В рамках программы обновления американской энергетической инфраструктуры в 2009 году министерство энергетики США выделило компании HP грант на 7,4 миллиона долларов. Задачей стало создание технологии постройки модульного дата-центра с закрытым контуром, к которому подключается вода для охлаждения и энергоснабжение. Дело в том, что широкое распространение и удешевление подобных технологий способно благоприятным образом повлиять на энергоэффективность центров обработки данных и снизить выброс углекислого газа по всему миру. Решение задачи было возложено на тандем HP как эксперта в области серверных технологий и компании Eaton, имеющую глубокий опыт в создании энергетических решений.
Финансирование в рамках гранта нужно потратить на разработку модуля с закрытым контуром, включающего в себя стойки для установки оборудования, систему жидкостного охлаждения и энерговводы для переменного тока.
Старт проекту был дан в феврале 2010 года, срок на разработку – 2 года. Деньги, полученные от министерства, должны покрыть 80% стоимости разработки, а остальная нагрузка ложится на плечи HP и Eaton. Выбор на HP пал неслучайно: у компании уже есть собственная модульная система охлаждения HP Modular Cooling System, и довольно короткий по меркам индустрии срок в два года в этом случае представляется вполне реальным.
С технической точки зрения МДЦ (модульный дата-центр) основывается на обкатанных технологиях и достигает желаемого эффекта не с помощью ранее не реализованных технологических ходов, а благодаря синергии технических решений. Проектируемый модуль рассчитан на 100 кВт энергоснабжения и соответствующий уровень теплоотвода. В качестве хладагента будет использоваться вода, а электрический контур рассчитан на питание высоковольтным напряжением 400-480 В. Для достижения максимальной эффективности, для питания оборудования используется постоянный ток высокого напряжения. Распределение питания жестко контролируется с целью оптимизации использования ресурсов МДЦ. Ключевые параметры здесь – распределение нагрузки в сети, требования к оборудованию, время пиковой и низкой нагрузки в зависимости от элемента, а также доступность и объем альтернативного питания (помните про солнце и ветер?). Администраторы модуля имеют в своем распоряжении средства активного перераспределения питания в зависимости от режима работы МДЦ, а все системы, естественно, снабжены интерфейсом с общей системой мониторинга питания и охлаждения, так чтобы можно было проследить весь цикл от начала до конца.
В МДЦ устанавливаются четыре, шесть или восемь стандартных 42-юнитовых стоек. Соответственно, уровень тепловыделения составляет от 12,5 кВт на стойку в компоновке с восемью шкафами до 25 кВт в варианте с четырьмя стойками. Плотность установки требует особой организации охлаждения – оно осуществляется с помощью специальной системы охлаждения, устанавливаемой в отдельную стойку в самый центр модуля. При этом модуль спроектирован таким образом, чтобы два инженера могли его полностью собрать за два дня, прибегнув к помощи энергетика и специалиста по подключению к водоснабжению.
Примечательно, что, при серьезной начинке, модуль имеет весьма гуманные габариты – 7,3 м в длину и 1,8 м в ширину при установке восьми стоек и системы охлаждения.
Ожидается, что эффективная экономия электричества составит 38% на 100 кВт, а индекс эффективности использования энергии – 1,25. У обычного современного дата-центра этот индекс имеет значение около 2, то есть, на каждый потребленный оборудованием ватт питания, дата-центр потребляет еще один ватт на охлаждение и энергоснабжение. Соответственно, с использованием МДЦ, дополнительные затраты электричества должны радикально снизиться.
По состоянию на сегодняшний день, первый этап разработки МДЦ уже завершен. Общий процесс разработки был подразделен на несколько периодов: период тестировочной оценки (evaluation), период постройки прототипа (proto) и запуска пилотного образца (pilot). В конце 2010 года HP провела тестирование образца МДЦ с четырьмя стойками. Во всех ключевых точках конструкции были установлены датчики температуры и давления для наблюдения за потоками воздуха в модуле. Для моделирования нагрузки в стойки были установлены нагревательные элементы – с их помощью удобно менять режимы работы, не перемещая туда-сюда реальное оборудование.
В данный момент процесс разработки находится в фазе Proto. В этой стадии испытания ведутся с реальным оборудованием и инженеры HP пытаются смоделировать как можно больше реалистичных ситуаций. В новых серверах постоянно увеличивается уровень тепловыделения в пересчете на юнит, особенно на фоне общего тренда к уплотнению мощностей, поэтому МДЦ должен иметь серьезный «запас плавучести»с учетом использования серверов и оборудования будущих поколений. Также один из важных факторов – глубина оборудования. Если в горячем коридоре будет недостаточно пространства для полного удаления горячего воздуха системой охлаждения, он будет рециркулировать внутри стойки, что является весьма вредным с точки зрения охлаждения серверов.
Прототип МДЦ скоро поступит в распоряжение другой команды инженеров HP, ответственных за второй этап разработки. На этом этапе тестирование будет производиться исключительно с реальным оборудованием, в частности, серверными корзинами с7000 полностью укомплектованными высокоплотными серверами серии BL. По сравнению с оценочным образцом в прототипе будет еще большее количество датчиков, также будут добавлены клапаны управления контуром циркуляции хладагента и счетчики для измерения эффективности циркуляции. Со своей стороны Eaton обязуется предоставить схему энергоснабжения напряжением 360 В.
Работы по второй фазе проектирования будут завершены в июне 2011. Собственно, проект интересен не своей полезностью министерству энергетики США, а тем фактом, что наработки в рамках создания МДЦ позволят удешевить и ускорить создание модульных дата-центров, устанавливаемых в контейнеры или ранее не полностью подходящие для размещения оборудования помещения. А это значит, что скоро дата-центры станут доступнее, проще и удобнее. В выигрыше от этого останутся все, включая производителей, пользователей, создателей приложений и всех, кому нужны серьезные мощности в надежной обвязке быстро и сравнительно доступно.
Финансирование в рамках гранта нужно потратить на разработку модуля с закрытым контуром, включающего в себя стойки для установки оборудования, систему жидкостного охлаждения и энерговводы для переменного тока.
Старт проекту был дан в феврале 2010 года, срок на разработку – 2 года. Деньги, полученные от министерства, должны покрыть 80% стоимости разработки, а остальная нагрузка ложится на плечи HP и Eaton. Выбор на HP пал неслучайно: у компании уже есть собственная модульная система охлаждения HP Modular Cooling System, и довольно короткий по меркам индустрии срок в два года в этом случае представляется вполне реальным.
С технической точки зрения МДЦ (модульный дата-центр) основывается на обкатанных технологиях и достигает желаемого эффекта не с помощью ранее не реализованных технологических ходов, а благодаря синергии технических решений. Проектируемый модуль рассчитан на 100 кВт энергоснабжения и соответствующий уровень теплоотвода. В качестве хладагента будет использоваться вода, а электрический контур рассчитан на питание высоковольтным напряжением 400-480 В. Для достижения максимальной эффективности, для питания оборудования используется постоянный ток высокого напряжения. Распределение питания жестко контролируется с целью оптимизации использования ресурсов МДЦ. Ключевые параметры здесь – распределение нагрузки в сети, требования к оборудованию, время пиковой и низкой нагрузки в зависимости от элемента, а также доступность и объем альтернативного питания (помните про солнце и ветер?). Администраторы модуля имеют в своем распоряжении средства активного перераспределения питания в зависимости от режима работы МДЦ, а все системы, естественно, снабжены интерфейсом с общей системой мониторинга питания и охлаждения, так чтобы можно было проследить весь цикл от начала до конца.
В МДЦ устанавливаются четыре, шесть или восемь стандартных 42-юнитовых стоек. Соответственно, уровень тепловыделения составляет от 12,5 кВт на стойку в компоновке с восемью шкафами до 25 кВт в варианте с четырьмя стойками. Плотность установки требует особой организации охлаждения – оно осуществляется с помощью специальной системы охлаждения, устанавливаемой в отдельную стойку в самый центр модуля. При этом модуль спроектирован таким образом, чтобы два инженера могли его полностью собрать за два дня, прибегнув к помощи энергетика и специалиста по подключению к водоснабжению.
Примечательно, что, при серьезной начинке, модуль имеет весьма гуманные габариты – 7,3 м в длину и 1,8 м в ширину при установке восьми стоек и системы охлаждения.
Ожидается, что эффективная экономия электричества составит 38% на 100 кВт, а индекс эффективности использования энергии – 1,25. У обычного современного дата-центра этот индекс имеет значение около 2, то есть, на каждый потребленный оборудованием ватт питания, дата-центр потребляет еще один ватт на охлаждение и энергоснабжение. Соответственно, с использованием МДЦ, дополнительные затраты электричества должны радикально снизиться.
По состоянию на сегодняшний день, первый этап разработки МДЦ уже завершен. Общий процесс разработки был подразделен на несколько периодов: период тестировочной оценки (evaluation), период постройки прототипа (proto) и запуска пилотного образца (pilot). В конце 2010 года HP провела тестирование образца МДЦ с четырьмя стойками. Во всех ключевых точках конструкции были установлены датчики температуры и давления для наблюдения за потоками воздуха в модуле. Для моделирования нагрузки в стойки были установлены нагревательные элементы – с их помощью удобно менять режимы работы, не перемещая туда-сюда реальное оборудование.В данный момент процесс разработки находится в фазе Proto. В этой стадии испытания ведутся с реальным оборудованием и инженеры HP пытаются смоделировать как можно больше реалистичных ситуаций. В новых серверах постоянно увеличивается уровень тепловыделения в пересчете на юнит, особенно на фоне общего тренда к уплотнению мощностей, поэтому МДЦ должен иметь серьезный «запас плавучести»с учетом использования серверов и оборудования будущих поколений. Также один из важных факторов – глубина оборудования. Если в горячем коридоре будет недостаточно пространства для полного удаления горячего воздуха системой охлаждения, он будет рециркулировать внутри стойки, что является весьма вредным с точки зрения охлаждения серверов.
Прототип МДЦ скоро поступит в распоряжение другой команды инженеров HP, ответственных за второй этап разработки. На этом этапе тестирование будет производиться исключительно с реальным оборудованием, в частности, серверными корзинами с7000 полностью укомплектованными высокоплотными серверами серии BL. По сравнению с оценочным образцом в прототипе будет еще большее количество датчиков, также будут добавлены клапаны управления контуром циркуляции хладагента и счетчики для измерения эффективности циркуляции. Со своей стороны Eaton обязуется предоставить схему энергоснабжения напряжением 360 В.
Работы по второй фазе проектирования будут завершены в июне 2011. Собственно, проект интересен не своей полезностью министерству энергетики США, а тем фактом, что наработки в рамках создания МДЦ позволят удешевить и ускорить создание модульных дата-центров, устанавливаемых в контейнеры или ранее не полностью подходящие для размещения оборудования помещения. А это значит, что скоро дата-центры станут доступнее, проще и удобнее. В выигрыше от этого останутся все, включая производителей, пользователей, создателей приложений и всех, кому нужны серьезные мощности в надежной обвязке быстро и сравнительно доступно.
