Многие организации сталкиваются с тем, что устаревшие ЦОД оказывается сложно контролировать, а энергопотребление неэффективных систем становится слишком дорогим. В этом посте мы расскажем о проекте в Национальном университете Тайваня, где модернизация инженерных систем ЦОД позволила достичь одновременно и энергоэкономии, и повышения надежности инфраструктуры в целом. Подробности – под катом.

Как и многие университеты во всем мире, тайваньский NUU постепенно наращивал свою серверную инфраструктуру и в недавнем прошлом «уперся» в пределы доступной электрической мощности, а также столкнулся с проблемой высоких затрат на электроснабжение. Оказалось, что организация тратит от 20 до 30 % электроэнергии именно в своем центре обработки данных, что серьезно подрывало финансовые возможности университета.

Сложившаяся ситуация стала предпосылкой для анализа состояния ЦОД, который выявил сразу ряд проблем:

Во-первых структурированная кабельная сеть оказалась не такой уж структурированной. Отсутствие четких и надежных подключений часто становилось причиной перебоев в предоставлении сервисов конечным пользователям.

Во-вторых, значительная часть потребления электроэнергии приходилась отнюдь не на ИТ-оборудование. Параметр PUE (Power Usage Effectiveness), который определяется как отношение всего энергопотребления к фактическому потреблению ИТ-систем, составлял почти 3! Репутацию ЦОД спасала лишь одна сотая – фактическое PUE было определено на уровне 2,99. Это значит, что на каждый полезный киловатт*час приходилось еще 2 кВт*ч энергии, потраченной на охлаждение, вентиляцию и потерянной в электрических сетях, трансформаторах и ИБП.

Модернизация оборудования

Чтобы помочь NUU привести свой ЦОД в порядок и снизить уровень PUE, мы предложили стратегию, состоящую из шести шагов:

• Перераспределение серверных нагрузок по существующему помещению.
• Упорядочивание кабельного хозяйства для повышения надежности и уменьшения препятствий для прохождения воздуха.
• Использование специальных стоек с перфорированными стенками для организации «горячих» и «холодных» коридоров.
• Использование рядных кондиционеров RowCool, которые обеспечивают более оптимальное движение воздуха.
• Установка высокоэффективных кабинетов распределения питания, способных минимизировать потери и выравнивать нагрузку.
• А также применение модульных ИБП с высоким уровнем КПД до 96 % и низкими потерями.

Как вы можете видеть на схеме, NUU удалось разместить все оборудование так, чтобы не только организовать «горячие» и «холодные» коридоры, но даже выделить дополнительное место для размещения нагрузок в будущем.

Чтобы не мешать движению воздуха, не создавать дополнительного нагрева в серверной и не занимать место, которое можно использовать для эффективного размещения серверов, ИБП, зарезервированные по схеме 1+1, были вынесены в отдельное помещение.

Вот так выглядит теперь кабельная инфраструктура в NUU. Благодаря упорядочиванию кабелей в стойках, а также дополнительным лоткам для монтажа СКС удалось гарантировать надежное (а иногда даже резервное) подключение серверов.

PUE 1,6 и решения Delta

После всех модернизаций уровень PUE снизился с 2,99 до 1,6, так что инженерное оборудование стало потреблять не 200 % энергии от ИТ-систем, а только 60 %. Такой подход позволил университету экономить почти $135 000 долларов США в год, а также обеспечить запас мощности для установки как минимум такого же объема оборудования на будущее. То есть теперь ЦОД можно удвоить без подведения дополнительного электропитания!

Таких результатов удалось достичь за счет использования следующих решений Delta Electronics:

• Кабинеты распределения питания Delta PDC позволяют распределять нагрузку между стойками, переключать ее на разные фазы (в случае наличия трехфазного питания) и помогают администраторам следить за изменениями в профилях энергопотребления разных компонентов.
• Модульные ИБП серии Modulon DPH демонстрируют КПД 96 % при половинной нагрузке и снижают уровень потерь при преобразовании электроэнергии. Одновременно с этим емкость модулей можно увеличивать, добавляя дополнительные батареи, чтобы продлить время автономной работы критически важных элементов инфраструктуры.
• Специальные стойки Delta не мешают движению воздуха, так как 70 % их поверхности – это перфорация, а кабели укладываются в каналы и не мешают циркуляции.
• Внутрирядные кондиционеры Delta RowCool с высокой холодопроизводительностью направляют холодный воздух непосредственно на оборудование. Установленные по два в каждом ряду и подключенные к центральной системе управления, они позволяют обеспечить нужное охлаждение именно в моменты пиковых нагрузок или в жаркие дни.
• Программное обеспечение класса DCIM – Delta InfraSuite – помогло заказчику проанализировать профиль энергопотребления и выделения тепла, чтобы добиться максимальной эффективности работы систем охлаждения и вентиляции. Кстати, система продолжает работать в реальном времени и позволяет корректировать дисбаланс.
• Закрытый горячий коридор и управляемая система вентиляции позволяют избежать попадания горячего воздуха обратно в серверную. Все отведенное тепло эффективно уходит на улицу.

Повышение энергоэффективности и другие плюсы

Помимо повышения энергоэффективности ЦОД в целом, NUU получил возможность контролировать устойчивость энергоснабжения, отслеживать отклонения в работе оборудования, а также производить температурный мониторинг работы ЦОД в реальном времени.

Хороший результат снижения PUE был достигнут в NUU за счет применения комплексного решения. Если у вас есть опыт улучшения PUE за счет частичной модернизации, мы будем признательны, если вы поделитесь им в комментариях.