Тенденции года - 2013. Инженерная инфраструктура: акцент на управлении

Они связаны с повышением энергоэффективности ЦОД, внедрением технологий естественного охлаждения, совершенствованием средств управления, а также с постепенным переходом к модульным принципам построения ЦОД.

Еще в 2010 году мы рекомендовали специалистам, работающим в области ЦОД, обратить внимание на системы управления класса Data Center Infrastructure Management (DCIM). Обеспечивая взаимодействие инженерной инфраструктуры и систем ИТ, они позволяют, в частности, осуществлять интеллектуальное выделение ресурсов электропитания и охлаждения. Прошедшие два года ушли на своеобразную раскачку: производители доводили свои продукты DCIM «до ума», а потенциальные заказчики присматривались к ним, взвешивая «за» и «против» их применения. 2013-й может стать годом действительно массового внедрения таких решений в крупных российских ЦОД.

Кроме того, именно интеллектуальные системы управления инженерным оборудованием, способные взаимодействовать с ИТ-системами (в том числе с диспетчерами виртуальных сред), позволят сделать традиционно статичную «инженерию» более гибкой, что необходимо для эффективной поддержки динамичных виртуализированных сред.

По оценкам экспертов Schneider Electric, стоимость системы DCIM составляет примерно 1,2% (для корпоративных ЦОД) и 2,2% (для коммерческих ЦОД, предоставляющих услуги по размещению ИТ-оборудования) от затрат на строительство ЦОД и оснащение его инженерными системами. Это вполне оправданные расходы. (Подробнее см. статью «Феномен DCIM» в декабрьском номере «Журнала сетевых решений/LAN» за 2012 год.)

Для работы любой системы DCIM требуется сбор данных — в первую очередь по энергопотреблению, температуре и влажности. Обычно для этой цели задействуются соответствующие датчики, а также «интеллектуальные» блоки распределения питания (PDU). Однако в ближайшем будущем технологии, встраиваемые непосредственно в ИТ-оборудование, станут способны поддерживать функции такого мониторинга. В этой связи следует отметить решение Intel Data Center Manager (DCM), которое обеспечивает точный мониторинг потребляемой мощности и температуры в реальном времени отдельных серверов и их групп (подробнее см. обзор «Продукты года – 2012» в этом номере журнала).

«Тепловое колесо» Kyoto Cooling в одном из ЦОД Stack Data Network.

Важным направлением снижения энергопотребления ЦОД, а следовательно и эксплуатационных расходов, является внедрение технологий естественного охлаждения (free cooling). Шагом вперед на пути расширения географии применения такого охлаждения стало обновление в 2011 году рекомендаций ASHRAE по допустимому уровню рабочей температуры для ИТ-оборудования. Напомню, что в них введено два новых класса оборудования для ЦОД — А3 и А4, для которых температурный диапазон расширен до +40 и +45°С соответственно. Теоретически

Но на практике, по крайней мере в России, новые рекомендации ASHRAE пока не находят широкого применения. В случае строительства коммерческих ЦОД их владельцы не могут заранее точно знать, какое оборудование будут устанавливать их клиенты, поэтому инженерная инфраструктура проектируется с расчетом на обслуживание обычных серверов, для которых температурный порог составляет +25–27°С. В корпоративных ЦОД на первом месте стоят вопросы надежности и отказоустойчивости, поэтому инновации в них применяются редко — в тех случаях, когда классические решения принципиально не подходят. В строящихся в России ЦОД естественное охлаждение рассматривается лишь как дополнение к основным режимам работы и чаще всего реализуется на уровне чиллеров.

Например, система охлаждения на основе роторных регенераторов («тепловые колеса») уже более года находится в коммерческой эксплуатации в расположенном в Московском регионе ЦОД Yandex с мощностью ИТ-нагрузки 2,2 МВт. Она представляет собой два отдельных контура: наружный, куда подается уличный воздух, и внутренний, в котором циркулирует воздух ЦОД. Основной элемент системы — роторный регенератор — обеспечивает теплообмен между наружным (холодным) воздухом и теплым воздухом, поступающим от ИТ-нагрузки. При температуре на улице ниже +22°С система полностью переходит на режим естественного охлаждения, при более высоких температурах дополнительно подключается чиллерная система. За прошедший срок эксплуатации коэффициент PUE климатической системы оказался равным 1,20. Такие решения используются в новых, модульных, ЦОД сети Stack Data Network в Пущине, Казани и Санкт-Петербурге. На одном из объектов холодопроизводительность системы охлаждения составит 10 МВт. Технология прямого охлаждения использована в крупном ЦОД Yandex в Сасово, подобное решение планируется внедрить в новом ЦОД на 20 МВт, который строит в Лыткарино компания RadiusGroup.

Начинает постепенно сбываться наш прогноз относительно внедрения в крупных ЦОД (от 2 МВт) динамических ИБП. Такие решения уже успешно эксплуатируются в одном из ЦОД компании «Крок», они используются в уже упомянутых новых ЦОД компании Stack, динамические ИБП планируется установить и в ЦОД RadiusGroup. Но это лишь единичные примеры.

В случае применения динамических систем шаг масштабирования составляет обычно 1 МВт. Если бизнес-задачи оправдывает такой «квант наращивания», то имеет смысл рассматривать этот вариант организации системы бесперебойного гарантированного электропитания.

Основными тенденциями развития статических ИБП являются повышение уровня модульности решений и поддержка сред виртуализации, например для корректного завершения работы виртуальных машин или инициирования их переезда в случае угрозы отключения электропитания. Кроме того, производители продолжают развивать технологии поддержки экономичных режимов, в частности путем совершенствования алгоритма переключения с байпаса на режим двойного преобразования в случае ухудшения качества входного электричества. Однако эти технологии вносят существенно меньший вклад в дело сокращения энергопотребления по сравнению с инновационными решениями по естественному охлаждению.