Эффективное управление электроэнергией в дата-центре
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 оптимизацииВ 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 этиленликоль 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. Пожарные органы 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 цифрыЭффективность 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.
ИнновацииОсновная 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.
