В центрах обработки данных, которые предоставляют свои площади для размещения клиентского оборудования (colocation), последнее занимает большую часть имеющегося пространства. Оно же является главным потребителем электроэнергии. Зачастую, чтобы увеличить число серверных шкафов, арендаторы предпочитают использовать узкие конструктивы шириной 600 мм. Но нужно помнить, что энергетические ресурсы распределяются между всеми шкафами, где находится активное оборудование, поэтому общая потребляемая мощность остается неизменной безотносительно к числу шкафов. К примеру, 10 узких шкафов мощностью 5 кВт и 8 широких мощностью 6,25 кВт занимают примерно одно и то же пространство и получают одну и ту же суммарную мощность.
Коммерческие ЦОДы обычно выделяют по 5 кВт на каждый 600-миллиметровый шкаф. Этого достаточно для размещения в нем 12 серверов. При использовании широких конструктивов мощность, подводимая к каждому шкафу, может быть увеличена, возрастет и число устанавливаемых в каждом из них серверов. В одном ряду, потребляющем 50 кВт, в небольших 5-киловаттных шкафах можно разместить по 12 серверов, а в больших, рассчитанных на 6,25 кВт, — уже по 15 серверов.
Таким образом, утверждение, согласно которому узкие шкафы повышают эффективность используемого пространства, оказывается ложным. Кроме того, для ЦОДов, где арендаторов поощряют за расширение в рамках отведенного пространства, вертикальное масштабирование за счет размещения большего числа серверов в меньшем количестве шкафов оказывается предпочтительнее горизонтального наращивания — путем добавления новых шкафов.
Увеличение ширины шкафов и уменьшение их общего числа позволяет сэкономить и на распределении электроэнергии. Каждый смонтированный в шкафу блок распределения питания (Power Distribution Unit, PDU) подключен к основной электросети и обеспечивает подачу напряжения на серверы. Соответствующие затраты (без учета стоимости PDU) консультанты оценивают примерно в 500 евро (цены, в том числе за выполнение монтажа, могут варьироваться в зависимости от местоположения ЦОДа). В большинство шкафов устанавливают два блока распределения питания — основной и резервный. Чем меньше шкафов, тем меньше блоков распределения питания и подключений к электросети, что обеспечивает существенную экономию. При передаче электроэнергии от одной точки к другой часть ее теряется, поэтому сокращение числа подключений приводит к уменьшению потерь и более эффективному использованию энергии.
.png) |
|
В широких шкафах с общим пространством Zero U блоки распределения питания и коммутационные панели могут размещаться между двумя шкафами, что повышает эффективность их использования и позволяет уменьшить длину шнуров |
ПРЕИМУЩЕСТВА СОВМЕСТНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
Конструкция шкафов позволяет использовать раму / монтажные направляющие внутри шкафа для создания вертикальных свободных зон Zero-U между смежными шкафами и в конце ряда, обеспечивая дополнительную экономию для арендаторов. Вертикальная зона может использоваться для коммутации, организации кабельных пучков и размещения блоков распределения питания, освобождая горизонтальные зоны (юниты) для размещения дополнительного активного оборудования. Если вертикальное пространство находится между двумя рядом стоящими шкафами, оборудование в обоих шкафах можно подключать к расположенным там коммутационным панелям и блокам распределения питания. Почему это так важно?
Когда подаваемая к шкафу мощность превосходит реально потребляемую, ресурсы используются неэффективно. Основной причиной этого является подача на серверы мощности большей, чем им действительно нужно — из расчета их максимального потребления. Однако свой вклад в потери вносят и незадействованные розетки блока распределения питания. Если же PDU совместно используется оборудованием из двух шкафов, число подключенных розеток увеличивается, а потери сокращаются.
Когда в шкафу шириной 600 мм размещаются 12 серверов, у основного и резервного блоков распределения питания, каждый из которых имеет по 24 розетки, оказывается задействовано лишь по 12 розеток, в то время как оставшиеся не используются. В каждом из двух широких шкафов с вертикальной зоной Zero U устанавливается по 15 серверов, подключаемых к двум блокам распределения питания с 30 розетками, и в этом случае все они оказываются заняты. Размещение PDU в общей зоне Zero U позволяет подключить к ним сразу два смежных шкафа. Таким образом, число блоков распределения питания и электрических подключений уменьшается наполовину.
Пространство Zero U между двумя смежными шкафами обеспечивает дополнительную экономию и при организации кабельного хозяйства. Коммутационные панели для медных и волоконно-оптических кабелей монтируются для пары шкафов. Для завершения ряда могут быть установлены дополнительные коммутационные панели и блоки распределения питания (см. рисунок).
Совместно используемые коммутационные панели в зоне Zero U примыкают непосредственно к серверам, благодаря чему подключение осуществляется с помощью коротких соединительных шнуров длиной 1 м, а от горизонтальных кабельных органайзеров можно вообще отказаться. В типичном 600-миллиметровом шкафу коммутационные панели монтируются сверху, и для подключения серверов требуются длинные 2- и 3-метровые шнуры на основе медного или волоконно-оптического кабеля. Необходимость увеличения длины шнуров приводит к росту затрат примерно на 40% и даже больше, если в ЦОДе используется цветовое кодирование.
.png)
ПОВЫШЕНИЕ ЭКОНОМИИ
Чтобы проиллюстрировать повышение эффективности использования энергетических ресурсов и общих затрат за счет установки широких шкафов с вертикальной зоной Zero U, мы провели сравнительный анализ, сопоставив два ряда из 8 широких и 10 стандартных 600-миллиметровых шкафов.
В каждом из широких шкафов, рассчитанных на 6,25 кВт, размещались 15 серверов, а в 600-миллиметровых шкафах, рассчитанных на 5 кВт, — 12 серверов. При проведении анализа мы предполагали, что все серверы подключены к основному и резервному источнику питания. У широких шкафов два блока распределения питания (основной и резервный) с 30 розетками находились в зоне между двумя смежными отсеками с оборудованием, а два дополнительных — в конце ряда.
В шкафах шириной 600 мм для подключения основного и резервного источников электроэнергии использовались два блока распределения питания с 24 розетками (типовая комбинация). Как предполагается, каждый из серверов был подключен двумя кабелями витая пара к основной и резервной локальным вычислительным сетям и двумя волоконно-оптическими кабелями к основной и резервной сетям хранения SAN.
Стоимость рассчитывалась на основе цен, рекомендуемых производителями. В зоне Zero U использовались комбинированные вертикальные коммутационные медно-оптические панели, а в 600-миллиметровых шкафах — отдельные горизонтальные коммутационные медные и оптические панели.
Как видно из таблицы, организация ряда из восьми широких шкафов с совместно используемым пространством Zero U обеспечила 46-процентную экономию по сравнению с применением узких 600-миллиметровых шкафов. Этого удалось добиться за счет сокращения числа шкафов, блоков распределения питания, кабельных органайзеров и коммутационных панелей, а также использования более коротких шнуров. Еще более ощутимая экономия достигается вследствие уменьшения количества силовых соединений.
Использование зоны между двумя шкафами для установки двух блоков распределения питания с 30 розетками позволило вдвое сократить число этих блоков по сравнению с 600-миллиметровыми шкафами, в каждом из которых были установлены по два блока распределения питания с 24 розетками. В результате в широких шкафах незадействованными остались всего 60 розеток на концах ряда (они могут пригодиться для последующего наращивания оборудования), а в узких — 240, то есть в первом случае лишних розеток стало на 75% меньше. При этом в стоимостном анализе мы не учитывали дополнительную экономию на подключении PDU к основной электросети.
С учетом вышеизложенного становится понятно, что размещение большего числа серверов в широких шкафах с дополнительной зоной Zero U позволяет существенно сократить как капитальные, так и операционные затраты. А уменьшение количества электрических подключений помогает минимизировать энергетические потери и повысить эффективность энергопотребления.
Николай Ефимов — технический менеджер компании Siemon в России и странах СНГ.