PUE
реклама
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
