Posts tagged ‘חדר מחשב ירוק’
UNIVERSAL CONTAINMENT; HOT OR COLD AISLE CONTAINMENT
סגירת המעבר הקר (או סגירת המעבר החם) היא הכרחית היום בחוות שרתים. ללא הפרדה ראויה מובטח בזבוז עצום במיזוג האוויר, דבר המוביל לעלות גבוהה ברכש (מיותר) של מערכות מיזוג אוויר ובעלות גבוהה (מאוד) של חשמל. זאת בנוסף לבעיות חום המשפיעות לרעה על תפקוד חוות השרתים, גמישותה ועל הרציפות העסקית.
בסגירת המעבר אנו מגיעים לאופטימיזציה של מיזוג האוויר בזכות הפרדה של אוויר קר וחם, מניעה של אוויר חם החוזר לקדמת השרתים, תיעול כל האוויר הקר אל השרתים ומניעת "בריחתו" ( דבר הקרוי BYPASS AIR ) ומבטיחים את יעילות מחליף החום ביחידת המיזוג. לא ניכנס לזה עכשיו.
בעולם נהוג היום יותר ויותר לסגור את המעבר הקר. לא ניכנס לדיון מדוע בפוסט זה. עם זאת נהוג להבדיל בין שני סוגי מתקנים:
BROWNFIELD :מתקן קיים, חוות שרתים עובדת שאותה אנו רוצים לשדרג ולטייב, אם אפשר, ללא השבתה. במתקן כזה סגירת המעבר הקר היא האופציה היחידה כמעט. למעט הקמת POD חדש המבוסס על יחידות קירור מים.
GREENFIELD : מתקן חדש . כאן ניתן לבצע הפרדת אוויר קר וחם במגוון שיטות. דוגמאות: ארונות ארובה, סגירת מעבר קר עם או בלי יחדות קירור מים, סגירת מעבר חם ועוד.
מאחר וסגירת המעבר קשה יותר כאשר אין בידינו את כל ארונות ה IT שטרם נרכשו עדיין, ולחלופין יש לנו ארונות בגבהים שונים וברוחב שונה, פותחה על ידי חברת פנדויט ( PANDUIT ) שיטה אוניברסלית לסגירת מעברים. ראו:
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.
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.
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.
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
חוות מחשוב עננים של Triple C
טריפל סי חנכה חדר מחשב חדש המתוכנן, על פי המנכ"ל רמי נחום, לרמת שרידות גבוהה של Tier 4 . הסרט מספק תאור מעניין של יכולות החווה שהיא ללא ספק מהמתקדמות בארץ.
מזל טוב ל טריפל סי.
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?
ארונות שרתים מבוססי קירור מים בבנק ישראל
הדטה סנטר החדש של בנק ישראל נחנך בתחילת חודש אוקטובר בהשתתפות נגיד בנק ישראל סטנלי פישר.
מיזוג האוויר בחוות השרתים של בנק ישראל מבוסס על מערכות קירור שורה CoolLoop של Knurr-Emerson. אלו יחידות המבוססות על קירור מים( KW 30 כ"א ) וממוקמות בין ארונות השרתים. שם המותג הוא coolloop אך השם הגנרי של יחידות אלו הוא DECS אם כי יש כאלו שקוראים להם InRow או Inline.
לטעמי בחירת בנק ישראל במערכות Coolloop של חברת Knurr-Emerson מדגישה את המודעות הגוברת של ארגונים בישראל לחשיבות תכנון וניהול יעיל של חדרי מחשב, תוך מתן דגש על טכנולוגיות "ירוקות" שמביאות לחיסכון משמעותי בהוצאות התפעול. אחד המאפיינים של פרויקטים מסוג זה הוא השימוש במערכות מיזוג אוויר מתקדמות המבוססות על ארונות קירור מים .
טכנולוגיה זו של קירור ממוקד שהצגנו לשוק הישראלי ב 2004, הופכת יותר ויותר לפתרון הנבחר. זאת בשל היכולת לקלוט ולקרר בקלות ארונות מחשוב מתקדם בעל הספקים גבוהים תוך חיסכון משמעותי בחשמל ובשטח רצפה ותוך שיפור שרידות החדר .
בנוסף למערכות מיזוג האוויר הפנימיות, הותקנו בפרויקט זה ארונות שרתים עם מחשבה לעתיד ( למשקל נשיאה של 1500 ק"ג וחירור אופטימאלי של דלתות ל 83% ראו פוסט בנושא best practices לבחירת ארון שרתים ) , ארונות תקשורת של Panduit המיועדים לניהול כבילה מתקדם ומומלצים על ידי סיסקו, מערכות KVM של Raritan וכן פסי שקעים חכמים ( PDU ) עם תוכנות ניהול מתקדמות המאפשרות בקרה על צריכת החשמל בזמן אמיתי .
בשל האיסור לצלם באתר, התמונה המופיעה מעלה היא להמחשה בלבד ולקוחה מאתר אחר בישראל בסדר גודל דומה.
The Data Center Blog - חדרי מחשב, הקמת אולמות מחשב, חדרי שרתים, חוות שרתים, KVM, ניהול כבילה, UPS, green IT 