Transcript APC presentation

Тенденции развития инженерных
инфраструктур ЦОД:
Энергоэффективные
решения
Александр Саванович
Территориальный менеджер
APC by Schneider Electric
Республика Беларусь
© 2009 APC by Schneider Electric
Общие тенденции рынка ЦОД
Connectivity
Облака
Apple Apps !
VIDEO
Доступность
Relative Customer Value
бизнеса
Network Economy
данных
оборудования
Бизнес & Социальные сети
2000
© 2009 APC by Schneider Electric
Защита
Защита
2002
2004
2006
2008
Mail
2012
Тренды: значимость ЦОД для бизнеса
© 2009 APC by Schneider Electric
Обобщенная модель ЦОД:
+ СТАНДАРТИЗАЦИЯ
+
+
Плотность мощности
ГИБКОСТЬ
Управление
+ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
Инвестируй по
мере роста
«Бесшовный» ЦОД
+
Оптимальные показатели CapEX и OpEX,
при заданных инженерных характеристиках
© 2009 APC by Schneider Electric
PUE
- Power Usage Effectiveness
PUE: Энергоэффективность
- Коэффициент
энергоэффективности
Потери в инженерных подсистемах
… что повышает общий «КПД» ЦОД
Чем меньше
здесь…
Data centre
Power
IN
… Тем
меньше
ЗДЕСЬ:
PHYSICAL
INFRASTRUCTURE
power consumed
Power IN
to data center
to IT
power consumed
Power
to IT
Physical
Infrastructure
© 2009 APC by Schneider Electric
IT LOAD
Power
«КПД» инженерных подсистем
ЦОД
IT load
5 основных принципов PUE
1
2● Сравнивать PUE очень сложно
● PUE – это результат вычисления
вычисление будет корректным, если используются стандартизированные методы расчета
сравнение PUE сильно зависит от принятых допущений
● Центральные инженерные системы здания должны
учитываться при расчете PUE
3
4
Необходимо понимание их влияния на инженерные системы ЦОД
● Надежность ухудшает PUE
Степень резервирования систем электропитания и охлаждения ухудшает PUE
вследствие уменьшения уровня загрузки резервируемых устройств
за электричество и энергоэффективность (PUE) –
5● Счет
разные понятия
Различные методы построения ЦОД могут улучшить один показатель, ухудшив при этом
другой
Необходимо сравнивать “яблоки с
яблоками” и учитывать скрытые потери
© 2009 APC by Schneider Electric
“Дьявол кроется в деталях”
Попростому
для
получения
полной
=
Коэффициент PUE показывает сколько
дополнительной энергии
(“электрические потери”) требуется для
охлаждения, электропитания и защиты
ИТ-нагрузки
Чем НИЖЕ, тем лучше. Идеально =1
● Что включено в расчет? (И что не включено)
картины
● Среднегодовой или единовременный?
нужно
учитывать
много
фактов…
● Уровень загрузки ЦОД? (при малых нагрузках PUE ухудшается)
● Географическое расположение ЦОД? (например, возможность
“фрикулинга”)
Сравнивая PUE, убедитесь, что вы
сравниваете “яблоки с яблоками”
© 2009 APC by Schneider Electric
PUE 1.05? … В погоне за цифрами
1 МВт ЦОД при нагрузке 100%
PUE 1.05
(
50 кВт на инфраструктуру
PUE
1.05
=
1050
Подводимая
мощность
1000
ИТ-нагрузка
)
Что нужно сделать, чтобы получить всего 50 кВт потерь?
Пошаговая модернизация инженерной инфраструктуры
Действие
Традиционная инфраструктура
кВт потерь
PUE
520
1.52
ЦЕЛЬ:
50 кВт потерь
Потери
PUE
2.000
2.00
PUE
Примечание: Это достаточно общий анализ.
«Скрытые» потери делают снижение
потерь до 50 кВт более затруднительными
© 2009 APC by Schneider Electric
1.875
1.750
1.75
1.625
1.50
1.500
1.375
1.250
1.25
1.125
1.00
1.000
0%
0%
Традиционная
инфраструктура
520 кВт
Полная нагрузка (лучший случай)
PUE
20%
20%
40%
40%
60%
60%
80%
80%
% IT Load
ИТ-нагрузка
1.52
100%
100%
PUE 1.05? … В погоне за цифрами
1 МВт ЦОД при нагрузке 100%
Пошаговая модернизация инженерной инфраструктуры
Действие
Традиционная инфраструктура
Без чиллера, 100% фрикулинг
кВт потерь
PUE
520
330
1.52
1.33
ЦЕЛЬ:
50 кВт потерь
330 кВт
Потери
PUE
2.000
2.00
PUE
© 2009 APC by Schneider Electric
1.875
1.750
1.75
1.625
1.50
1.500
1.375
1.250
1.25
1.125
1.00
1.000
0%
0%
Без чиллера, 100%
фрикулинг
Полная нагрузка (лучший случай)
PUE
20%
20%
40%
40%
60%
60%
80%
80%
% IT Load
ИТ-нагрузка
1.33
100%
100%
PUE 1.05? … В погоне за цифрами
1 МВт ЦОД при нагрузке 100%
Пошаговая модернизация инженерной инфраструктуры
Действие
Традиционная инфраструктура
Без чиллера, 100% фрикулинг
ИБП в байпасе, распределение 400 В
кВт потерь
PUE
520
330
220
1.52
1.33
1.22
ЦЕЛЬ:
50 кВт потерь
Потери
220 кВт
PUE
2.000
2.00
PUE
© 2009 APC by Schneider Electric
1.875
1.750
1.75
1.625
1.50
1.500
1.375
1.250
1.25
1.125
1.00
1.000
0%
0%
ИБП в байпасе,
распределение 400 В
Полная нагрузка (лучший случай)
PUE
20%
20%
40%
40%
60%
60%
80%
80%
ИТ-нагрузка
1.22
100%
100%
PUE 1.05? … В погоне за цифрами
1 МВт ЦОД при нагрузке 100%
Пошаговая модернизация инженерной инфраструктуры
Действие
Традиционная инфраструктура
Без чиллера, 100% фрикулинг
ИБП в байпасе, распределение 400 В
Без ИБП, теплопередача «воздухвоздух»
кВт потерь
PUE
520
330
220
1.52
1.33
1.22
140
1.14
ЦЕЛЬ:
50 кВт потерь
Потери
140 кВт
PUE
2.000
2.00
PUE
© 2009 APC by Schneider Electric
1.875
1.750
1.75
1.625
1.50
1.500
1.375
1.25
1.250
1.125
1.00
1.000
0%
0%
Без ИБП,
теплопередача
«воздух-воздух»
Полная нагрузка (лучший случай)
PUE
20%
20%
40%
40%
60%
60%
80%
80%
ИТ-нагрузка
1.14
100%
100%
PUE 1.05? … В погоне за цифрами
1 МВт ЦОД при нагрузке 100%
Пошаговая модернизация инженерной инфраструктуры
Scenario
Традиционная инфраструктура
Без чиллера, 100% фрикулинг
ИБП в байпасе, распределение 400 В
Без ИБП, теплопередача «воздухвоздух»
Свободная подача воздуха
kW losses
PUE
520
330
220
1.52
1.33
1.22
140
1.14
50
1.05
ЦЕЛЬ:
50 кВт потерь
Потери
50 кВт
PUE
2.000
2.00
PUE
© 2009 APC by Schneider Electric
1.875
1.750
1.75
1.625
1.50
1.500
1.375
1.25
1.250
1.125
1.00
1.000
0%
0%
Свободная подача воздуха
Полная нагрузка (лучший случай)
PUE
20%
20%
40%
40%
60%
60%
80%
80%
ИТ-нагрузка
1.05
100%
100%
PUE меньше 1.10? НЕРЕАЛЬНО для ОБЫЧНЫХ ЦОД в
обычном месте и с ОБЫЧНЫМ бюджетом
Передовые ЦОД могут показать впечатляющие
результаты, но они имеют ресурсы и гибкость,
доступные не всем:
• Выбор места строительства ЦОД (для оптимизации «Фрикулинга»)
• Зеркальные ЦОД (отказ оборудования становится не критичным)
• Нестандартные сервера (например,
БЕЗ ИБП
NEBS carrier-grade), способные выжить
без резервирования
в спартанских условиях
Только “Фрикулинг”
И…
свободная подача воздуха
• Огромный бюджет на НИР и НИОКР для внедрения «зеленых»
технологий!
В обычных ЦОД подобные решения применяются
крайне редко
© 2009 APC by Schneider Electric
Стандартизация расчета
Индустрия шагает вперед…
● Построение энергоэффективного ЦОД - это
уникальный процесс, стандарты
построения таких ЦОД еще не установлены
● Стандарты PUE разрабатываются и
устанавливаются ведущими организациями
индустрии
● В Информационных Статьях подробно
рассматриваются методы расчета PUE
APC Инф.
Статья #158
A Standard
Method
for Calculation of
Data Center
Efficiency
Стандартизация расчета позволяет быть
уверенным, что мы сравниваем “яблоки с яблоками”
© 2009 APC by Schneider Electric
Как повысить энергоэффективность ЦОД?
Цель: Снизить PUE с 2.13 до 1.46
Как достичь: оптимизировать систему электропитания и охлаждения
Динамический контроль
систем охлаждения
Переход от периметрального к внутрирядному
и внутристоечному охлаждению
(VFD вентиляторы, насосы,
чиллеры)
32% от общего потребления
снижение PUE на 0.24
10% от общего потребления
снижение PUE на 0.07
415/240 V
безтрансформаторная
схема распределения
(NAM) – не учитываем
10% от общего потребления
снижение PUE на 0.07
Повышение КЛД ИБП
16% от общего потребления
снижение PUE на 0.12
2.13
Вся диаграмма
представляет полное
увеличение PUE, о
котором мы говорим
Каждый «кусок пирога»
это относительный
вклад в улучшение PUE
Соразмерная с нагрузкой
инфраструктура: модульные системы
охлаждения и электропитания
Системы естественного охлаждения
16% от общего потребления
снижение PUE на 0.12
16% от общего потребления
снижение PUE на 0.12
© 2009 APC by Schneider Electric
PUE
В среднем по действующим ЦОД
1.46
стратегия зонирования
Построение локальных зон на основе текущих требований ИТ
Пример построения ЦОД
• Высоконагруженные зоны
• Зоны размещения основного
оборудования
Зоны повышенной готовности
(т.е. повышенного резервирования)
© 2009 APC by Schneider Electric
InfraStruxure Operations Management Pack
для VMware vSphere
VMware vCenter
размещение +
электропитание
ISX Operations
= impact analyzer
Management
Pack
Monitoring software
(ISX Central)
VMware vSphere
Rack 1
Server
UPS a
© 2009 APC by Schneider Electric
UPS b
Virtual job
Rack 2
НаOperations
основе данных
системы анализа
ISX
регистрирует
сигналы
ISX
Operations
общается
с Virtual
Система
инфраструктуры
мониторинга
ответственные
выдает
сигнал
тревоги
и анализирует
их влияние
на
Питание
ИБП от батарей
Machine Manager
через SCOM
PRO Pack
виртуальные
машины
тревоги
переведены
на
ИТ-оборудование.
безопасные хост-серверы
Пример
Энергоэффективного ЦОД
● Бельгия
● 5 МВт подведенной мощности
● 4,5 МВт полезной мощности
● Фрикулинг
● PUE = 1.06 – разгадка фокуса на следующем слайде
● ИБП Symmetra PX 500
● Стойки АРС
● Внутрирядные кондиционеры АРС
© 2009 APC by Schneider Electric
© 2009 APC by Schneider Electric
© 2009 APC by Schneider Electric
© 2009 APC by Schneider Electric
© 2009 APC by Schneider Electric
Резюме
● Понимание эффективности

● Заявления о супернизких значениях PUE становятся все более частыми,
но многие из них основаны на неполной информации и не применимы
для всех ЦОД
● Включенные и не включенные элементы могут существенно
влиять на PUE – всегда “сравнивайте яблоки с яблокам”
● Снижение PUE не самоцель – не забывайте про общее потребление
электроэнергии!

Выбор стратегии измерения PUE
● Ручной или автоматический
● Более дешевый или более точный
● Subsystem breakdown
● Способы оптимизации

● Применение внутрирядного охлаждения
● Модульные технологии электропитания и охлаждения
● Применение систем контроля, анализа и свободных ресурсов ЦОД
● Применение масштабируемых систем
● Зонирование нагрузки в ЦОД
© 2009 APC by Schneider Electric
Спасибо за внимание!
© 2009 APC by Schneider Electric