Posts tagged ‘חדר מחשב ירוק’

ניהול רצפה צפה וייעול של מיזוג האוויר ב – Data centers

בסקרים שאנו עורכים בחדרי מחשב אנו מעריכים את כמות האוויר הקר שאינה מגיעה כלל לשרתים ולציוד ה IT. בדרך כלל, למעלה מ 60% מהאוויר הקר המיוצר על ידי מערכות המיזוג כלל אינו מגיע לציוד ה IT . אוויר מבוזבז זה נקרא BYPASS AIR .

בקירור תת רצפתי הנהוג בחדרי מחשב, חלק גדול מן הבזבוז מגיע מפתחי כבילה לא מבוקרים. פתח כבילה של 15X20 ס"מ יכול לגרום לבזבוז של KW 2 קירור, הוצאה מיותרת עצומה של כ 4000 ₪ בשנה.

זו אחת הסיבות לכך שמערכות מיזוג האוויר של חדרי מחשב אינן יעילות. למרות overcapacity , חדר המחשב נמצא במצוקה של חום.

רבים טועים ומניחים שניתן לפתוח פתח בלתי מבוקר במרצפת הצפה אם פתח זה נמצא בתוך הארון. הנחה זו שגויה ופתח כזה עלול לגרום לבעיות רבות.

זו בעיה שהפתרון לה קל, זמין ואינו יקר. הפתרון נקרא KOLDLOK . מעין פתח-מברשת במרצפת הצפה. החזר ההשקעה מוערך ב 2-3 חודשים. להלן סרט הדגמה של Upsite:

נובמבר 15, 2009 at 11:39 am תגובה אחת

חדר של חצי מגה וואט ב 20 ארונות שרתים

חדר של חצי מגה-וואט, ב-20 ארונות מקוררי מים. זהו אמנם סרטון פרסומי של קנור-אמרסון אבל מעניין לראות איך עובדים בגרמניה.  אגב,  זו לא טכנולוגיה אקזוטית. הותקנו מעל 300 ארונות כאלו בישראל.

אוקטובר 25, 2009 at 5:09 pm 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

חדרי מחשב מבוססי מכולה (קונטיינר) – וידיאו של גוגל

גוגל העלתה ל YOUTUBE וידיאו המאפשר הצצה לאחד מחדרי המחשב שלהם, מבוסס קונטיינרים.

ההסבר ל PUE הנמוך שלהם מובא חלקית: קירור המבוסס על שימוש באוויר קר של הסביבה (באקלים קר ויבש ניתן להגיע לתוצאות מאוד יפות) וכן היעדר מערכות אל פסק. לכל שרת מוצמדת סוללה שהם קוראים לה UPS. כמו כן, כפי שסיקרנו בפוסטים קודמים, ניתן להגיע לתוצאות מרשימות בקונטיינרים.

מאי 10, 2009 at 3:02 pm כתיבת תגובה

נתונים על חדרי מחשב מהעיתונות המקצועית

 מאמרים בעיתונות המקצועית בתחום חדרי המחשב ו IT ירוק מביאים נתונים מעניינים בנושא צריכת האנרגיה של תעשיית IT.  להלן לקט מעניין:

• מספר השרתים בארה"ב בשנת 2000 היה 5 מיליון.  עד 2010 יהיו בארה"ב יותר מ 15 מיליון שרתים

• כדי לספק את הצמיחה בצריכת החשמל של השרתים בלבד, ייבנו בארה"ב 10 תחנות כוח בין השנים 2005-2015 , בעלות של 2 עד 6 מיליארד דולר כל אחת.  באופן טבעי תגולגל עלות זאת לחברות דרך חשבון החשמל.

• כ 80% מעלות הקמת חדרי מחשב היום היא בתשתית החשמל והמיזוג.  פי 6 מהנהוג לפני 10 שנים

• כדי לבנות חדר מחשב ברמת יתירות של Tier 3 , יש צורך בהשקעה קפיטאלית של 14,000 $  לשרת.

• עלות החשמל הנדרש כדי להפעיל ולקרר שרת הצורך 300 וואט, היא 520$ בשנה, או כ 2,100 ₪ לשנה.
• בהנחה ששרת כזה עולה 2,500$ , עלות החשמל עולה על מחיר השרת תוך 4-5 שנים. אם חדר המחשב אינו יעיל אנרגטית, הנתון הנכון יותר הוא 3 שנים.

• במחירים ישראלים, עלות החשמל הנדרש להפעיל ולקרר ארון שרתים ובו 40 שרתי "פיצה" הוא 84,000 ₪ בשנה.  עלות זו בדרך כלל אינה משולמת על ידי מחלקות ה IT אלא על ידי גורם אחר בארגון אשר אינו יכול לנתח הוצאה זו.

• מחקר של מכון אפטיים ( uptime institute )  קובע שבמקרים רבים כ 30% מהשרתים הם מיותרים וכמעט לא עובדים.  בארגון שלו 500 שרתים, השבתת 30% מהשרתים תחסוך מעל 70,000 $ בשנה ותחסוך פליטה של כ 600 טון גזי חממה . הבעיה?  לא זכיתי להכיר  מנהל חדר מחשב אשר קיבל ציון לשבח ממנהלו על כך שהשבית שרת.

• ייצור החשמל הנדרש להפעלת וקירור שרת אחד גורם לפליטת 4 טון גזי חממה בשנה. כמות דומה הנפלטת ממכונית משפחתית הנוסעת כ 24,000 ק"מ בשנה.

מה הסיבה לצמיחה הדרמטית הזו בצריכת החשמל?

ב 1965, קבע גורדון מור, ברבות הימים אחד מהמייסדים האגדיים של אינטל, שמספר הטרנזיסטורים במיקרו מעבדים יוכפל כל 24 חודש.  אמרה זו השתרשה בתעשייה כחוק מור ( Moore's Law ).  חוק זה עובד עד היום וניתן לעניות דעתי, לקרוא לו 'נבואת מור'.  התגשמות נבואה זו הביא להתפתחות הטכנולוגית המדהימה שחווינו מאז אותם ימים.  אלא שבהיחבא, מתחת לאפם של קברניטי החברות, התרחשה תופעה נוספת:  בעוד שרמת הביצועים לכל דולר עלתה בטור הנדסי, יעילות האנרגיה השתפרה גם היא אך בקצב איטי בהרבה.

מה ניתן לעשות?

די הרבה.  ובמקרים רבים די בקלות. מרבית חדרי המחשב היום אינם מנוהלים לפי Best Practices אך ניתן לשדרג אותם בקלות יחסית. סגירת המעבר הקר היא אחת הדרכים הנבונות. כדאי להתחיל בסקר טרמי ומשם להמשיך.

מרץ 29, 2009 at 12:42 pm כתיבת תגובה

מדדים להתייעלות אנרגטית בחדרי מחשב

כאשר חדרי המחשב צורכים יותר ויותר אנרגיה, ועלות חשבון החשמל נהפכת למרכיב משמעותי   מהוצאות התפעול של חדר המחשב ( שמעתי כבר על עד 40% ) , ברור שיש מקום להתייעלות ששכרה הוא חיסכון רב.

התייעלות אנרגטית מאפשרת גם לחדרי IT  שהגיעו, לכאורה, לקצה קיבולת התשתית שלהם,  להשיב לעצמם קיבולת "אבודה" ולהגיב ביתר קלות לצרכי הארגון.

כמו תמיד, כדי להשתפר, עלינו בראש וראשונה להבין היכן אנו נמצאים היום ואח"כ למדוד את התקדמותנו.  כיצד למדוד אם כן את היעילות בצריכת האנרגיה של חדר המחשב ?

ארגון הגריד הירוק הציע שני מדדים: PUE   ו DCiE אותם הזכרנו בפוסט קודם.  מכון UPTIME   (www.uptimeinstitute.org) מציע 4 מדדים לבחינת היעילות האנרגטית של חדר המחשב. שניים מהם מעניינים במיוחד.

SI-POM:   סה"כ צריכת הספק של חדר המחשב לחלק בצריכת ההספק של כל ציוד ה IT כפי שהוא נמדד בשקעי החשמל של הציוד (או בפסי השקעים).  מתקבל מס' טהור שכן חילקנו וואט ב וואט. 

כיצד מודדים?  את המונה מדדנו בשעון החשמל של החדר. את המכנה מדדנו על ציוד ה IT (פסי שקעים מתקדמים מספקים נתון זה ). 

H-POM: צריכת הספק (AC )  של ציוד ה IT  ב וואט כפי שהוא נמדד בשקע החשמל שלו חלקי  צריכת הספק DC של רכיבי המחשוב .

כיצד מודדים? את המונה ניתן לקבל מפס שקעים מתקדם המאפשר קבלת נתונים מכל שקע .  טכנולוגיה זו נקראת POPS – per outlet power sensing   .  את המכנה ניתן לקבל מנתוני ציוד ה IT עצמו.

למנהל חדר המחשב שמגרד את פדחתו במבוכה היכן לאתר נתונים אלו מזומנת תשובה מפתיעה.  פס השקעים, מה שהיה המוצר הכי פחות מעניין טכנולוגית בסביבת חדר המחשב הפך למוצר היי-טק לכל דבר . פס שקעים ( PDU ) מתקדם מאפשר  איסוף והצגת נתונים של צריכת החשמל של כל שרת וכל ארון שרתים. ניתן לגשת ל PDU ב IP , לשלוט על כל שקע בנפרד, לשגר התראות, לוודא יתירות  ואף לבצע הסרת עומסים אלגנטית. לגבי הנתונים למדדים שהזכרנו מעלה, פס השקעים המתקדם יאסוף ויבקר את נתוני צריכת האנרגיה של כל ציוד ה IT.  לקבלת white paper  בנושא זה , כתבו לי.

פברואר 11, 2009 at 8:07 am 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

השפעת התקנת פנלים חוסמים (פנלים עיוורים) על יעילות מיזוג האוויר בחדר מחשב

מחקר שנעשה על יד י ה Uptime Institute  בדק את השפעת התקנת פנלים חוסמים (פנלים עיוורים) על יעילות מיזוג האוויר בחדר.

תוצאות מחקר זה מצביעות על הדברים הבאים:

•    כאשר לא מותקנים פנלים חוסמים בחללים בין ציוד המחשוב, למיחזור האוויר הפנימי בארון השרתים יש השפעה ניכרת על טמפרטורת האוויר הנכנס לציוד מחשוב.  ראה תמונה 1

•    פנלים חוסמים משפרים משמעותית את טמפרטורת האוויר הנכנס לציוד מחשוב ומהווים לפיכך פתרון יעיל לבעיה של מיחזור אוויר פליטה חם בתוך ארון שרתים. ראה תמונות 2,3

•    גם כאשר מותקנים בארון פנלים חוסמים עם מרווחים קטנים של 1.6 מ"מ ברווח האופקי בין פנלים חוסמים סמוכים, ציוד המחשוב עדיין חשוף לטמפרטורות כניסה מזיקות. ראה תמונה 2

•    כאשר לא מותקנים פנלים חוסמים בחללים שבין ציוד המחשוב או אפילו כאשר מותקנים פנלים חוסמים עם מרווחים, נפחים עודפים של אוויר ממוזג אינם מבטלים את השפעותיו המזיקות של מיחזור פנימי בארון השרתים.

•    השיפור המירבי מתקבל כאשר מתקינים בארון פנלים חוסמים שאין להם מרווחי אוויר ברווח האופקי בין פנלים חוסמים סמוכים או בין הפנלים החוסמים לציוד המחשוב. ראה תמונה 3

•    ביטול מיחזור האוויר הפנימי בארון השרתים משפר משמעותית את הספקת האוויר הממוזג לתוך הכניסות של הציוד.
ממחקר זה עולה כי שימוש בפנלים חוסמים עשוי לשפר במידה ניכרת על תפקוד חדר המחשוב: להקטין את שיעור הכשלים של ציוד מחשוב, לשפר את ניצולת יחידות המיזוג, ולהקטין הוצאות אנרגיה.  כל זאת בהשקעה זעומה.

 image002

תרשים 1

מודל 1: חתך רוחב של זרימת האוויר בארון שרתים שלא הותקנו בו פנלים חוסמים

 

image004

תרשים 2

מודל 2: חתך רוחב של זרימת האוויר בארון שרתים שהותקנו בו פנלים חוסמים עם מרווחים. במודל הותקנו פנלים חוסמים עם מרווחי אוויר אופקיים של 1.6 מ"מ בין פנלים חוסמים סמוכים וגם עם מרווחי אוויר אופקיים של 3.3 מ"מ בין הפנלים החוסמים והשרתים.

 

image006

תרשים 3

מודל 3: חתך רוחב של זרימת האוויר בארון שרתים שהותקנו בו פנלים חוסמים ללא מרווחים. במודל הותקנו פנלים חוסמים בלי מרווחי אוויר אופקיים בין פנלים חוסמים סמוכים או בין הפנלים החוסמים והשרתים.

מי שרוצה לקבל את המחקר במלואו מוזמן לכתוב לי

יגאל

יוני 2, 2008 at 2:57 pm 3 תגובות

מה זה Green IT ? מהו חדר מחשב ירוק?

עיקר הנזק הסביבתי והבזבוז הכספי ב IT נגרמים על ידי צריכת החשמל הגוברת של חדרי המחשב. אבל לא רק שם.
ולכן Green IT מגדיר 4 קריטריונים, שלושה מהם רלבנטיים לחדר המחשב, והרביעי הוא מעבר לחדר המחשב.

והרי הקריטריונים של Green IT

חדר המחשב הירוק:
1. תשתית חדר המחשב יעילה וחסכונית בחשמל. מדובר בעיקר במיזוג אוויר יעיל, ובתכנון חסכוני בתשתיות האחרות ( אל-פסק, גנרציה, לחות וכ') . דוגמאות: ארנות מקוררי מים, מערכת אל פסק עם אובדן סטטי נמוך, שימוש בהוהגם מתקדמים ( Best Practices ) וכן הלאה.
2. שימוש חסכוני במשאבי חדר המחשב: בעיקר בציוד IT על ידי וירטואליזציה, ובשטח על ידי שימוש ב High Density
3. בחירת ציוד IT גם (לא רק) על סמך ניצולת ההספק שלהם. לדוגמא: מעבר לשרתי להב, ספקי כוח עם ניצולת מעל 80%.

מעבר לחדר המחשב
4. שימוש ב IT כדי לחסוך משאבים והוצאות לארגון ולהיטיב עם הסביבה: לדוגמא: חיסכון בהדפסות ובשימוש בנייר, כיבוי תחנות עבודה בשעות הלילה, שימוש ב Thin Client , שליטה מרחוק על מחשבים מרוחקים החוסכת נסיעות או טיסות של טכנאים, וכן הלאה.

 

מרץ 27, 2008 at 6:25 pm תגובה אחת

פוסטים חדשים יותר


פידים

הבלוג הוקם ומנוהל בסיוע: