכונים אילצו ארגונים רבים להשקיע ביתירות לצורך רציפות עסקית
בישראל מגמות אלו החלו אך עדיין לא במימדים שנראים בשאר המקומות בעולם. הארגונים הישראלים ברובם הגדול עדיין לא יישמו הלכה למעשה את תוכניות הרציפות העסקית שלהם ובוודאי לא הפנימו את התועלת הכלכלית האפשרית בהתייעלות אנרגטית.
יעילות אנרגטית של חדרי שרתים: PUE 2.0
יעילות אנרגטית של חדרי שרתים: PUE & PUE 2.0
המדד הקרוי PUE ( קיצור של Power Utilization Effectiveness ) נוצר על מנת לתת למנהלי מרכזי מחשוב מדד להשוואה של יעילות אנרגטית של מתקני חוות השרתים. אך עם הזמן הובן שמדד זה משאיר מקום לפרשנות ואף למניפולציה של הנתונים. בפוסט זה נסביר מהו PUE, מה חסרונותיו ויתרונותיו, ומהי הגרסה המתקדמת יותר PUE 2.0 .
PUE הוא יחס בין שני מספרים. במונה: צריכת החשמל בקילוואט של כל מתקן חדר השרתים ( IT, מיזוג אוויר ומערכות הספק ותאורה). במכנה: צריכת החשמל רק של ה IT.
(PUE = (Total datacenter power in) /( IT load Power
היחס 1.0 הוא יחס תיאורטי שלא ניתן להשגה אך יש לשאוף להתקרב אליו. כאשר היחס הוא 3.0, המשמעות היא שעל כל וואט שצורכות מערכות ה IT, המתקן צורך עוד 2 וואט של תקורה
(בעיקר, אך לא רק מיזוג אוויר) /
התקורה היא שם נרדף לבזבוז שעולה לארגון כסף רב. לדוגמא, מתקן שבו ה IT צורך מגה-וואט אחד, ישלם לחברת החשמל בישראל 8 מיליון ₪ בשנה ב PUE=1.5 או 16 מיליון ₪ בשנה ב PUE=3.0 . הבדל של 8 מיליון ₪ בשנה. בחדר שרתים קטן שם העומס של ה IT הוא רק 100 קילוואט ההבדל יהיה 800,000 ₪ בשנה. גם זה כסף. תכפילו ב20 שנה של חיי המתקן ותבינו את המשמעות הכלכלית לארגון.
בישראל מרבית חוות השרתים "מצטיינות" ב PUE שבין 2.5-3.5 . בארגונים נאורים שלהם חוות שרתים, כבל החלו לפעול על מנת להבין ולחסוך. במרבית הארגונים בישראל, ההנהלה עדיין לא מודעת לחיסכון העצום שכל כך קל להשיגו.
נחזור ל PUE. היחס כפי שהוא מוגדר ניתן למניפולציה צינית. לדוגמא, מדידה בימי החורף הקרים ובשעה בה מערכות ה IT בשיא העומס יתנו מספר טוב יותר. עוד דרך היא להשמיט מהחישוב את ה NOC ומערכות IT תומכות. או לכבות מערכות יתירות בעת המדידה.
בנוסף, היחס לא נועד להשוואה בין מתקנים ובין חברות. אין להשוות חדר שרתים באיסלנד לזה בתל אביב. כמו כן, אין להשוות מתקן tier3 שלו יתירות רבה (יתירות מביאה לצריכת חשמל גבוהה יותר) לבין מתקן Tier 1 . כמו כן, לחדר שרתים המועמס ב 20% מהקיבולת שלו יהיה PUE פחות טוב ממתקן זהה המועמס ב 80% מהקיבולת שלו.
ולכן, אין להשוות בין PUE של שני מתקנים. הPUE נועד לתת למנהלי חוות השרתים מדד ברור ליעילות האנרגטית של חוות השרתים ע"מ שיוכלו לשפר את אותו מתקן. כמו בגולף, הוא מתחרה בעצמו ומנסה לשפר את התוצאה שלו.
הגרסה המתקדמת ביותר של הגדרת ה PUE מגדירה 4 רמות. PUE0, PUE1, PUE2, PUE3
PUE0 – דומה מאוד ל PUE ה"ישן". הוא מודד את הצריכה בקילוואט במספר נקודות זמן שנלקחו לאורך תקופה של לפחות שנה. צריכת ה IT נמדדת ביציאת האל-פסק.
PUE1 – כאן אנו מדברים על יחס ממדידה שנלקחה לאורך שנה שלמה. סה"כ קילו-וואט-שעה שנצרכו על ידי המתקן כולו חלקי סה"כ קילו-וואט שעה שנצרכו על ידי ה IT כפי שנמדד ב UPS
PUE2 – דומה מאוד ל PUE1 מלבד העובדה שהמדידה של צריכת החשמל נעשית בארונות החשמל שבין ה IT לאל-פסק. אין הבדל משמעותי ואני לא רואה בזה חשיבות.
PUE3 – זה היחס המדויק ביותר והוא מורכב מ סה"כ קילוואט שעה שנצרך על ידי חוות השרתים כולה במשך שנה חלקי קילוואט שעה שנצרך על ידי מערכות ה IT כפי שנמדדו על יד פסי השקעים ( Rack PDU ) המנוטרים ( יש כאלו שקוראים להם מבוקרים או חכמים). זה הדבר האמיתי.
כיצד מודדים? קל מאוד . המדידה והבקרה של צריכת ה IT קלה מאוד עם פסי שקעים מבוקרים כגון אלו של Raritan והמדידה נעשית באמצעות תוכנה שנקראת PowerIQ. אפשרות נוספת היא PDU של חברת Server Technology ותוכנה הנקראת SPM. יש עוד פתרונות נוספים.
RARITAN POWERIQ
חדר שרתים במכולה – Containerized Data Center
Alexander Schneider - Experts in modular data centers
כולנו קוראים ושומעים על מכולות של חדרי שרתים Containerized Data Center. העיתונות המקצועית הזרה מייחסת למגמה זו משקל רב. נהוג לחשוב שחדרי מחשב מודולארים יכולים לחסוך כ 30% מעלות ההקמה של חדר שרתים "רגיל". זמן ההקמה הוא חודשים במקום שנים. לאחרונה קראתי שחברת אמרסון ( Emerson ) זכתה בחוזה של אספקת 28 מכולות כאלו ללקוח טלקום באוסטרליה. ובכן למי מתאים לאמץ טכנולוגיה זו?
בראש וראשונה יש להבחין בין שתי טכנולוגיות שנראות לכאורה דומות אך במבט מקרוב שונות מאוד. האחת חדרי שרתים במכולות והשניה, חדרי שרתים (דטה סנטר) מודולארים. בשוק הישראלי אני מבחין בבלבול רב בכל הקשור להבדלים בין טכנולוגיות אלו.
דטה סנדטר בקונטיינר הוא מכולה בגודל סטנדרטי של 20 רגל או 40 רגל המכילה בתוכה ארונות IT ( שרתים, אחסון ותקשורת) וכל מערכות התמיכה שהלקוח רוצה כגון: גילוי אש / כיבוי אש, בקרת כניסה, כבילת תקשורת וכ'. מערכות החשמל, אל פסק ומיזוג אוויר יכולות להיות באותו קונטיינר או בקונטיינר נפרד ( services container ) . הקונטיינר מתוכנן להיות יביל אם כי היישום אינו חייב להיות כזה.
דטה סנטר מודולארי מכיל מודולים מוכנים מראש. קיים מודול IT, מודול חשמל/UPS , מודול גנרטור, מודול צ'ילר וכ'. המודולים הללו מתוכננים לנוהגים מיטביים (Best Practices ).
מי אמור להתעניין בחדרי השרתים במכולות?
1. מי שמעונין להרים פתרון נקודתי קטן ( מתחת ל KW 500 ) במהירות יתמקד בקונטיינר. היתרון הגדול הוא שניתן לקבל את חדר השרתים כמעט בשלמותו מוכן ובדוק מהיצרן תוך חודשים ספורים.
2. חדרי שרתים הזקוקים לתוספת קיבולת של UPS ומיזוג במהירות. קונטיינר ובו צ'ילר ומערכת אל פסק יוצמד לבניין ויספק תוספת קיבולת לדטה סנטר שהגיע לקצה יכולתו.
3. מי שמעונין לפזר אתרי DR ( התאוששות מאסון) ברחבי הארץ בהתראה
4. מי שעובד באתר זמני ומעונין להשקיע רק בחומרה שתעבור עימו לאתר החדש
5. דטה סנטר "ותיק" שחולק את מערכות התשתית שלו כגון צ'ילרים ואל פסק עם מערכות אחרות בבניין ( כגון משרדים ומעבדות) ומעונין להפריד את המערכות של חדר השרתים מאלו של שאר הארגון מטעמים של שרידות או יעילות אנרגטית.
6. מי שמעונין בדטה סנטר יביל שניתן לשנע ממקום למקום בעת הצורך.
כל ארגון שיש לו יישום דומה לאחד המוזכרים מעלה, חשוב שיבדוק את הטכנולוגיה של דטה סנטר במכולה.
עם זאת חשוב מאוד לזכור שטכנולוגיה של דטה סנטר מודולארי היא מעט שונה. מי שמעונין לבנות דטה סנטר גדול ( מעל KW 500 ) מבוסס על נוהגים מיטביים במהירות רבה, תוך חודשים במקום שנים יתמקד בדטה סנטר מודולארי ולא במכולה. על כך בפוסט הבא.
למען גילוי נאות – הכותב מנהל חברה המציעה גם חדרי שרתים במכולות וגם חדרי מחשב מודולאריים.
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.
The Data Center Blog - חדרי מחשב, הקמת אולמות מחשב, חדרי שרתים, חוות שרתים, KVM, ניהול כבילה, UPS, green IT 
