Datová centra šetří polovinu nákladů

Málokdo z běžných uživatelů počítačů si uvědomuje, kam směřují naše e-maily, diskuse na sociálních sítích, odkud pocházejí videa na webu, informace z internetu nebo kde se nachází naše firemní informační systémy.

Téměř všechna tato data a aplikace jsou uloženy v datových centrech. Rozšiřuje se poskytování služeb či programů uložených na serverech "kdekoliv" na internetu s tím, že uživatelé k nim mohou přistupovat například pomocí webového prohlížeče nebo klienta dané aplikace a používat je odkudkoliv. Uživatelé neplatí za vlastní software, ale za jeho užití a tomuto trendu se říká "cloud", tedy v překladu "oblak" či v širším významu "cloud computing".

Není bez zajímavosti, že celosvětově přibývá nejen počet datových center, ale vzhledem k mimořádnému množství dat, která je nutno do nich uložit, také jejich rozměry a spotřeba. To s sebou mimo jiné přináší mimořádné nároky na ekonomiku provozu. Jinak řečeno, je naprosto nezbytné, aby provoz byl v nich co nejekonomičtější. Již dnes činí spotřeba elektrické energie víc než 50 % provozních nákladů datových center a tento podíl neustále roste.

Navíc současná datová centra jsou natolik energeticky náročná, že mezi odborníky z této oblasti se už delší dobu vedou diskuse o tom, zda energetické soustavy jsou vůbec schopné hospodárně poskytovat dostatečné množství energie pro takto náročné informační systémy.

Například jedno z obřích datových center společnosti Google v USA vyžaduje pro svůj provoz chladicí systémy, které jsou zhruba stejně velké jako budova sama. Objem tepla, který je z vnitřních prostor nutné odvádět, je tak vysoký, že když její IT pracovníci uvažovali o jeho rozšíření, neobdrželi pro tento záměr povolení. Odůvodnění: centrum umístěné poblíž řeky by vodu v ní příliš ohřívalo. To jsou problémy, které byly doposud známy zejména ze staveb jaderných elektráren a jejich chladicích věží.

KUDY PROTÉKAJÍ PENÍZE

Klimatizace je spolu s napájením nejdůležitějším parametrem datových center. Zvláště v horkém počasí běží naplno a firemní elektroměry se roztáčejí na maximum. "Částka za energii vynaloženou ročně na chlazení a napájení datového centra už obvykle překračuje hodnotu pořízeného hardwaru," říká v této souvislosti obchodní ředitel IT Business společnosti Schneider Electric CZ Ivan Hábovčík.

Cílem je dále zvýšit efektivitu využívání energie v datovém centru, označovanou zkratkou PUE (Power Usage Effectiveness). Tato hodnota ukazuje podíl celkové použité elektrické energie k té, která je použita na výpočetní výkon. Protože energii využívají nejen servery a další IT zařízení, ale například i chladicí systém serverů, je snahou výzkumu v této oblasti, aby tato hodnota byla co nejnižší. Běžně se v minulosti v datových centrech PUE pohybovalo kolem 2,5 až 3 PUE. Dnes jsou už běžné hodnoty pod 2 a je obvyklé nové DC navrhovat pod 1,5. Pokud se chceme dostat pod 1,3, vyžaduje to speciální péči v návrhu DC a velkou pozornost výběru technologií.

REVOLUČNÍ ZPŮSOB CHLAZENÍ

Schneider Electric prováděl výzkum v datovém centru, které bylo vytvořeno speciálně pro tento účel. Výsledek prokázal, že jeho chlazení nemusí být tak náročné, jak jsme si zvykli. Ukázalo se, že spotřebu energie lze mimo jiné snížit i jednoduchým opatřením, jakým je optimalizace proudění vzduchu v jeho prostoru chlazením venkovním vzduchem. To je pozitivní zpráva pro ekonomiku provozu i pro životní prostředí.

"Vyvinutý systém EcoBreezeTM je zatím světově nejúspornější chlazení datových center," říká Ivan Hábovčík a dodává: "Jde o úsporný systém chlazení pomocí vzduchového ekonomizéru, který udržuje vnější vzduch mimo datová centra. Toto nové unikátní chladicí řešení společnosti APC by Schneider Electric napomáhá výrazně zvyšovat jeho efektivnost. Spotřeba centra je vůči klasickým sálovým jednotkám o 55 % nižší. Navíc nezabírá žádný drahý prostor uvnitř budovy, který může být využit plně pro další zařízení. Jeho modulárnost ve velikosti standardních kontejnerů umožňuje pohodlné přidávaní dalších modulů v řádu hodin a rozkládá investiční náklady podle skutečné potřeby."

EcoBreeze umožňuje přepínat podle potřeby mezi chlazením vzduchem a nepřímým odpařováním. Spotřebu energie snižuje vyrovnáváním teplotních rozdílů mezi venkovním vzduchem a vzduchem v IT zařízení. Datové centrum tak chladí úsporně a bez výkyvů.

Už při zběžném pohledu na objekt datového centra, z něhož jednotlivé moduly v řadách vystupují do vnějšího prostředí za jeho zdmi, je tento základní princip zjevný.

JAK TO FUNGUJE?

Ohřátý horký vzduch ze serverů je odveden do vratného potrubního vedení EcoBreeze. Když je zpětně ochlazen, vrátí se do datového centra difuzory studené uličky. Dovnitř je vháněn děrovanými dlaždicemi před serverovými stojany a využívá se k udržení serverů v bezpečné provozní teplotě.

Voda rovnoměrně prochází průduchy díky rozprašovacím tryskám. Vzduch se ochlazuje pomocí odpařující se vody z průduchů tepelného výměníku a zachovává nastavitelnou hodnotu pro přívod vzduchu z technologických zařízení.

EcoBreeze na potřeby současných datových center reaguje zavedením různých úspor v každém modulu. Plně využívá možnosti místního klimatu a je prvním řešením, které zamezuje kontaktu vzduchu vně datového centra se vzduchem uvnitř zařízení nezávisle na použitém způsobu chlazení (chlazením vzduchem či nepřímým odpařováním). Má rovněž proporční chladicí systém a integrovanou úpravu vody, díky níž není vodu třeba upravovat chemicky.

APC tak předchází ekologickým rizikům spojeným s některými systémy používajícími ať už chladicí látku, nebo vodu. Obě úsporné strategie chlazení maximálně využívají místní klimatické podmínky, aby během roku dosáhly nejúčinnějšího a nejefektivnějšího chlazení.

DVOJÍ ZPŮSOB CHLAZENÍ

Tím, že je zařízení umístěno mimo datové centrum, využívá možnosti místního klimatu. Dokáže přitom automaticky přepínat mezi dvěma způsoby chlazení.

Chlazení vzduchem odvádí horký vzduch z IT zařízení prostřednictvím elektronicky řízených větráků. Následně tento vzduch prochází vnitřními kanálky chladiče s nepřímým odpařováním (IEC). Po zchlazení vzduch opustí IEC, projde chladičem a vrátí se zpět do datového centra. Když vyšší teplota prostředí neumožňuje chlazení vzduchem, přikročí se k chlazení nepřímým odpařováním, při němž se vzduch ochlazuje odpařováním vody vně větracích kanálků.

"EcoBreeze provádí nejen různé typy úsporného chlazení, ale díky svému modulárnímu designu se také umí přizpůsobit budoucím požadavkům datového centra na chlazení. Těmito funkcemi se zařízení - kromě toho, že využívá vnější vzduch a dokáže automaticky přepojit na nejúčinnější způsob chlazení - odlišuje od ostatních chladicích řešení," uvádí v této souvislosti viceprezident divize Rack and Cooling Solutions společnosti APC Pat Johnson.

VŠE V JEDNÉ JEDNOTCE

EcoBreeze se dodává v podobě individuálních 50kW modulů, které lze spojit až do čtyř (200 kW) nebo osmi modulů (400 kW) zajišťujících chlazení. Zákazníci si tak prostřednictvím tohoto modulárního škálovatelného přístupu pořizují jen to, co aktuálně potřebují. Zároveň svou chladicí kapacitu mohou v budoucnu rozšířit spolu s růstem datového centra. Modularita přináší i redundanci na úrovni konstrukce a dostupnost systému při údržbě nebo servisu. Elektřina, voda, distribuce vzduchu i komunikační spojení jsou v uvedené konstrukci centralizované, což zjednodušuje nároky na instalaci.

Tím, že zařízení je umístěno mimo obvod samotného datového centra, nezabírá žádný prostor určený pro IT technologie . IT manažeři tím mohou prostor v datovém centru využít ke zvýšení jeho kapacity, aniž by potřebovali místo pro další chladicí jednotky.

ŘEŠENÍ ZA PĚT MINUT DVANÁCT

Podle výzkumné agentury Gartner musí až 70 % z tisíce největších světových firem v příštích letech svá datová centra zásadně modernizovat a bude zapotřebí, aby se soustředily především na energetickou účinnost jejich provozu a chlazení.

"S tím, jak cena energie poroste, bude management firem sledovat spotřebu ještě pozorněji," říká Ivan Hábovčík a dodává: "Zatím ještě ne všechny firmy mají motivaci investovat do nových a úspornějších zařízení. Proto je pro manažery nutností mnohem podrobněji analyzovat spotřebu v této oblasti. Řada serveroven a datacenter má zatím obrovské rezervy především v chlazení či zálohovaném napájení."

V případě datových center je důležitou otázkou i "kritičnost" jejich zátěže. Jinými slovy, jaké jsou důsledky pro organizaci, pokud porucha hlavního vedení nebo výpadek proudu zasáhne její datové centrum. Nepřerušené a kvalitní napájení je klíčové pro spolehlivý provoz IT zařízení a úspěšnou dodávku IT služeb. Podle Shri Karve, ředitele divize Business Development ze společnosti Schneider Electric, některé trojfázové UPS v určitých režimech provozu neposkytují lepší ochranu než nejlevnější UPS, jež lze najít v obchodech s počítači. Tyto UPS také vystavují IT zařízení "nezpracované" elektřině z hlavního vedení, což žádný seriózní provozovatel datového centra na světě nemůže dopustit. To by však již byl námět na další článek.

Společnost Schneider Electric, globální specialista na energetický management, podniká ve více než sto zemích. Nabízí integrovaná řešení v různých segmentech trhu. Zaujímá přední pozici v oblastech správy energie a infrastruktury, automatizovaných systémů pro budovy, datová centra a sítě. Silnou pozici zaujímá také v oblasti domovních elektroinstalací. Firma má více než 100 tisíc zaměstnanců. V roce 2010 dosáhla obratu 19,6 miliardy eur.