Posts tagged ‘אלכסנדר שניידר’
PDU לארונות שרתים: מבוקר או מנוהל?
האם יש עדיין טעם להצטייד בפסי שקעים "בסיסיים" לארונות שרתים?
פס השקעים הידוע בכינוי RPDU, הפך לחלק משמעותי ומעניין בחוות השרתים. כיום נהוגים מס' סוגים של פסי שקעים:
1. פסי שקעים מנוטרים – כאלו שמודדים ומציגים באמצעות צג מקומי את צריכת החשמל
2. פסי שקעים חכמים – מודדים ומציגים את צריכת החשמל ושולחים התראות דרך הרשת
3. פסי שקעים מנוהלים- יש בהם את יכולות הפסים החכמים + מאפשרים כיבוי והדלקה מרחוק
במה לבחור אם כך?
אני מאמין שהתשתית הפיזית של חוות השרתים חייבת לתמוך בשלושת יעדי העל:
1. רציפות עסקית
2. זמינות ( קיבולת בכל זמן)
3. עלות כוללת
לטעמי, פסי שקעים חכמים הם המינימום ההכרחי:
1. רציפות עסקית – כמעט כל חוות שרתים רצינית משקיעה ביתירות כלשהי. עם פס שקעים בסיסי, אין ערובה לשום יתירות. וזאת משום שללא בקרה, קל מאוד להעמיס את פסי השקעים בעומס העובר את ה 50%. במקרה של קריסת אחת ה"רגליים" יועמס פס השקעים הנותר ביותר מ 100% ויקרוס. עמו יקרוס גם ארון השרתים (במקרה הטוב). כלומר ההשקעה העצומה ביתירות (שרתים בעלי שתי הזנות המובילות לשני פסי שקעים ומשם לשני לוחות חשמל, לשתי מערכות אל פסק וכו) מתבזבזת בשל חיסכון תמוה על פס השקעים.
לאנגלים יש ביטוי טוב לתאר זאת:
"penny wise and pound foolish"
פס שקעים חכם יתן לנו התראה כאשר נעבור רמת סף של עומס אותה נגדיר אנחנו. לדוגמא 45%. לדיון מעמיק ראו פוסט קודם.
2. זמינות: השקענו בחוות שרתים ואנו רוצים לנצל את ההשקעה במלואה. איך זה שמרבית הארונות ריקים למחצה ומנהל החווה מתלונן שאין לו יכולת לקלוט ציוד חדש? ובכן, בכדי לדעת אם ארון השרתים מולנו יכול לקלוט ציוד נוסף הצורך, נניח, עוד 2 קילו-וואט, עלינו לדעת כמה צורך הארון שלפנינו. פס שקעים חכם המחובר לתוכנת שליטה כגון Power IQ , יציג את צריכת הארון שלפנינו לאורך זמן. כך נדע ברמת ביטחון גבוהה אם נוכל להוסיף ציוד לארון וכמה.
3. עלות כוללת: ניטור צריכת החשמל ברמת הארון נותן לנו את האפשרות ליזום שיפורים בתחום היעילות האנרגטית ולחסוך כסף רב לארגון אותו ניתן לנצל להתעצמות. בנוסף, ניטור מאפשר ניתוח עלות-תועלת של רכישת שרתים חדשים.
טיפים נוספים לבחירה נבונה:
– הטמפרטורה בחלקו האחורי של הארון יכולה היום להגיע ל 50 מעלות. ולכן, חשוב לבחור פסי שקעים חכמים העומדים בטמפרטורות של 60 מעלות.
-תכנון המאפשר מינימום טעויות אנוש:
כיסוי למפסקים, קליפים למניעה של ניתוק לא מכוון של כבלים , לדים וסימון צבעים לפאזות השונות.
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.
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.
בארונות INRACK אלו טמפרטורת מיים קרים של 18 מעלות
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.
מיגון: חדרי המחשב יורדים אל מתחת לאדמה
חדר שרתים ממוגן לפי BEST PRACTICES
הסיבה הברורה היא איום הרקטות והטילים. ישראל כולה בטווח של טילי האוייב. ברור לכל שפגיעה בחדר שרתים של ארגון חיוני למשק ,גם אם לא תגרום לאבדות בנפש, תגרום לנזק כלכלי עצום. בארגונים בסקטור העסקי, בעלי המניות עושים לעצמם חישוב פשוט: מה יקרה למחיר המניה אם יושבת חדר השרתים שלנו בגלל פגיעה קרובה או ישירה של רקטה או טיל. התוצאה: ארגונים רבים מחפשים לשכור או לרכוש נדל"ן המצוי מתחת לפני הקרקע. לי ידוע לפחות על שלושה פרויקטים גדולים שנמצאים בתהליך מתקדם בימים אלו בהיקף כולל של מעל 100 מיליון שקלים. חברת אלכסנדר שניידר מובילה שניים מהם.
לא מזמן אירחתי מלקוחות מחו"ל שהתפלאו על המגמה הייחודית הזו. ובכן, סיברתי את אוזניהם, בכל מקום ממגנים את הדטה סנטר כנגד איומי הייחוס הרלבנטים: הוריקן בחוף המזרחי של ארה"ב, טורנדו במרכז ארה"ב, רעידות אדמה במערב ארה"ב, דרום אמריקה, יפן, סין וטורקיה. שיטפונות בחלקים נרחבים של אירופה וכן הלאה. בישראל מתעלמים לפי שעה מהסיכון של רעידות אדמה אך מתייחסים ברצינות לסיכון הטילים. עניין של אופי.
מאחר וכאומה אנו לא מצטיינים בתכנון לטווח ארוך, ונדל"ן מסוג זה אינו מצוי בידי הארגונים, הרי שיש למצוא אותם בשוק החופשי. החדשות הטובות הן שיש די הרבה נדלן בדמות חניונים וקומות מרתף פנויות ומחירן יחסית זול משום שהן אינן ראויות לאכלוס משרדי. הרשויות בד"כ משתפות פעולה אם נדרש שינוי ייעוד אם כי נדרש לעניין עו"ד טוב. ועורכי דין, ברוך השם, לא חסר במדינתנו.
לפני שחותמים חוזה שכירות ארוך טווח, כדאי לבדוק כמה דברים: זמינות של תשתיות לאספקת חשמל שתידרש לאורך חיי המתקן, האפשרות להתקין תשתיות למיזוג אוויר, מיגון מפני הצפה, תשתית תקשורת , דרכי גישה ועוד גורמים רבים שיש לבדוק באמצעות סקר מקצועי.
אחד המאפיינים של קומות תת קרקעיות זמינות בדרך כלל הוא מגבלה של גובה. לאלו שלא חיים את עולם חדרי השרתים, נקצר ונאמר שהגובה נדרש לצורך מעבר של ספיקת אוויר מספקת לצרכי מיזוג אוויר. גובה של 4 עד 5 מטר נחשב מספק. במרבית החניונים והנדלן התת קרקעי הגובה המצוי הוא מתחת ל 3 מטר. אל דאגה, באמצעים הטכנולוגיים של היום ניתן לבנות חדר שרתים נפלא בגובה זה באמצעות קירור בצמידות גבוהה הקרוי בפי העם, קצת בטעות, קירור מים.
אז אם אתה הבעלים של שטח נדלני תת קרקעי שניסית להשכיר ללא הצלחה במשך שנים, דע לך שבהנחה שהתקיימו הגורמים הנ"ל מהיום אתה הבעלים של אתר תשתית לדטה סנטר.
בתמונה חדר שרתים מתקדם תת קרקעי של אחד מלקוחותינו. למרות המיקום באתר "קלאוסטרופובי" החדר הוא אחד המתקדמים בישראל. כל ארון שרתים מתוכנן לשאת עומס של עד 15 קילוואט. יחידות מיזוג האוויר תוצרת Knurr Emerson מוצבות בין הארונות לפי עיקרון קירור שורה Inrow .
והערה אישית: לאחר הפסקה ארוכה של כתיבה בבלוג, ולאחר שקיבלתי לא מעט הערות נבזיות מידידי בתעשייה על כך שהפסקתי לכתוב, אני חוזר למוטב ומחדש את הרענון השוטף של בלוג חדרי השרתים.
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
חיסכון באנרגיה בזמן אמיתי ונהלים מיטביים. מה ניתן ללמוד מ eBay ?
זירת המסחר eBay היא אחת מזירות המסחר האינטרנטי הגדולות בעולם, ולכן היא דורשת שרידות מוחלטת ממרכז המחשוב שלה; כל זמן דמימה (downtime) יכשיל עסקאות ששוויין יותר מ-2,000 $ לשנייה. משום כך חייבים אנשי הצוות במרכז המחשוב העולמי של eBay לספק הן רציפות עסקית (uptime) והן גמישות ברמה הגבוהה ביותר, וכל זאת תוך שמירה על עלויות נמוכות.
זהו אתגר מורכב בהחלט, שכדי להצליח בו דרושה חדשנות מתמדת.
מאז שהתחילה לפעול, בנתה eBay שנים-עשר מרכזי מחשוב, ועומס החישובים רק הולך וגובר. לא פלא שגם עלויות התפעול של מרכזי המחשוב של החברה גדלות מדי שנה, במקביל לצמיחה העסקית הרצופה. בשל כך בנתה חברת eBay תוכנית ארבע-שנתית, והתחילה להפעיל אותה במרכזי המחשוב שלה. לתוכנית יש יעד שאפתני: להקטין את הוצאות החשמל בחצי תוך הכפלה של ביצועי החישוב; יחד עם זאת, המבנה של התשתית החדשה ישפר את המהימנות ואת מהירות התגובה התפעולית.
כדי להשיג יעדים אלה, תמזג חברת eBay את נכסיה ותקטין את מספרם של מרכזי המחשוב שלה. כל מרכז מחשוב חדש ייבנה מן היסוד במטרה להיות חסכוני באנרגיה ככל האפשר, בלי לפגוע ברציפות העסקית.
"אסטרטגיה מוצלחת במרכזי מחשוב מניחה שדרישות המחשוב יגדלו מדי שנה, אבל היא מאפשרת להם לגדול כנדרש בלי לייקר באופן פרופורציוני את עלויות התפעול," מסביר דין נלסון (Dean Nelson), דירקטור בכיר ב-eBay לתפעול ואסטרטגיה במרכזי המחשוב אותו פגשתי בכנס שערכה חברת Starline . "אנו חייבים לשבור את הקשר הליניארי שבין עומס החישובים לבין עלויות התפעול. לשם כך עלינו לעשות קפיצת דרך ביכולות שלנו בתחומי החיסכון באנרגיה, כוח החישוב וניצול השרתים."
במאי 2010 חנכה eBay את מתקן הדגל שלה, אבן הפינה של האסטרטגיה החדשה למרכזי המחשוב, פרויקט 'טופז'. במתקן זה, הממוקם בסאות ג'ורדן, יוטה, השקיעה חברת eBay את ההון הרב ביותר שהשקיעה אי פעם בפרויקט יחיד, והוא מחזיק כשליש מתשתית השרתים העולמית של החברה. אף על פי שהפריסה במרכז הנתונים כוללת את כל היתירות הנדרשת לצורך מהימנות בסיווג Tier IV, מתגאה מתקן 'טופז' בנצילות שימוש בחשמל (PUE) בגובה 1.4 בלבד.
נהלים מיטביים ליעילות מירבית
בתשתיות של 'טופז' שולבו מנגנונים חדשניים לחיסכון באנרגיה. חמישה מרכיבים מרכזיים בתכנון 'טופז' מעוררים עניין מיוחד בשל ערכם ובשל התאמתם לכל מרכז מחשוב מודרני:
1. הפרדה פיזית וסגירה של מעברים קרים /חמים כדי להגיע ליעילות קירור מירבית, התקינה eBay פתרון להפרדה בין מעברים. eBay בחרה בסגירה של המעבר החם, לא לפני שתכננה אותו בתשומת לב, ניסתה אבטיפוס שלו וביצעה מדידות. סגירת המעבר החם מתבצעת על ידי הפרדה קשיחה של המעברים ותיעול האוויר החם החוזר אל מערכות המיזוג דרך התקרה הכפולה.
- האוויר החם חוזר ליחידות המיזוז דרך התקרה
2. הפצה של 400V לכל ארון בחלק מהארונות ב-eBay יושבים שרתי להב מרובים, ולכן החברה רצתה שכל המסדים יהיו מסוגלים לספק עומסים בהספק של עד 17kW. אפשר, אמנם, להשיג זאת גם בשיטה המסורתית, אבל ב'טופז' בחרו למתוח את כבלי המתח הגבוה עד לארונות, והוזילו משמעותית את העלויות. משום שכל מסד מקבל חשמל במתח 400V, מצטמצמים אובדני הכוח בשנאים מורידי המתח ועל הקווים, ויחד עם זאת החברה חוסכת בתשתיות הנחושת. eBay בחרה לספק מתח תלת-פאזי של 400V לשני פסי שקעים חכמים במסד (הנקראים גם "PDU במסד"). מערכות ה-PDU במסדים, מספקות לכל שרת מתח חד-פאזי של 240V. מתח זה נמצא בתוך טווח הפעילות של כל ספק כוח של ציוד IT כלשהו. בזכות ביטולן של המרות מתח מיותרות, הפצת 400V מקטינה את עלויות האנרגיה ב-2-3% בערך בהשוואה להפצת 220V.
3. מדידה מפורטת של צריכת חשמל בשרתים נהוג לומר שהמדד הכלכלי החשוב ביותר בעיניהם של צוותי התפעול במרכזי המחשוב של eBay הוא העלות המצרפית הכוללת לכל חיפוש. ומשום שכל דור שרתים חדש מציע שיפורים אדירים בביצועי ה-CPU, חברת eBay מחליפה את השרתים שלה במחזוריות של שנתיים; הרווח בביצועים פֶּר וואט גבוה ממחירו של הציוד החדש. אבל חברת eBay תקטין באמת את העלות לכל חיפוש רק אם תכלול בחישוביה את כל עלויות התפעול של כל שרת חדש שהיא רוכשת, ולא רק את מחירו. ועלות התפעול הגבוהה ביותר של כל מכשיר היא ההוצאה על צריכת החשמל שלו. כדי לאתר הזדמנויות לחיסכון המרבי, eBay התקינה במסדים מערכות PDU של חברת Raritan הקוראות את צריכת החשמל המדויקת בכל ספק כוח ובכל שרת בודד. פסי השקעים של Raritan מספקים מידע רציף על צריכת החשמל בקוט"ש בכל מכשיר בודד במרכז המחשוב, בדיוק של 1%. רמת דיוק זו מאפשרת, על פי התקינה, חיוב לקוחות על פי מדידה זו. פסי שקעים חכמים אלו מיועדים לספֵּק הן את צרכי ה-IT והן את צרכי המתקן כולו, והן מזינות, בזמן אמיתי, את הנתונים שהן אוספות למערכות ניהול המבנה ורישום הציוד של eBay. במושגי קונסורציום Green Grid, הן מבצעות ניטור PUE מקטגוריה 3 (או PUE3). "פסי שקעים חכמים נותנים לי את הדיוק שאני צריך בשביל לחשב את עלויות התפעול האמיתיות שלי בכל שרת עד האגורה האחרונה," אומר נלסון. "כך אני יכול להכיר את פרופיל היעילות של כל אחד מספקי הציוד, וכשאני מכין את סבב ה-RFP הבא של השרתים, אני יכול לגבש דרישות שיחזירו את מחירן."
4. מדידת טמפרטורה ברזולוציה גבוהה פרויקט 'טופז' שילב מנגנונים מהפכניים שונים במערכת הקירור שלו, ואז פנה להמשיך ולייעל אותה בזמן אמיתי – הן בהיבט העלויות והן בהיבט המהימנות – מתוך היכרות עם סביבת הפעילות של כל אחד מהשרתים. רוב מרכזי המחשוב מודדים ומבקרים את טמפרטורות האוויר היוצא ממערכות המיזוג ואת טמפרטורת האוויר החוזר אליהן. אבל נתונים אלה מוסרים מידע מקורב בלבד על סביבת השרתים האמיתית. הקירובים מאלצים את צוות המתקן לקחת מרווחי ביטחון ולקרר קירור עודף, וזהו צעד בזבזני, בהגדרה. חברת eBay, לעומת זאת, יודעת מהן טמפרטורות הכניסה והיציאה המדויקות בכל ארון וארון במרכז המחשוב 'טופז'. בפרט, מאמצים ב'טופז' את המלצות ASHRAE לניטור סביבתי של שרתים, ומודדים את הטמפרטורה בשלושה מפלסים של המעבר הקר: למעלה, באמצע ולמטה. מדידות אלה מתווספות למדידות במעבר החם. בזכות הניטור הרצוף יכולה eBay לכוונן את משתני הקירור ליעילות מרבית, ויחד עם זאת לקבל התראה מיידית על כל בעיה ברמת השרת. הקורא יזכור את החיישנים ותוכנת LiveImaging מאחד הפוסטים הקודמים.
5. פסי צבירה (busway) עיליים להפצת חשמל ברוב מרכזי המחשוב פרוס מבוך תת רצפתי של קווי חשמל היוצאים מלוחות PDU אל הארונות. אלא שמבנה כזה מפריע לאוורור ובכך משבש את יעילות הקירור. כל זה קורה מתחת לרצפה הצפה ולכן לא זוכה לתשומת לב רבה, אבל עלול להיות משמעותי. יתרה מזאת, תכנון סטנדרטי המכין חיבורי "שוט" (power whips) תת-רצפתיים ייעודיים לכל מפסק, צורך כבלי נחושת מיותרים שאינם מנוצלים היטב, ואף מגביל את גמישות הזיווד של ארונות חדשים. כדי לפתור את הבעיה, משתמשים ב'טופז' בפסי צבירה עיליים של חברת starline להפצת חשמל אשר מאפשרים חיבור קל של הארונות למקור כוח של 400A. לאורכה של כל שורת ארונות מתוחים שני מסלולים, וכל אחד מהם מספק כוח חלופי ובכך מבטל לחלוטין את הצורך בחיבורי "שוט" תת-רצפתיים. תוך דקות אפשר להוסיף שקעים למארזים מוגנים במפסק אוטומטי בכל נקודה לאורך שורת הארונות, במקום להמתין מספר ימים עד שיגיע חשמלאי ויתקין עוד "נקודות חיבור".
סיכום
חברת eBay מעוניינת מאוד בשיפור המהימנות של מערכות המחשוב שלה, שכן זמן דמימה עולה לה 2,000 $ לשנייה, כלומר $120,000 לדקה. בגלל היקף הפעילות הגדול של החברה, היא חייבת לשמור שההוצאות על ציוד ועל חשמל לא יצאו משליטה. משום כך פיתחה eBay מודל למרכזי המחשוב שלה, המבטיח פעילות IT ברמת מהימנות גבוהה מאוד וגם מוזיל את עלויות התפעול ב-50% בהשוואה למרכזים הישנים שהיא מוציאה מפעילות בהדרגה. גם מרכזי מחשוב צנועים יותר שיאמצו את הנהלים המיטביים בתעשיית ה-IT כפי שעשתה eBay, יכולים להאריך את זמן הרציפות העסקית (uptime), לקצץ בהוצאות ולהתייעל, תוך שימוש בציוד זמין ובטכניקות ותהליכים פשוטים.
שינויים ב Tier system של מכון ה Uptime
בשנה שעברה הודיע ה Uptime Institute שהוא עובד על שינויים בהגדרת רמות השרידות בעזרת ועדה המורכבת ממנהלי DATA CENTER. לאחרונה פורסם השינוי הראשון.
הסבר קצר על רמות השרידות: Tier System
הגדרת רמות השרידות מ רמה 1 ( Tier 1 ) הבסיסית עד רמה 4 (Tier 4 הגבוהה ביותר) של מכון ה Uptime הפכה כבר לפני שנים להיות הסטנדרט בפועל של התעשייה להגדרת רמות השרידות.
השינוי הוא הגדרה לאחסנה מינימאלית של 12 שעות סולר לגנראטורים לגיבוי. השינוי חוצה את כל הרמות, מ 1 עד 4.
השינוי התקבל בעזרת הועדה המייעצת הכוללת 29 חברות שלהן חדרי מחשב בגדלים וברמות שונות. מס' הצעות עלו לוועדה ולא התקבלו, ביניהן החלטה על זמן גיבוי מינימאלי של מערכות UPS.
המתבונן מן הצד יכול לתמוה מדוע גם Tier 1 – שהוא חדר מחשב בסיסי , הוא חלק מן ההחלטה. ובכן אחד היעדים של המכון הוא לבדל גם את חדרי Tier 1 מחדרים מאולתרים בסגנון שאנו רואים לא מעט בישראל ( לדוגמא מזגני קיר משרדיים שמזעזעים אותי כל פעם מחדש) או מסתם ארון שרתים המוצב באיזו פינה.
לקחים מתקלות בחדרי מחשב 2 #
מוקד השרות שלנו קיבל את הקריאה. התראה על נזילת מים התקבלה מחדר המחשב של אחד מלקוחותינו. חוות השרתים הושבתה. צוות השירות שלנו הוזנק למקום.
מדובר בחדר מחשב מתקדם שבו מיזוג האווויר מבוסס ברובו על יחידות קירור שורה ( ROW COOLING ) מסוג cooloop של קנור אמרסון. זהו חדר בינוני בגודלו (עומס IT של מאות קילוואט) אך מתקדם ומקצועי מאוד. האם הנזילה מקורה בתשתית מיזוג האוויר שאנו התקנו?
בעוד הצוות בדרכו לאתר, הגיעה צפירת ההרגעה. מסתבר שהמנקה החרוצה של אותו אתר, החליטה לשטוף את רצפת חדר המחשב. מי השטיפה הגיעו לאחד מחיישני המים מתחת לרצפה הצפה והפעילו את מערכת ההתראה וזו השביתה את יחידות מיזוג האוויר.
מסקנות ולקחים:
1. כניסת המנקה לחדר הייתה צריכה להיות מפוקחת. אין להכניס דלי מים לדטה סנטר. הדלי צריך להישאר מחוץ לאולם המחשב או בפנים בסמוך לדלת הכניסה. את הרצפה הצפה יש לנקות עם סמרטוט לח בלבד. על עובדי הניקיון לעבור הדרכה מתאימה ולעבוד תחת פיקוח.
2. המערכת עבדה כפי שתוכננה. אך האם הנוהל היה נכון? על מנהל חדר המחשב להחליט האם באמת יש צורך בהשבתת מערכות המיזוג כתוצאה מהתראה של חיישן אחד. לדעתנו, לא.
יש לכם סיפור טוב על לקוחים מתקלות בחדרי מחשב ? שתפו את הקהילה כתבו לי
יגאל שניידר
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?
The Data Center Blog - חדרי מחשב, הקמת אולמות מחשב, חדרי שרתים, חוות שרתים, KVM, ניהול כבילה, UPS, green IT 