Эффективное управление электроэнергией в дата-центре

24 июня 2014 г. | Солдатов Алексей | Категория: Обсуждаем статью

Энергопотребление становится дороже начинки дата-центров, особенно на крупных объектах, потому энергоэффективность ЦОДов становится таким же важным приоритетом, как их надежность. При этом основной фокус методов оптимизации потребления электроэнергии направлен на системы холодоснабжения.

Фокус оптимизации

В современном цодостроении применяется огромное разнообразие систем холодоснабжения — от стандартных классических систем до инновационных энергоэффективных. Технологии не стоят на месте. Все более совершенные прецизионные кондиционеры, предназначенные для круглосуточной и круглогодичной работы, выпускают многие фирмы разных стран. Встречаются системы на фреоне и водяные; чиллерные системы, где хладоагентом является этиленгликоль или вода; системы с использованием фрикулинга или без него. Фрикулинг в свою очередь может быть прямым или непрямым. Известны модификации таких систем — пластинчатые теплообменники, рекуператорные колеса, роторные теплообменники.  

Экзотические системы с использованием фрикулинга становятся все более популярны и на российском рынке, несмотря на более высокие начальные инвестиции. На протяжении жизненного цикла дата-центра эти системы могут оказаться существенно выгоднее, тем более что эти системы экономически становятся дешевле и эффективнее. (Впрочем, у каждой системы есть своя ниша применения: благодаря тому, что начальные инвестиции в фреоновые системы самые низкие из всех имеющихся сегодня на рыке, они продолжают пользоваться популярностью, особенно если стоит задача быстро захватить ценные доли рынка.)

Одно из энегоэффективных решений — пластинчатые рекуператорные колеса. Данное решение уже внедрено на многих площадках мира. Но у этого хорошего по энергоффективности решения есть сложность с увлажнением. Обычно в связке с ним применяют недорогие в использовании системы адиабатического увлажнения, которые вкупе дают прекрасную энергоэффективность с номинальным энергопотреблением. Подобную систему увлажнения в сочетании с фреоновыми прецизионными кондиционерами мы использовали в ЦОДе «DataPro Тверь».

Получившие в последние годы распространение на российском рынке дизель-роторные ИБП недешевы. До принятия решения об их закупке требуется рассчитать экономичность установки такой системы. В отличие от стационарного ИБП здесь не требуется батарей, в то время как классических ИБП замена батарей производится каждые пять-восемь лет. Для обеспечения мощности 500 кВт таких батарей в стационарной системе будет несколько стеллажей. И все это надо обслуживать, потом утилизировать, заново купить и установить. На все нужно время и средства. В дизель-роторных ИБП эти затраты отсутствуют, но зато требуется своевременная замена подшипников, обеспечение топливом. Поэтому надо внимательно считать выгоды использования. Расчеты показывают, что системы DRUPS есть смысл использовать в ЦОДах, начиная от 1 Мегаватта. В России таких объектов можно начитать на пальцах одной руки, а в Европе они используются уже десятилетиями. Данные системы также требуют сложного согласования. Ведь это агрегат внутреннего использования, его устанавливают в помещении, для него требуется запас топлива. Органы пожарного надзора относятся к этому негативно, согласование проходит трудно, поэтому лучше об этой стороне вопроса побеспокоиться заранее. К тому же система занимает очень много места, ее не просто вписать в существующее здание — должна быть учтена нагрузочная способность перекрытий. Но решение очень эффективное и в ряде случаев может оказаться экономически весьма оправданным.  

Лукавые цифры

Эффективность использования электроэнергии в ЦОДе принято измерять коэффициентом PUE. Этот показатель рассчитывается как отношение электроэнергии, затрачиваемой на серверное оборудование, к общей электроэнергии, потребляемой ЦОДом. Но возникает вопрос: по какой методике рассчитаны обще затраты? Ведь PUE может быть определено как мгновенное значение, среднемесячное или среднегодовое значение …

Да и какую нагрузку считать общей потраченной на ЦОД? Ведь ЦОД — совокупность зданий и помещений – помимо серверных есть еще офисные и вспомогательные помещения. Учитывается ли их потребление электроэнергии (затраты на освещение, вентиляцию) в общих за тратах или нет?

Да и вопрос с потреблением серверов тоже неоднозначный. Многое зависит от того, где измеряется ИТ-нагрузка — на входе ИБП или на выходе? Доходит до того, что некоторые заявляют о значении PUE почти что 1. Это первый сигнал к сомнению в правильной оценке PUE. Чтобы получить представление о реальном значении коэффициента эффективности, нужно разобраться с методикой расчета. И сравнение PUE нужно проводить на основе единой методики.

Обычно для прецизионных кондиционеров DX среднегодовое значение PUE=1,6. Наилучшее значения PUE при использовании чиллерных систем и фрикулинга составляет 1,4. Известны примеры ЦОДов с использованием рекуператорных колес, где PUE меньше 1,2. Однако следует помнить, что снижение PUE на каждую сотую часть стоит сотни тысяч долларов, а на каждую десятую может составлять миллионы. Поэтому выбор решения надо соотносить со стратегией продвижения компании на рынке.

Инновации

Основная часть инвестиций в 2014 г., по-видимому, будет направлена на закупку уже существующего на рынке оптимизированного оборудования, которое поможет сэкономить до 10% потребляемой электроэнергии. Что же касается использования инновационных технологий охлаждения, то уже заявлено об обнадеживающих результатах в создании высокотемпературных серверов и систем кондиционирования, серверов с пониженным потреблением энергии, более эффективных аккумуляторных батарей нового типа, о применении нового принципа охлаждения серверов с помещением их в охлаждающую жидкость, — способа, при котором потребуется лишь незначительное количество электроэнергии для работы небольшого насоса. Сегодня жизненный цикл ЦОДа закладывается на 8—15 лет. Но будущее может наступить гораздо раньше в виде инноваций, внедрение которых, возможно, позволит вообще отказаться от использования кондиционеров в ЦОДе.

Алексей Солдатов,
генеральный директор компании DataPro

Теги: Алексей Солдатов, Datapro, PUE