Инженерная инфраструктура центров обработки данных (ЦОД)

Спецификация Thermal Guidelines for Data Processing Environments – Expanded Data Center Classes and Usage Guidance по климатическим требованиям ЦОД, выпущенная ASHRAE, была разработана членами комитета TC 9.9, которые представляют производителей ИТ-оборудования, и была подана на рассмотрение и одобрение членам комитета TC 9.9, имеющим право голоса. В этом документе термин ‘сервер’ используется в общем смысле для описания любого ИТ-оборудования (ITE), например серверов, систем хранения данных, сетевого оборудования и т.п., которое используется в системах похожих на ЦОД.

Первое издание рекомендаций по температуре в ЦОД

ASHRAE TC 9.9 выпустила первое издание ‘Рекомендаций по температуре в ЦОД’ в 2004 году. До того времени климатические требования, необходимые для работы дата центра, носили бессистемный характер. Каждый производитель ИТ-оборудования предлагал свои собственные требования. Во втором издании ‘Рекомендаций по температуре в центре обработки данных’, выпущенном в 2008 году, комитет ASHRAE TC 9.9 расширил диапазон климатических требований ЦОД, с тем чтобы большее число площадок во всем мире могло использовать экономайзеры в течение большего периода времени.

     Во время выпуска первого издания самой важной целью было создание общего набора климатических требований, которым должно будет отвечать ИТ-оборудование. Хотя эффективность обработки данных имела важное значение, в момент создания этих рекомендаций производительность и доступность превосходили ее по важности, поэтому граничные значения температуры и относительной влажности были установлены соответствующим образом. На протяжении первого десятилетия 21 столетия повышенное внимание уделялось эффективности обработки данных. Эффективность использования энергии при помощи показателя PUE стала новым показателем эффективности ЦОД, который создал метод определения зависимости эффективности ЦОД от конструкции и способа эксплуатации ЦОД. С целью улучшения коэффициента PUE, получили распространение воздушные и водяные экономайзеры, при этом наблюдается тенденция использовать эти технологии в дата центрах круглый год. С целью улучшения показателя PUE комитет TC 9.9 создал дополнительные климатические классы, а также рекомендации по использованию существующих и новых классов. Расширение возможностей ИТ-оборудования, которые позволят ему удовлетворять более широким климатическим требованиям, может изменить параметры надежности, электропотребления и производительности этого оборудования, и в этом документе даются рекомендации по соответствующему использованию этих возможностей.

Второе издание рекомендаций по температуре в ЦОД

Начиная со второго издания ‘Рекомендаций…’, выпущенного в 2008 году, целью рекомендованного диапазона климатических требований стало обеспечение операторов ЦОД руководством по поддержанию высокого уровня надежности, а также эксплуатации ЦОД наиболее эффективным образом. Этот диапазон был создан для общего пользования во всех типах коммерческих предприятий и условий окружающей среды. Тем не менее, различные диапазоны климатических требований могут быть более подходящими для разных организаций и климатических условий. Поэтому, для того чтобы дать возможность работы в другом диапазоне, который мог бы обеспечивать еще большую экономию, в этой спецификации описаны характеристики серверов, которые позволят операторам ЦОД создавать особенный диапазон, который соответствует типу его предприятия. В этом документе дается общее описание каждого из этих показателей, при этом более подробная информация предоставлена в третьем издании ‘Рекомендаций по температуре в ЦОД’. Выход за пределы рекомендованной области значений будет компромиссом между дополнительной экономией затрат на охлаждение и возможными неблагоприятными последствиями для надежности, акустики или производительности. Если кто-то решит создать собственный диапазон климатических требований эксплуатации своего ЦОД, простое представление этой процедуры показано на рис. 1 ниже.

Рис. 1. Характеристики сервера, используемые для определения рабочего диапазона климатических требований в ЦОД

     Также, дана блок-схема, которая позволяет пользователю пройти через соответствующие шаги процедуры оценки. Многие из этих серверных характеристик основаны на простых графиках, описывающих общие тенденции. Однако эти характеристики предназначены для тех, кто собирается выходить за пределы рекомендованного диапазона для получения дополнительной экономии. Правильное выполнение этой задачи требует глубокого дополнительного анализа каждой из характеристик, который необходим для того чтобы узнать, как работа за пределами рекомендованного диапазона климатических требований влияет на значение TCO (совокупная стоимость владения).

     Краткое описание этой процедуры в этом документе имеет своей целью демонстрацию методологии, а также предоставление общих рекомендаций. В этой спецификации содержатся общие характеристики серверного оборудования, и не обязательно даются характеристики специализированного ИТ-оборудования. Для получения информации о специфическом оборудовании обращайтесь к конкретному производителю ИТ-оборудования.

     Другое важное изменение в этой спецификации климатических требований связано с классами центров обработки данных. Раньше ИТ-оборудование в ЦОД делилось на два класса: 1 и 2. В новой спецификации больше классов ЦОД, что позволяет использовать разные системы и приоритеты в эксплуатации ИТ-оборудования. Это очень важно, потому что один единственный класс ЦОД вынуждает выполнять одну единственную оптимизацию, тогда как каждый ЦОД необходимо оптимизировать, основываясь на собственных критериях оператора (например, соотношение постоянного использования экономайзеров и максимальной надежности).

Введение в третье издание рекомендаций по температуре в ЦОД, опубликованных в мае 2011 года

Первым проектом комитета TC 9.9 стала публикация спецификации “Рекомендации по температуре в ЦОД”.

• До создания комитета TC 9.9, каждый производитель коммерческого ИТ-оборудования публиковал свою собственную спецификацию климатических требований. Стандартные дата центры работали в температурном диапазоне от 20 до 21°C, исходя из общего представления, что чем холоднее, тем лучше.
• В большинстве центров обработки данных использовалось оборудование нескольких производителей, в результате чего температура окружающей среды по умолчанию устанавливалась в соответствии с ИТ-оборудованием, которое предъявляет самые строгие требования к температуре, плюс коэффициент запаса прочности.
• TC 9.9 получил неофициальное согласие большинства производителей коммерческого ИТ-оборудования на введение как “рекомендованных”, так и “допустимых” диапазонов температуры и относительной влажности, а также четырех климатических классов, из которых два относятся к дата центрам.
• Еще одним важным достижением комитета TC 9.9 было использование в ИТ-оборудовании впускных воздушных клапанов как общей точки замеров на соответствие диапазонам температуры и относительной влажности; требования в любом другом месте ЦОД были необязательными.

     Общая заинтересованность в расширении диапазонов температуры и относительной влажности продолжает увеличиваться, что обусловлено желанием достичь более высокой эксплуатационной эффективности ЦОД, и более низкой совокупной стоимости владения (TCO). В 2008 году, комитет TC 9.9 пересмотрел требования классов 1 и 2 в сторону уменьшения. В приведенной ниже таблице дается сводка действующих рекомендаций по температуре, относительной влажности, температуре конденсации и высоте (над уровнем моря), которые были опубликованы в 2008 году.