Небрежное тестирование систем тепловыделения и охлаждения может стоит дата-центру миллионы

12 января 2015 г. | Вольфенден Дейв | Категория: Обсуждаем статью

Строите ли вы новый ЦОД или модернизируете существующий – выбирая неправильный баланс тепловыделения и охлаждения, вы выбросите деньги на ветер. Проблема для многих строителей и модернизаторов заключается в том, что они не имеют ни малейшего представления о реальной тепловой нагрузке своего объекта. В результате они проводят ограниченное тестирование, которое зачастую плохо организовано,  а в итоге за все платит клиент.

Что можно предпринять, чтобы тестирование тепловой нагрузки стало более эффективным и позволило бы сократить затраты на охлаждение? Дейв Вольфенберг, директор компании Mafi Mushkila, дает свои рекомендации.

Тестирование должно основываться на реальных показателях

Одна из главных задач тестирования – создать имитацию условий конечного использования продукта. Неважно, идет ли речь об автомобиле, стиральной машинке, ноутбуке или дата-центре. Если тестирование не привязано к реальности, то вы напрасно потратите не только деньги и время, но и создадите ложное впечатление о его эффективности, тем самым полностью выводя из поля зрения будущие потери.

Один из распространенных способов тестирования в дата-центре – это размещение на объекте источника тепла. В этом нет никакой ошибки – при условии, однако, то это делается в условиях, приближенных к реальной среде. Например, установление источника тепла мощностью 20 кВт, 40 кВт, 60 кВт или выше, - вполне неплохой способ выяснить, с какой нагрузкой справится система охлаждения. Однако, если кроме источников теплового излучения другого оборудования в помещении нет, то тестируется лишь способность систем справиться с точками тепловыделения, а не с нормальной рабочей нагрузкой IT-систем.

От конечного пользователя-клиента, как правило, почти невозможно выудить информацию об ожидаемой нагрузке внутри дата-центра. Цифры, включаемые клиентами в свои спецификации, - это оценочные догадки, а не реальные подсчеты. А учитывая сроки строительства современных ЦОДов, вполне может статься, что первоначальное оборудование, изначально планировавшееся к установке, к концу строительства меняется на более современное.

Решением может стать требование к клиенту предоставить спектр параметров для каждого серверного зала и дать ожидаемые максимальные, средние и минимальные значения нагрузки, а также, если возможно, описать тип устанавливаемых систем. Последнее позволит установить варианты источников тепловыделения в ЦОДе, которые позволят максимально точно сымитировать потенциальное излучение, производимое работающим оборудованием дата-центра.

Как сделать тестирование более эффективным

Есть ряд приемов, которые позволят сделать тестирование более эффективным как для нового ЦОДа, так и для целей модернизации старого. Главное – установить в зале модели инфраструктуры и нагрузки и сконфигурировать их так, чтобы они как можно более приближались к реальным условиям эксплуатации.

Десять приемов для повышения эффективности тестирования:

• Стойки и электротехнические короба – это минимум требуемого оборудования. Для того чтобы сделать тестирование короба более эффективными, отклейте изоляцию короба в нескольких местах для имитации разной плотности нагрузки кабеля.
• Убедитесь, что стойки хорошо изолированы для предотвращения смешивания воздуха. Конфигурация стоек должна быть максимально приближена к требованиям конечного пользователя.
• Поскольку не все элементы инфраструктуры будут размещаться в стойках, следует добавить компоненты для имитации всех типов оборудования, которые обычно располагаются в ЦОДе.
• Убедитесь, что вы учли планируемое расположение входящего и выходящего воздуховодов, а также все варианты взаимного влияния потоков воздуха.
• Разместите в каждой стойке и в каждом проходе по нескольку датчиков, чтобы получить максимально детализированную информацию о состоянии воздуха от пола до потолка.
• Используйте множественные тепловые эмуляторы для каждой стойки и размещайте их в точке планируемой нагрузки. Например, если в стойке будет размещено несколько коммутаторов, расположенных наверху, поместите эмулятор именно там. Аналогичным образом, если у вас будут блейд-серверы, выделяющие много тепла внизу, поместите тепловой эмулятор снизу стойки.
• Не тестируйте объект с единственным вариантом тепловой нагрузки. Меняйте нагрузку от различных эмуляторов по всем стойкам в течение дня, чтобы создать имитацию нормально работающей вычислительной нагрузки.  Сфокусируйтесь на крайних ситуациях, таких как пиковая нагрузка и время резервирования, когда системы бывают в состоянии высокой стрессовой нагрузки.
• Если вы проектируете или модернизируете множество серверных залов, приобретите передвижные стойки, в которых вы будете крепить тепловые эмуляторы. Учитывая, что обновление аппаратной части происходит раз в три-пять лет, а дата-центр живет порядка 25 лет, имеет смысл потратиться на вспомогательное оборудование для будущих программ модернизации.

Вычислительная аэродинамика

Наймите специалиста по вычислительной аэродинамике (computational fluid dynamics - CFD), или обучите кого-то из персонала этой специальности. Такой специалист сможет видеть, как идут потоки воздуха по мере изменения тепловой нагрузки. Эта информация позволит быстро обнаружить зоны риска повышенной температуры и поможет вам скорректировать карту размещения оборудования: где можно, а где нельзя размещать элементы с высокой тепловой нагрузкой.

Убедитесь, что вы создали таблицу базовых версий для различных типов тестовой нагрузки. Эту таблицу можно будет использовать в дальнейшем для сравнения результатов тестов и реальных показателей датчиков после начала эксплуатации ЦОДа.

Привлечение для тестирования третьих лиц

Десять приемов, описанные выше, не исчерпывают список, и выбор тех или иных из них зависит от бюджета и наличия оборудования. В большинстве случаев можно привлечь для тестирования стороннюю организацию: они привезут требуемое оборудование, чтобы тестирование было реалистичным.

Опытные вендоры смогут посоветовать каким образом создать базовые версии для различных типов рабочей нагрузки. Они также помогут создать процедуры для сравнения цифр, полученных при тестировании, с проектными нагрузками и с фактическими показаниями датчиков. Эти цифры важны не только для управления будущими затратами и повышения эффективности, но также и для выявления проблем, не относящихся к сфере IТ.

В то время как внимание к тепловыделению и охлаждению в основном проецируется на оборудование, устаревшие практики администрирования здания – такие как использование старой или нестандартной проводки – может непропорционально снизить эффективность системы охлаждения. Хотя некоторые из этих проблем можно выявить в ходе прогулки по дата-центру, все-таки важно потратиться на датчики, которые покажут повышенную температуру, и регулярно использовать средства вычислительной аэродинамики для тестирования движения воздуха, особенно если ваша инфраструктура находится под полом или за потолочным покрытием.

Заключение

Задача создать действительно работающую среду для тестирования тепловыделения и охлаждения не столь сложна, однако она требует планирования. Главный вопрос зачастую сводится к коммуникации между конечным пользователем-клиентом и подрядчиком-строителем, а также тестирующей командой. Во многих случаях на деле коммуникация по вопросам будущей эксплуатации отсутствует, несмотря на положения контракта и подробную регламентацию сдачи-приемки.

Одна из причин этого заключается в том, что команда строителей ЦОДа не имеет никакого отношения к IT. Все еще существует разрыв между управляющими зданием и специалистами IT. Этот разрыв и создает воронку ненужных затрат. Вторая причина – коммерческая: будущие хозяева ЦОДа не хотят, чтобы их конкуренты могли получить подробности о технических параметрах их объекта.

Независимо от этих причин, и клиенты, и подрядчики должны задуматься и заняться решением проблемы неэффективного тестирования. Задача не является непосильной, и при этом помогает сэкономить на электроэнергии и улучшить показатели компании для экологического аудита.

Теги: Тестирование, Тепловыделение, охлаждение