Skip to main content
Новости

Охлаждение центров обработки данных масштаба “периферия” (edge): это стоит обдумать

Джон Бенсон, директор по технологиям и решениям; Джек Колар, вице-президент по продажам; и старший инженер по проектам Абхишек Банерджи из TAS Energy, выделяют несколько подходов к регулированию температуры в центрах обработки данных: от привычных охладительных систем (“direct expansion”) до схем “естественного” охлаждения (приточной вентиляции).

Положение дел

Визионеры индустрии предсказывали, что 2020 год принесет нам высокотехнологичный мир данных: повсюду 5G, потоковое видео с разрешением 8K, миллиарды взаимосвязанных устройств в огромном Интернете вещей, беспилотные автомобили и многое другое.

Вместе с высокотехнологичным миром данных возрастет потребность в десятках тысяч небольших периферийных центров обработки данных (“edge data center”). Прогнозируемый спрос вызвал спешку с выводом на рынок продуктов для периферийных ЦОДов.

В процессе создания масштабных дата-центров необходимо продумать многие элементы до мельчайших деталей: как гибко подстраиваться под широкий спектр требований к плотности мощности, как спланировать отказоустойчивое решение по распределению мощности, как разработать эффективную систему охлаждения, как обеспечить эргономичную эксплуатацию и обслуживание систем центра обработки данных и многое другое.

В противовес этому, при создании периферийного центра обработки данных эти вопросы решают самыми простыми и очевидными способами. И меньше всего думают над системой охлаждения оборудования.

Для большого центра обработки данных может быть предусмотрено 10 и более различных решений по охлаждению, а для периферийного считают достаточным и одного . Чаще всего, система охлаждения появляется на поздних этапах разработки, поэтому в большинстве случаев используются решения “навесного” типа (“attachment” type), а не решения “интегрированные” (“integrated” type).

Direct Expansion (DX) – распространенное решение

Наиболее распространенным решением охлаждения для периферийных центров обработки данных являются DX-системы (способ охлаждения, когда во внутренний блок подается жидкий фреон, в испарителе отдающий холод внутреннему воздуху). Это решение для охлаждения может иметь различные форм-факторы: от высокопроизводительного блока CRAC (“computer room air conditioning”) до простого домашнего кондиционера. Преимущества подхода: сравнительно низкие капитальные затраты, работает практически в любом климате, не использует воду, его может обслуживать и поддерживать практически любой провайдер. Но DX-система имеет несколько недостатков: у нее самый низкий КПД (PUE = 1,25–1,50+), система не приспособлена для увеличения нагрузки (блок на 10 кВт всегда будет блоком на 10 кВт) и занимает много места.

Значение периферийных центров обработки данных, охватывающих диапазон от 10 кВт до 10000 кВт, растёт. Без эффективной, отказоустойчивой и гибкой системы охлаждения теперь никак не обойтись. 

Вместе с ростом важности этих ЦОДов встают новые вопросы:

  • Будет ли периферийный ЦОД укомплектован персоналом или нет?
  • Какие решения по охлаждению могут поддерживаться квалифицированным обслуживанием на месте?
  • Какой уровень гибкости требуется для средней и концентрированной удельной мощности?
  • Как может увеличиться нагрузка на ЦОД? За какой период и на сколько она может вырасти?
  • Какая операционная эффективность требуется?

Вопросы указывают направление для размышлений о системе охлаждения, значение которой растёт и будет расти.

Chilled Water Distributed Solution (CW) – распределенное решение с охлажденной водой

Если в ЦОДе есть ITE (“information technology equipment”) со средней плотностью мощности 10+ кВт, такой центр будет лучше обслуживаться с помощью CW-системы. Это решение обеспечивает гораздо большую гибкость в удовлетворении разнообразных требований к нагрузке (PUE = 1,10–1,20).

Распределенные системы более затратны, но с их помощью повышается отказоустойчивость. Распределенное решение способно легко адаптироваться к изменениям в потребностях без переустановки всей системы охлаждения. В CW-системе блок мощностью 10 кВт может быть модифицирован для увеличения мощности до необходимых 15 кВт или 20 кВт без полной замены.

Распределенная система может масштабироваться постепенно, параллельно с ростом нагрузки на ЦОД. Дополнительные блоки могут быть подключены и в случае необходимости увеличить отказоустойчивость системы охлаждения.

«Бесплатное» охлаждение?

Достаточно популярное решение для крупных дата-центров – “естественное” охлаждение с использованием прямоточного окружающего воздуха. Это решение часто сочетается с охлаждением на водной основе, когда окружающий воздух слишком теплый. Использовать этот метод – хорошая идея для периферийного дата-центра, расположенного в прохладном или засушливом климате.

Важно понимать, что «естественное» охлаждение – это вариант не с нулевым потреблением энергии, а только со сравнительно небольшим. Кроме того, «естественное» охлаждение приведет к возникновению новых проблем: нужна фильтрация воздуха, который может быть загрязнен пыльцой, пылью и пр. 

High-Density Liquid Cooling – Охлаждение с помощью жидкости с высокой плотностью

Вычислительные решения, требующие сверхвысокой плотности мощности и размещения оборудования, обещают стать более распространенными в ближайшем будущем. И для этого потребуются  дата-центры, способные охлаждать массивы стоек с ITE (information technology equipment) мощностью 40, 80 или 200 кВт. 

Необходимо внедрение передовых технологий охлаждения. Два примера охлаждения “прямо-на-кристалл” (“direct-to-chip”):

  • хладагент, вода или непроводящая жидкость подается по трубкам непосредственно в корпус сервера 
  • система полного погружения, при которой серверы помещаются в ванну с непроводящей жидкостью.

Технологии уже были опробованы в периферийных центрах обработки данных и показали высокую эффективность (PUE = 1,05 и ниже).

Глобальная пандемия 2020 года вынудила нас “сидеть дома”. Эта перемена потребует большего количества данных “ближе к дому”, что увеличит количество периферийных центров обработки данных. Нам нужно сосредоточиться не только на обеспечении низкой задержки, но и на более высокой надежности “соседских” систем. Решения по охлаждению для периферийных ЦОДов требуют тщательного рассмотрения, чтобы все в нашем новом «домашнем» мире было безупречно.

#охлаждениеЦОД #периферийныеЦОДы

Источник: https://datacenterfrontier.com/cooling-edge-data-centers