روندهای مرکز داده: افزایش چگالی توان
در سطح طراحی مرکز داده ، یک روند مهم بهبود چگالی توان است.با توجه به محدودیت های فضای مرکز داده ، این مرکز باید برای مقابله با افزایش تقاضا و هزینه برق ، کارآمدتر عمل کند.بدیهی است که سرمایه گذاری منابع بیشتر در هر قفسه یک راه حل بسیار کاربردی است.با این حال ، افزایش تراکم قدرت علاوه بر مزایای ذاتی ، مشکلات و چالش هایی را نیز به همراه دارد که باید برای برخی از اپراتورهای مرکز داده حل شود.
روند چگالی توان
چگالی توان پایین اغلب با راندمان پایین برابر است.چنین منابع فضایی ارزشمندی تنها توسط منابع کمی از تجهیزات فناوری اطلاعات مصرف می شود و همچنین نیاز به هزینه بیشتری برای نگهداری تجهیزات دارد.بن کوگلین ، مدیر مالی و یکی از بنیانگذاران colovore ، ارائه دهنده میزبانی با تراکم بالا در سانتا کلارا ، خاطرنشان می کند: "در حال حاضر ، قفسه هایی که توسط مشتریان مراکز داده معمولی مستقر می شوند حدود 8-12 کیلو وات در هر قفسه هستند. اگرچه تراکم مورد نیاز برخی از مراکز داده بالاتر هستند ، پدیده نزدیک به 20 کیلو وات هنوز در بیشتر برنامه های فشرده برای تجزیه و تحلیل و پردازش داده های بزرگ نادر است. در عین حال ، هنوز مراکز داده معمولی در برخی مناطق ساحلی در ایالات متحده وجود دارد. 4 - 5 کیلو وات (که 10 سال پیش تجدید نظر شد). "
در فضای مدیریت شده ، هزینه پشتیبانی از چگالی توان کم بسیار گران است ، زیرا ممکن است از فضای قفسه ای که به طور کامل اجاره شده است به دلیل نبود منبع تغذیه کافی استفاده نشود.اگرچه تعداد زیادی از تجهیزات روی قفسه مجهز شده اند ، اما ظرفیت زیرساختی فضای مدیریت شده مطابقت ندارد."مشتریان می توانند به راحتی 8 تا 10 کیلو وات در هر رک بر روی زیرساخت سرور موجود خود مستقر کنند ، اما از آنجا که اکثر مراکز داده فقط برای پشتیبانی از 4-5 کیلو وات طراحی شده اند ، باید عملیات تجهیزات نیمه قفسه را در رک ها پیاده سازی کنند ، در غیر این صورت نمی توانند خنک کننده را به خوبی اجرا کنند. اما مشتریان هزینه کل قفسه را پرداخت کرده اند ، حتی اگر از منابع نصف رک استفاده کنید. این بدون شک اتلاف است. "
یکی از بارزترین محدودیت ها در چگالی توان ، زیرساخت های توزیع است.هر دو منبع تغذیه ارائه شده توسط دستگاه و سطح امکانات پشتیبان در مرکز داده بر چگالی توان تأثیر می گذارد.به ازای هر وات توان ارائه شده توسط دستگاه ، مرکز داده باید دارای یو پی اس و ژنراتور دیزلی کافی باشد تا در صورت قطع برق ، ظرفیت عملکرد خود را حفظ کند.البته ، کابل ، واحدهای توزیع برق (PDU) و غیره نیرو را برای قفسه های ویژه تأمین می کند.کوگلین خاطرنشان کرد: "اکثر مراکز داده قدرت چندانی برای تأمین امکانات خود ندارند ، بنابراین امیدوارند منابع بیشتری از شرکت های برق عمومی دریافت کرده و زیرساخت های اصلی خود (زیرساخت های الکتریکی و مکانیکی ، ژنراتورها ، تجهیزات توزیع نیرو و غیره) را توسعه دهند. در مرکز داده هزینه های زیادی صرف می شود. بنابراین ، دریافت قدرت و هزینه بیشتر دو متغیر مهم برای مرکز داده است. "
اما شاید نیاز مبرم به مرکز داده خنک کننده باشد: هر وات توان مصرفی تجهیزات یک وات گرمای اضافی تولید می کند ، که باید برای حفظ دمای کار مورد نیاز مرکز داده حذف شود.این همچنین بزرگترین چالشی است که مرکز داده امیدوار است از آن جلوگیری کند در صورتی که قصد ندارد تجهیزات را در ابتدا با چگالی بیشتری قرار دهد.کوگلین می گوید: "با افزایش تراکم در سطح رک مرکز داده ، سرورها ناگزیر گرمای بیشتری تولید می کنند ، بنابراین خنک سازی بیشتر نیز ضروری است.""زیرساخت های خنک کننده بسیار گران است ، اما بزرگترین چالش ممکن است ناشی از تغییر دیتاسنترهای قدیمی باشد. اکثر این دیتاسنترهای قدیمی سقف کمی در مرحله اولیه ساخت دارند. در بسیاری از موارد ، هیچ راه ساده ای برای افزایش تراکم وجود ندارد. روشهای کمی به جز تخریب وجود دارد ، اما این کار برای مراکز داده بسیار مشکل است ، به ویژه هنگامی که هنوز میزبان برخی از مشتریان است. "
متأسفانه ، برای شرکتهای سنتی مرکز داده ، تبدیل مرکز داده آنها به یک مرکز داده با تراکم بیشتر به این معنی است که امکانات مرکز داده آنها از پتانسیل عملی کمی برای ادامه قدرت محاسباتی برخوردار است مگر اینکه منتظر بهبود قانون نیمه هادی مور باشیم.با این حال ، این روش نیاز به خرید تجهیزات جدید فناوری اطلاعات ، فناوری فرآیند بهتر دارد و با پیشرفت مداوم قانون مور ، می توان به بازدهی بالاتری دست یافت که ممکن است حدود یک دهه به طول انجامد.کوگلین خاطرنشان می کند که در این مورد ، "ارائه دهندگان میزبانی تنها می توانند از" بار توزیع شده "استفاده کنند یا مشتریان را مجبور به استفاده از زیرساخت های خود در نیم قفسه کنند. با این حال ، این بدیهی است که پایدار نیست. آنها در نهایت فضا ، قدرت و منابع خنک کننده خود را تمام می کنند. همانطور که سرورهای سرویس گیرنده تازه می شوند. "
زیرساخت های یکپارچه تراکم قدرت بیشتری را به دنبال دارد
ارتقاء به تراکم بالاتر را می توان به عنوان یکپارچه سازی زیرساخت بلند مدت خلاصه کرد: اساساً بسته بندی منابع کامپیوتری بیشتر در حجم های کمتر می تواند از طریق روندهای موجود در مرکز داده ، مانند پذیرش فناوری مجازی سازی ، سرورهای تیغه ای و سرورهای خرد انجام شود.کوگلین گفت: "ادغام زیرساخت ها" نقش بسیار مثبتی در کارآیی عملیاتی مرکز داده ایفا می کند. "" زیرا اندازه فیزیکی استقرار آن کوچکتر است ، اختیارات مدیریتی مدیران فناوری اطلاعات محدودتر است. هنگامی که تعداد سرورها کاهش 30 تا 50 درصدی ، صرفه جویی در کل قدرت معنادارتر خواهد بود. "
این رویکرد با هدف کاهش قدرت کل مرکز داده با افزایش قدرت در سطح قفسه (این مزیت دوگانه دارد زیرا نیازهای خنک کننده را نیز کاهش می دهد)."در واقع ، تقاضای برق هر سرور بسیار افزایش یافته است ، اما در کل ، کل قدرت را می توان کاهش داد زیرا سرورهای کمتری مورد نیاز است. به همین دلیل است که مراکز داده با تراکم بالا بسیار مهم شده اند. آنها کلید یکپارچه سازی تمام زیرساخت ها. سرورهای امروزی به راحتی می توانند از 500 کیلووات به 500 وات تا 1 وات در واحد رک برسند! "
اتلاف گرما ناشی از چگالی بالا
البته با چگالی بالا می توان به بازدهی بالاتری دست یافت.هر قفسه تا آنجا که ممکن است تجهیزات زیادی را در خود جای داده است تا به مرکز داده در هزینه ، فضای کف و حل مشکلات مدیریت تا حد امکان کمک کند.اما چیزهای خوب باید سنجیده شوند: در این حالت ، مشکلات خنک کننده ایجاد می کند.استقرار با چگالی کم معمولاً از خنک کننده هوا استفاده می کند و در بیشتر مناطق با این حال ، با افزایش چگالی توان در مرکز داده ، خنک کننده هوا ممنوع و گران می شود.
در مقایسه با منبع خنک کننده مستقیم توزیع شده ، راه حل تولید گرما بیشتر شبیه به ارائه منبع نقطه ای است: تولید گرما به دلیل سطح رک ، سرور و حتی پردازنده است."به نظر می رسد که ظرفیت پردازش سطح تراشه سرور به طور مداوم در حال افزایش است ، اما در برخی مواقع ، آنها نیاز به خنک کننده داخلی دارند و بلافاصله خنک کننده را در نزدیکی سرور اجرا می کنند تا از افزایش بیش از حد گرما جلوگیری شود."بنابراین ، خنک کننده هوا فقط برای یک نقطه ممکن است هنوز کافی نباشد.برای تأمین ظرفیت خنک کننده بیشتر باید از منابع آب (یا مایعات دیگر) استفاده کرد.با این حال ، باید بخشی از ظرفیت تحویل زیرساخت را فدا کند و برخی مشکلات در بهبود اجرا وجود دارد ، مانند جداسازی شدید آب خنک کننده از قطعات الکترونیکی تجهیزات.
استقرار محلول خنک کننده مبتنی بر آب ممکن است برخی مشکلات را ایجاد کند ، به ویژه برای مراکز داده قدیمی ، و زیرساخت های موجود باید تغییر کند.با این حال ، برای تأسیسات جدیدی که می توانند چگالی توان را افزایش دهند ، محلول خنک کننده مبتنی بر آب می تواند ظرفیت خنک کننده را در هر کجا که نیاز است ارائه دهد ، نه فقط برای ثابت نگه داشتن کل اتاق. دما برای اطمینان از دمای کارکرد کلی سرور به اندازه کافی پایین است. فضا.طرح هایی مانند کانال گرم / کانال سرد می توانند فضای مانور را برای هوای خنک کننده فراهم کنند ، اما این طرح محدودیت هایی نیز دارد.سرانجام ، با بهبود مداوم الزامات چگالی بالا مرکز داده ، فناوری خیساندن ممکن است به یک فناوری ضروری تبدیل شود.در حال حاضر برخی از شرکتها محصولات و بسته هایی را در این زمینه ارائه می دهند. این شامل سیال غیر رسانا و ورودی مایع خنک کننده به شاسی سرور است.
بازده چگالی بالا
برای مشتریان ، اعم از مشتریان خدمات مدیریت شده یا اپراتورهای مرکز داده ، تراکم بالا می تواند بازدهی مهم و پردرآمدی را از نظر هزینه کل مالکیت (TCO) برای آنها فراهم کند.کوگلین می گوید: "هنگامی که یک شرکت می تواند زیرساخت فناوری اطلاعات خود را در سرورهای مجازی تیغه ادغام کند ، می تواند بلافاصله بیش از 20 تا 30 درصد از هزینه های عملیاتی خود و 4-5 کیلووات استقرار قدیمی در هر رک را ذخیره کند. این تا حد زیادی به دلیل صرفه جویی در هزینه برق مورد نیاز برای قرار دادن سرورها در کابینت ماهانه و کاهش هزینه اتصال متقاطع و سوئیچ های رک بالا. "برای مشتریان خدمات مدیریت شده و اپراتورهای مرکز داده ، این بدان معناست که فضای موجود رک های موجود را بیشتر گسترش دهید ، مشکل و هزینه ساخت یک مرکز داده جدید را نشان دهید و مزایای آن صرفه جویی مستقیم در هزینه ها نیست.
برای آن دسته از شرکت هایی که می خواهند ساختمانهای قدیمی مرکز داده خود را حفظ کرده یا از مسیر میزبانی استفاده کنند ، با افزایش قیمت انرژی و افزایش تقاضای خدمات فناوری اطلاعات ، باید کارآیی خود را افزایش داده و در زمین و فضای ذخیره سازی صرفه جویی کنند.بنابراین ، اجرای توان با چگالی بالا در مراکز داده یک روند عمده است ، اما یک چالش نیز محسوب می شود: بسته بندی ظرفیت بیشتر در قفسه ها باید ساخته شود. تجهیزات توزیع برق ، زیرساخت های پشتیبان و ظرفیت خنک کننده نیز باید پشتیبانی استقرار مربوطه را ارائه دهند. برای حفظ دمای عملکرد مدیریتاگرچه ممکن است روش خنک کننده در حال حاضر متداول نباشد ، اما با خنک شدن تدریجی روش خنک کننده هوا در محیط های با چگالی بالا رایج خواهد شد.با این حال ، چه از خنک کننده بیش از حد هوا تا چه مدت طول می کشد روش خنک کننده مایع ، و تراکم قدرت مرکز داده بدون شک همچنان در حال افزایش است ، زیرا شرکت ها در تلاش هستند تا منابع خود را به حداکثر برسانند.