Klimatyzacja wysokiej gęstości. Cz. 1. Bilans zysków ciepła - geneza, potencjalne zagrożenia, rekomendowane warianty rozwiązań

FOTOREPORTAZE

ON-LINE

Naszą witrynę przegląda teraz 99 gości

Facebook

Chłodnictwo & Klimatyzacja

Miesięcznik indeksowany
jest w bazie czasopsim
technicznych

Klimatyzacja wysokiej gęstości. Cz. 1. Bilans zysków ciepła - geneza, potencjalne zagrożenia, rekomendowane warianty rozwiązań

Data dodania: 05.08.2009

Rozwój cywilizacyjny, potrzeba ciągłej komunikacji, rosnące zapotrzebowanie na moc obliczeniową komputerów sprawiają, że parametry technologiczne w Data Center rosną w sposób niemal geometryczny… Główni dostawcy sprzętu do Data Center tacy jak: Dell, HP, IBM czy Sun Microsystems nie ustają w dążeniu do doskonalenia swoich technologii. Coraz szybsze i bardziej wydajne serwery, macierze o większych możliwościach sprawiają, że niemal tak szybko jak rozwój technologii rośnie zapotrzebowanie na energię elektryczną, która jest niezbędna do zasilania sprzętu komputerowego.

By usystematyzować pewne informacje należy się czytelnikowi kilka wyjaśnień: wielkość szaf rack, w których umieszczane są serwery określana jest głównie dwoma parametrami. Pierwszy z nich to szerokość – przyjęte jest, że wynosi ona 19˝. Drugim parametrem, kluczowym dla bilansu cieplnego i dalszego projektu klimatyzacji, jest wysokość szafy rack i wprowadzona jednostka „U”. Standardowa szafa rackowa o wysokości ok. 2,0 m ma wielkość 42U. Wielkość sprzętu komputerowego montowanego w rackach to wielokrotność 1U. Np. serwer może mieć wielkość 7U, switch 1U, a UPS montowany w szafie rack to 10U).
W ostatnich latach obserwować można było dynamiczny rozwój tzw. serwerów typu „Blade” – serwerów kasetowych. Dlaczego serwery kasetowe? Genezą ich powstania była potrzeba zwiększania wydajności, efektywności sprzętu komputerowego. Nie bez znaczenia pozostawała również ilość miejsca potrzebna dla serwerów. Dla przykładu, jeden serwer tradycyjny tzw. „rack server” ma wysokość 1U. Odpowiednikiem takiego serwera jest serwer typu kasetowego. Różnica polega na tym, że jeden rack server ma podwójne zasilacze, dedykowane wentylatory oraz inne elementy dedykowane tylko jemu. Serwery kasetowe natomiast, mają wspólną obudowę. Te same dwa zasilacze, wentylatory i inne elementy pracują teraz dla grupy serwerów kasetowych.
Takie podejście pozwoliło przede wszystkim zwiększyć efektywność energetyczną rozwiązania, zmniejszyć koszty inwestycyjne po stronie infrastruktury teleinformatycznej oraz zmniejszyć ilość zajmowanego miejsca lub zwolnić miejsce w serwerowniach pod przyszłą rozbudowę. Serwery kasetowe otworzyły nowe możliwości w modernizacji serwerowni, pozwalają na rozbudowę bez konieczności prowadzenia uciążliwych prac budowlanych, inwestowania w nowe obiekty oraz poświęcania czasu na sprawy formalno-prawne związane np. z uzyskaniem pozwolenia na budowę.
Najważniejsze jest to, że zastosowanie serwerów kasetowych i architektury wysokiej gęstości mocy i chłodzenia otworzyło zupełnie nowe możliwości, tak dla systemów zasilania, jak i – przede wszystkim – chłodzenia.
W uproszczeniu, przechodzimy właśnie z ery 20 kW na pomieszczenie do ery 20 kW na szafę rackową. Trwają również prace nad rozwiązaniami od 50 kW do 100 kW na jedną szafę rackową (dla niektórych takie wartości mogą się wydawać abstrakcją, takie jest jednak obecne tempo rozwoju technologii w serwerowniach).

Bezpieczeństwo
Należy podkreślić jeszcze jedną ważną cechę: klimatyzacja w serwerowniach nie służy utrzymaniu warunków komfortu. Nie są istotne gradienty temperatur z punktu widzenia komfortu użytkownika, nie specjalnie istotny jest poziom mocy akustycznej jednostek wewnętrznych. Kluczowe jest bezpieczeństwo. Klimatyzacja służy utrzymaniu takich parametrów powietrza (temperatury, wilgotności i czystości), aby zainstalowany w serwerowni wielokrotnie droższy sprzęt informatyczny mógł pracować poprawnie. Jednak to nie wartość sprzętu jest priorytetem. Priorytetem są dane.
W praktyce większość instytucji publicznych i prywatnych, urzędy, banki, służba zdrowia czy wojsko przechowuje swoje dane w formie elektronicznej. Z serwerów korzysta się również używając aplikacji obliczeniowych oraz internetu. Funkcjonowanie bez komputerów wydaje się być niemożliwe. Jesteśmy tak bardzo uzależnieni od systemów komputerowych, że jakakolwiek awaria np. systemu bankowego powoduje ogromne straty. Podobnie z pracą na oprogramowaniu inżynierskim, gdzie wielokrotnie spotykamy się z utratą pracy. Serwerownie mają na celu także ochronę przechowywanych danych.
Takie podejście wpływa zasadniczo na ustalanie priorytetów przy projektowaniu serwerowni. W kolejności, na pierwszym miejscu postawiłbym na bezpieczeństwo, na drugim energooszczędność a na trzecim koszty inwestycyjne. Dlatego też, systemy klimatyzacyjne powinny być przede wszystkim niezawodne i zbudowane w architekturze nadmiarowości co najmniej N+1 (N urządzeń pracujących i jedno nadmiarowe – tzw. redundantne). Elementem ryzyka wpływającym na bezpieczeństwo serwerowni jest obecność wody. Najczęściej, więc klienci decydują się na układy z bezpośrednim odparowaniem, gdzie jedyna woda jaka się pojawia to skropliny oraz woda zasilająca nawilżacze powietrza zainstalowane w szafach klimatyzacji precyzyjnej.