การเพิ่มประสิทธิภาพศูนย์ข้อมูล: การเจาะลึกเทคนิคการทำความเย็นแบบอิสระ

ใน บทความก่อนหน้านี้ เราได้กล่าวถึงการขยายตัวอย่างรวดเร็วของโครงสร้างพื้นฐานของศูนย์ข้อมูลและการเพิ่มขึ้นของการใช้ไฟฟ้าที่เป็นผลตามมา เนื่องจากเซิร์ฟเวอร์แปลงไฟฟ้าเป็นความร้อนระหว่างการทำงาน การจัดการอุณหภูมิที่สูงและการทำความเย็นทั้งสิ่งอำนวยความสะดวกและอุปกรณ์ของศูนย์ข้อมูลจึงกลายเป็นปัญหาอันดับหนึ่งสำหรับทีม DC

แม้ว่าวิธีการทำความเย็นแบบเดิม เช่น เครื่องปรับอากาศและเครื่องทำความเย็น จะสามารถทำความเย็นบริเวณศูนย์ข้อมูลและเซิร์ฟเวอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ต้นทุนของวิธีการเหล่านี้ยังคงเป็นข้อเสียที่สำคัญ การทำความเย็นแบบฟรีนั้นแตกต่างจากวิธีการแบบเดิมตรงที่ไม่ต้องลงทุนมาก แต่ให้ประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือในระดับเดียวกัน ในบทความนี้ ฉันจะสรุปภาพรวมโดยละเอียดของเทคโนโลยีการทำความเย็นแบบฟรี โดยเน้นที่ประโยชน์ ข้อจำกัด และข้อกำหนดในการนำไปใช้งานอย่างประสบความสำเร็จ

ฟิสิกส์ของการระบายความร้อนแบบอิสระ

เพื่อทำความเข้าใจฟิสิกส์เบื้องหลังการระบายความร้อนแบบอิสระ เราจะต้องทบทวนสูตรพลังงานความร้อนอีกครั้ง:

Q = mcΔT

ที่นี่ 'Q' แสดงถึงปริมาณความร้อนที่ได้รับหรือสูญเสีย 'm' หมายถึงมวลของตัวอย่าง (ในกรณีของเราคือมวลของอากาศในศูนย์ข้อมูล) 'c' หมายถึงความจุความร้อนจำเพาะของอากาศ และ ΔT หมายถึงความแตกต่างของอุณหภูมิ

ในศูนย์ข้อมูล แหล่งความร้อนหลักคือซีพียู โดยทั่วไปจะมีซีพียู 2 ถึง 4 ตัว โดยแต่ละตัวทำงานที่กำลังไฟประมาณ 200 วัตต์ ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ พลังงานไฟฟ้าทั้งหมดที่ซีพียูใช้จะถูกแปลงเป็นความร้อน ดังนั้น เมื่อมีซีพียู 2 ตัว เราจะสร้างความร้อนได้ 400 วัตต์ ซึ่งจำเป็นต้องระบายออกไป เป้าหมายของเราคือการกำหนดปริมาณอากาศที่จำเป็นสำหรับจุดประสงค์นี้

พารามิเตอร์ ΔT หรือความแตกต่างของอุณหภูมิ ระบุว่ายิ่งอุณหภูมิอากาศภายนอกต่ำลง ก็ยิ่งต้องใช้มวลอากาศน้อยลงในการระบายความร้อนซีพียู ตัวอย่างเช่น หากอุณหภูมิอากาศเข้าคือ 0°C และอุณหภูมิอากาศออกคือ 35°C ΔT จะเท่ากับ 35 เท่านั้น ซึ่งหมายถึงความต้องการมวลอากาศที่น้อยลง อย่างไรก็ตาม ในช่วงฤดูร้อน การระบายความร้อนจะกลายเป็นเรื่องท้าทายมากขึ้นเนื่องจากอุณหภูมิโดยรอบที่สูงขึ้น ยิ่งอุณหภูมิภายนอกสูงขึ้น ก็ยิ่งต้องใช้อากาศมากขึ้นในการระบายความร้อนเซิร์ฟเวอร์

ข้อจำกัดด้านอุณหภูมิของส่วนประกอบเซิร์ฟเวอร์และเครือข่าย

แม้ว่าการระบายความร้อนแบบอิสระอาจมีประสิทธิภาพสำหรับสภาพอากาศปานกลางและหนาวเย็น แต่ก็ยังมีข้อจำกัดเนื่องจากอุณหภูมิที่จำกัดในส่วนประกอบเซิร์ฟเวอร์ ส่วนประกอบที่สำคัญในอุปกรณ์ไอทีและเครือข่าย เช่น โปรเซสเซอร์ RAM ฮาร์ดไดรฟ์ SSD และไดรฟ์ NVMe มีข้อกำหนดด้านอุณหภูมิในการทำงาน:

• โปรเซสเซอร์: สูงสุด 89°C
• แรม : สูงสุด 75°C
• HDD: สูงสุด 50°C
• SSD และไดรฟ์ NVMe: สูงสุด 47-48°C

ข้อจำกัดเหล่านี้ส่งผลโดยตรงต่อความเหมาะสมของอุณหภูมิอากาศภายนอกสำหรับการทำความเย็น การทำความเย็นแบบอิสระจะไม่สามารถทำได้ในภูมิภาคที่อุณหภูมิภายนอกเกินเกณฑ์เหล่านี้หรือใกล้เคียง เนื่องจากอาจสร้างความเสียหายให้กับระบบได้เนื่องจากความร้อนสูงเกินไป ข้อจำกัดในแต่ละภูมิภาค

ดังที่เราได้อธิบายไปแล้ว อุณหภูมิภายนอกจะต้องต่ำกว่าอุณหภูมิการทำงานสูงสุดของอุปกรณ์ไอทีอย่างสม่ำเสมอเพื่อให้การระบายความร้อนเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งจำเป็นต้องพิจารณาสภาพภูมิอากาศของสถานที่ตั้งศูนย์ข้อมูลอย่างรอบคอบ องค์กรต่างๆ จะต้องวิเคราะห์พยากรณ์อากาศระยะยาวเพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิจะไม่เกินเกณฑ์ที่กำหนด แม้จะเป็นวันหรือชั่วโมงที่กำหนดก็ตาม นอกจากนี้ เมื่อพิจารณาถึงอายุการใช้งานที่ยาวนานของศูนย์ข้อมูล (โดยทั่วไปคือ 10-15 ปี) ควรคำนึงถึงผลกระทบของภาวะโลกร้อนในการตัดสินใจเลือกสถานที่ตั้งด้วย

ข้อกำหนดสถาปัตยกรรมโหนดเซิร์ฟเวอร์

ในบริบทของฟิสิกส์ การระบายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพในเซิร์ฟเวอร์ต้องอาศัยการไหลของอากาศที่เพียงพอผ่านระบบ โครงสร้างของเซิร์ฟเวอร์มีบทบาทสำคัญในกระบวนการนี้

ในทางกลับกัน เซิร์ฟเวอร์ที่ขาดคุณสมบัติการออกแบบที่เหมาะสม เช่น รูพรุนหรือช่องเปิด อาจขัดขวางการไหลเวียนของอากาศ ซึ่งอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพโดยรวมของกลไกการระบายความร้อนได้อย่างอิสระ

การควบคุมความชื้น

ระดับความชื้นเป็นอีกปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณาเมื่อต้องระบายความร้อน เนื่องจากเราไม่สามารถควบคุมสภาวะความชื้นภายนอกได้ จึงมีคำถามที่เกี่ยวข้องสองข้อที่ต้องพิจารณา ประการแรก คือ พิจารณาระดับความชื้นที่ใกล้หรือเกิน 100% ภายในศูนย์ข้อมูล (DC) ประการที่สอง คือ พิจารณาสถานการณ์ที่มีความชื้นในอากาศต่ำมาก เช่น ในวันที่อากาศหนาวเย็นในเดือนกุมภาพันธ์ โดยมีอุณหภูมิภายนอกอยู่ที่ -30°C และความชื้นสัมพัทธ์อยู่ระหว่าง 2% ถึง 5% มาตรวจสอบสถานการณ์เหล่านี้กันอย่างเป็นระบบ

ในสภาวะที่มีความชื้นสูง มีข้อกังวลทั่วไปเกี่ยวกับการเกิดการควบแน่นที่อาจเกิดขึ้นและผลเสียต่อการทำงานของอุปกรณ์ ตรงกันข้ามกับข้อกังวลนี้ ภายในโซนทำความเย็นของ DC ซึ่งเป็นที่ที่กระบวนการทำความเย็นเกิดขึ้น การควบแน่นจะเกิดขึ้นไม่ได้ เนื่องมาจากหลักการที่ว่าการควบแน่นจะเกิดขึ้นเมื่ออากาศที่อุ่นและชื้นสัมผัสกับพื้นผิวที่เย็นกว่า อย่างไรก็ตาม ภายในระบบทำความเย็นอิสระของ DC ไม่มีองค์ประกอบใดที่เย็นกว่าอากาศโดยรอบ ดังนั้น การควบแน่นจึงถูกขัดขวางโดยเนื้อแท้ ทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้มาตรการเชิงรุก

ในทางกลับกัน เมื่อต้องรับมือกับความชื้นต่ำ ความกังวลจะเปลี่ยนไปเป็นการเกิดไฟฟ้าสถิตย์ ซึ่งก่อให้เกิดภัยคุกคามต่อเสถียรภาพของอุปกรณ์ ปัญหานี้ไม่เกี่ยวข้องกับการควบแน่น แต่ต้องมีการแก้ไขที่ชัดเจน การบรรเทาปัญหาเกี่ยวข้องกับขั้นตอนการต่อสายดินและการเคลือบพื้นแบบพิเศษ มาตรการเหล่านี้สอดคล้องกับวิธีการที่ได้รับการยอมรับในการป้องกันอุปกรณ์ภายในจากไฟฟ้าสถิตย์ การต่อสายดินองค์ประกอบการก่อสร้าง ชั้นวาง และอุปกรณ์ไอที จะทำให้ประจุไฟฟ้าสถิตย์กระจายลงสู่พื้นอย่างปลอดภัย ช่วยรักษาความสมบูรณ์ของอุปกรณ์

ในสภาพอากาศตามธรรมชาติ ความชื้นสัมพัทธ์สูงหรือต่ำมากเกิดขึ้นไม่บ่อยนัก ยกเว้นในกรณีที่เกิดเหตุการณ์ไม่บ่อย เช่น พายุฝนฟ้าคะนองที่มีความชื้นสัมพัทธ์ 100% ในเดือนกรกฎาคม หรือน้ำค้างแข็งรุนแรงทำให้ความชื้นสัมพัทธ์ต่ำมาก อย่างไรก็ตาม ในช่วงเวลาส่วนใหญ่ ระดับความชื้นจะอยู่ในช่วงที่ยอมรับได้ ซึ่งไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่ออุปกรณ์ แม้จะไม่มีการดำเนินการใดๆ ก็ตาม

ปริมาณลมและความเร็วลม

ดังที่เราได้กล่าวไปแล้วว่า เพื่อให้การระบายความร้อนมีประสิทธิภาพ เราจำเป็นต้องมีอากาศภายนอกในปริมาณมาก ในขณะเดียวกัน ความต้องการที่ดูเหมือนจะขัดกับสามัญสำนึกก็เกิดขึ้น นั่นคือ การรักษาปริมาณการไหลของอากาศภายในอาคารให้อยู่ในระดับต่ำ ความขัดแย้งที่เห็นได้ชัดนี้มีรากฐานมาจากความท้าทายที่เกิดจากกระแสลมความเร็วสูงที่หมุนเวียนภายในอาคาร

เพื่อให้เข้าใจง่ายขึ้น ลองนึกภาพความเร็วลมสูงเป็นกระแสลมแรงที่ไหลออกจากท่อ ทำให้เกิดกระแสลมวนและเกิดความปั่นป่วนรอบๆ อุปกรณ์ไอที ความปั่นป่วนดังกล่าวอาจนำไปสู่การเคลื่อนที่ของอากาศที่ไม่สม่ำเสมอและเกิดความร้อนสูงเกินไปในพื้นที่ เพื่อแก้ไขปัญหานี้ เราจึงตั้งเป้าที่จะให้ความเร็วลมโดยรวมต่ำที่ 1-2 เมตรต่อวินาทีตลอดทั้งพื้นที่

การรักษาความเร็วของอากาศให้คงที่นี้ช่วยให้เราหลีกเลี่ยงความปั่นป่วนได้ ความเร็วที่สูงขึ้นอาจเสี่ยงต่อความไม่สมดุลในการเคลื่อนที่ของอากาศ โดยการยึดตามช่วงความเร็ว 1-2 เมตรต่อวินาที เราส่งเสริมการไหลของอากาศที่ราบรื่นและสม่ำเสมอ หลีกเลี่ยงการเกิดความร้อนสูงเกินไปเฉพาะจุด ความสมดุลที่ละเอียดอ่อนนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์ไอทีจะระบายความร้อนได้อย่างเหมาะสม โดยหลีกเลี่ยงปัญหาที่เกี่ยวข้องกับกระแสอากาศความเร็วสูง

ดังที่เห็นได้ แนวทางการระบายความร้อนแบบอิสระนั้นเน้นที่การใช้ลมภายนอกอย่างมีประสิทธิภาพ โดยให้ความสำคัญกับความเร็วลมภายในที่ต่ำซึ่งควบคุมได้ กลยุทธ์ที่รอบคอบนี้ช่วยรักษาการไหลของลมแบบลามินาร์และสม่ำเสมอ ทำให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพของการระบายความร้อนอุปกรณ์ไอที

แนวคิดการก่อสร้าง

ในระบบทำความเย็นแบบอิสระ ท่อลมแบบเดิมจะไม่ถูกนำมาใช้ในโครงสร้างของอาคาร ซึ่งแตกต่างจากการติดตั้งแบบเดิมที่มีท่อลมที่กำหนดไว้ในผนัง เพดาน หรือบริเวณเฉพาะ ศูนย์ประมวลผลข้อมูลใช้แนวทางที่ไม่ธรรมดา ตัวอาคารได้รับการออกแบบให้เป็นท่อลม ทำให้เครื่องปรับอากาศแบบเดิมล้าสมัยไปแล้ว ขนาดมหึมาของท่อลมเหล่านี้ทำให้ท่อลมเหล่านี้กลายเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของห้องและพื้น

กระบวนการไหลเวียนของอากาศเริ่มต้นขึ้นเมื่ออากาศภายนอกเข้ามาในอาคาร โดยผ่านตัวกรอง 2 ประเภท ได้แก่ ตัวกรองหยาบและตัวกรองละเอียด เมื่ออากาศผ่านกระบวนการทำความสะอาดแล้ว พัดลมจะขับเคลื่อนอากาศเข้าไปในพื้นที่ขนาดใหญ่ของอาคาร ซึ่งเทียบเท่ากับความสูงประมาณ 4 ชั้น พื้นที่ขนาดใหญ่มีจุดประสงค์เพื่อชะลอการไหลของอากาศ โดยลดความเร็วลงเหลือตามช่วงที่กำหนดที่ 1-2 เมตรต่อวินาที จากนั้นอากาศจะไหลลงสู่ห้องเครื่องจักร

หลังจากผ่านห้องเครื่องจักรแล้ว อากาศจะเดินทางต่อไปผ่านชั้นวาง IT และเข้าสู่ช่องทางร้อน จากนั้นอากาศจะเข้าสู่เครื่องรวบรวมอากาศร้อนก่อนจะถูกระบายออกด้านนอกผ่านพัดลมระบายอากาศ เส้นทางการไหลของอากาศที่มีโครงสร้างนี้ช่วยให้กระบวนการทำความเย็นมีประสิทธิภาพในขณะที่รักษาความเร็วลมที่ควบคุมได้

ความเร็วลมและปริมาตร

การเลือกออกแบบโดยเจตนาเพื่อใช้พื้นที่อาคารขนาดใหญ่มีประโยชน์สองประการ ประการแรกและสำคัญที่สุด คือ ช่วยลดความเร็วลมลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป ทำให้มั่นใจได้ว่าการไหลของอากาศจะไปถึงความเร็วที่ต้องการซึ่งอยู่ที่ 1-2 เมตรต่อวินาที ความเร็วลมที่ควบคุมได้นี้มีความจำเป็นเพื่อป้องกันการปั่นป่วนและรักษาการไหลแบบลามินาร์ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่ออากาศเคลื่อนผ่านอุปกรณ์ไอทีที่ละเอียดอ่อน ประการที่สอง ปริมาตรที่มากเพียงพอจะรองรับปริมาตรอากาศที่จำเป็นเพื่อระบายความร้อนที่เกิดขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างความเร็วลมและปริมาตรที่สอดประสานกันนั้นมีส่วนทำให้ระบบประสบความสำเร็จโดยรวม

แรงดันที่แตกต่างกันเป็นตัวขับเคลื่อนการจัดการพื้นรองเท้า

ในการตั้งค่าระบบระบายความร้อนแบบอิสระ เราไม่สามารถควบคุมอุณหภูมิอากาศภายนอกได้ ส่งผลให้มีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอากาศที่เข้าสู่ศูนย์ข้อมูล (DC) แม้จะเป็นเช่นนี้ การประเมินการไหลของอากาศที่จำเป็นสำหรับการระบายความร้อนอุปกรณ์ยังคงมีความจำเป็น เพื่อแก้ไขปัญหานี้ เราจึงใช้หลักการของความดันที่แตกต่างกัน

ภายในชั้นวาง IT แต่ละชั้น เซิร์ฟเวอร์ที่มีพัดลมภายในทำงานด้วยความเร็วที่ต่างกัน ทำให้เกิดแรงดันที่แตกต่างกันระหว่างด้านหน้าและด้านหลังของชั้นวาง เมื่อมีเซิร์ฟเวอร์จำนวนมาก ซึ่งแต่ละเครื่องมีส่วนช่วยในการไหลของอากาศโดยรวม แรงดันที่แตกต่างกันนี้จะค่อยๆ เพิ่มขึ้นระหว่างทางเดินเย็นและทางเดินร้อน เราสามารถวัดแรงดันที่แตกต่างกันนี้ได้โดยใช้เซ็นเซอร์วัดแรงดันทั้งในทางเดินและภายนอกอาคาร DC

การคำนวณเกี่ยวข้องกับการลบข้อมูลเซ็นเซอร์ความดันในช่องทางร้อนออกจากความดันบรรยากาศ และลบข้อมูลเซ็นเซอร์ความดันในช่องทางเย็นออกจากความดันบรรยากาศ ดังตัวอย่างด้านล่าง:

ตัวอย่างจากโลกแห่งความเป็นจริง

ค่าที่ได้จะเป็นแนวทางให้เราพิจารณาปริมาณอากาศที่จ่ายไปยัง DC และปริมาณไอเสียที่จำเป็นเพื่อชดเชยการทำงานของพัดลมเซิร์ฟเวอร์ พูดแบบง่ายๆ ก็คือ เราจะวัดความต้องการการไหลของอากาศโดยพิจารณาจากความแตกต่างของแรงดัน ช่วยให้เราจัดการกระบวนการระบายความร้อนภายใน DC ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ห้องทำความร้อนและผสม

ระบบทำความร้อนแบบดั้งเดิมมักไม่นำมาใช้ในศูนย์ข้อมูลที่มีการระบายความร้อนฟรี การใช้น้ำถือเป็นสิ่งที่ไม่สมเหตุสมผลเนื่องจากต้นทุนและความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นกับอุปกรณ์ ซึ่งถือเป็นความท้าทายเมื่ออากาศหนาวเย็นจัดซึ่งอาจถึง -20–30 องศา แม้ว่าอุปกรณ์จะรับมือกับอุณหภูมิได้ดี แต่เหล่าวิศวกรก็มองหาวิธีที่อ่อนโยนกว่า วิธีแก้ปัญหาที่ชาญฉลาดและสมเหตุสมผลที่สุดคือการนำอากาศร้อนที่เกิดจากอุปกรณ์ไอทีกลับมาใช้ใหม่ โดยระบบจะเป่าลมร้อนจากเซิร์ฟเวอร์ไปยังห้องผสม และนำส่วนหนึ่งกลับคืนสู่กระแสลมหลัก ช่วยให้สถานที่อบอุ่นในฤดูหนาวและช่วยประหยัดต้นทุนในการทำความร้อน

ความเรียบง่ายและความน่าเชื่อถือ

วิทยานิพนธ์หลักในทฤษฎีความน่าเชื่อถือระบุว่าความเรียบง่ายนำมาซึ่งความน่าเชื่อถือ ซึ่งใช้ได้กับระบบระบายความร้อนอิสระซึ่งเป็นแนวคิดที่เรียบง่ายอย่างน่าทึ่ง ระบบนี้ทำหน้าที่เป็นสิ่งกีดขวาง โดยนำอากาศจากภายนอกผ่านตัวกรอง ส่งผ่านไปยังอุปกรณ์ไอที จากนั้นจึงไล่ออกไป

การไม่มีระบบที่ซับซ้อนช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือ โดยมีเพียงพัดลมเท่านั้นที่เสี่ยงต่อสภาพอากาศร้อน วิธีการระบายความร้อนแบบอิสระเป็นตัวอย่างของการลดความซับซ้อนของระบบโดยสิ้นเชิง โดยปรับปรุงความน่าเชื่อถือได้อย่างมากด้วยการลดจำนวนองค์ประกอบ

พัดลม DC เทียบกับพัดลมเซิร์ฟเวอร์

อำนาจตามลำดับขั้นของพัดลมเป็นอีกคำถามพื้นฐานในพลวัตของการไหลของอากาศภายใน DC ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว มีพัดลมขนาดใหญ่ในระดับ DC และในระดับเซิร์ฟเวอร์ คำถามคือ พัดลมของศูนย์ข้อมูลทำหน้าที่เพียงส่งอากาศออกไปเท่านั้น ปล่อยให้พัดลมของเซิร์ฟเวอร์ใช้ลมเท่าที่จำเป็นหรือไม่ หรือความต้องการมาจากพัดลมของเซิร์ฟเวอร์ ซึ่งทำให้พัดลม DC ต้องตอบสนองความต้องการเหล่านั้น

กลไกมีดังนี้: พัดลมเซิร์ฟเวอร์มีบทบาทสำคัญในกระบวนการนี้ โดยกำหนดปริมาณการไหลของอากาศที่จำเป็น จากนั้น พัดลม DC จะตอบสนองโดยส่งอากาศในปริมาณที่ต้องการ เห็นได้ชัดว่าหากความต้องการสะสมจากเซิร์ฟเวอร์ทั้งหมดเกินขีดความสามารถในการจ่ายของพัดลม DC อาจทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปได้

คำตอบก็คือพัดลมเซิร์ฟเวอร์มีบทบาทสำคัญมากในพลวัตนี้ พัดลมจะควบคุมการไหลของอากาศโดยระบุปริมาณอากาศที่ต้องการ

การคำนวณประสิทธิภาพและ PUE

ในการประเมินประสิทธิภาพของโครงการ DC จะใช้การคำนวณประสิทธิภาพการใช้พลังงาน (PUE) โดยทั่วไป สูตรสำหรับ PUE คืออัตราส่วนของพลังงานทั้งหมดในสถานที่ต่อพลังงานของอุปกรณ์ไอที:

PUE = พลังงานไฟฟ้ารวมของโรงงาน / พลังงานไฟฟ้าของอุปกรณ์ไอที

ในอุดมคติ ตัวเลขนี้จะเท่ากับ 1 ซึ่งหมายความว่าพลังงานทั้งหมดจะถูกส่งไปยังอุปกรณ์ไอทีโดยไม่สูญเปล่า อย่างไรก็ตาม การบรรลุสถานการณ์ที่สมบูรณ์แบบนี้เกิดขึ้นได้ยากในโครงการในโลกแห่งความเป็นจริง

ปัญหาอีกประการหนึ่งเกิดขึ้นเมื่อเราพยายามกำหนดวิธีการที่ชัดเจนสำหรับการคำนวณประสิทธิภาพการใช้พลังงาน (PUE) ตัวอย่างเช่น ในระบบของเรา เรามีหน่วยเมตริกที่ระบุการใช้พลังงานทันทีเป็นวัตต์ ซึ่งทำให้สามารถคำนวณ PUE ได้แบบเรียลไทม์

นอกจากนี้ เราสามารถอนุมานค่า PUE เฉลี่ยในแต่ละปีได้ ซึ่งให้การประเมินที่ครอบคลุมมากขึ้นเมื่อพิจารณาถึงความผันผวนตามฤดูกาล ซึ่งมีความเกี่ยวข้องโดยเฉพาะเมื่อพิจารณาถึงความแตกต่างในการใช้พลังงานในแต่ละฤดูกาล เช่น ความแตกต่างในความต้องการทำความเย็นระหว่างฤดูร้อนและฤดูหนาว ซึ่งหมายความว่าหากเราต้องการให้มีการประเมินที่เชื่อถือได้มากขึ้น เราจำเป็นต้องให้ความสำคัญกับค่าเฉลี่ยรายปีเพื่อให้การประเมินมีความสมดุลและครอบคลุมมากขึ้น

นอกจากนี้ ยังมีความสำคัญที่จะต้องสำรวจ PUE ไม่เพียงแต่ในแง่ของพลังงานเท่านั้น แต่ยังรวมถึงหน่วยเงินด้วย โดยคำนึงถึงความผันผวนตามฤดูกาลของราคาไฟฟ้าด้วย การประเมิน PUE ในรูปของเงินจะช่วยให้มองเห็นภาพรวมของประสิทธิภาพการดำเนินงานได้ชัดเจนยิ่งขึ้น

นอกจากนี้ แนวทางนี้ยังเผยให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการบรรลุค่า PUE น้อยกว่า 1 เมื่อวัดเป็นดอลลาร์ ซึ่งเป็นไปได้ เช่น เมื่อเราใช้ความร้อนเหลือทิ้งในการทำน้ำอุ่นและขายต่อให้กับเมืองใกล้เคียง ตัวอย่างที่น่าสนใจ เช่น ศูนย์ข้อมูลของ Google ในสหรัฐอเมริกาและโรงงานของ Yandex ในฟินแลนด์ แสดงให้เห็นถึงความยั่งยืนของแนวทางดังกล่าว โดยเฉพาะในภูมิภาคที่มีต้นทุนพลังงานสูง

ประสิทธิภาพเทียบกับความน่าเชื่อถือ

ความกังวลเกี่ยวกับการลดค่าใช้จ่ายและการเพิ่มประสิทธิภาพมักทำให้เกิดคำถามเกี่ยวกับผลกระทบเชิงลบที่อาจเกิดขึ้นต่อความน่าเชื่อถือ อย่างไรก็ตาม ฉันต้องการเน้นย้ำว่าการแสวงหาประสิทธิภาพในการทำความเย็นแบบฟรีไม่ได้ทำให้ความน่าเชื่อถือลดลง ในทางกลับกัน ผลข้างเคียงทางเทคโนโลยีอาจช่วยเพิ่มประสิทธิภาพได้ด้วย ตัวอย่างเช่น อย่างที่เราได้กล่าวไปแล้ว การเปลี่ยนความร้อนส่วนเกินไปที่ปั๊มความร้อนเพื่อให้ได้ประโยชน์เพิ่มเติม เช่น การผลิตน้ำร้อนสำหรับเมืองใกล้เคียง กลายเป็นแนวทางปฏิบัติที่ได้เปรียบในด้านการเงินโดยไม่ต้องเสียสละความน่าเชื่อถือ

อนาคตของการทำความเย็นแบบฟรี

แม้จะมีข้อดีมากมายที่ระบบระบายความร้อนฟรีมอบให้ แต่ภาคอุตสาหกรรมศูนย์ข้อมูลยังคงขับเคลื่อนด้วยแนวทางอนุรักษ์นิยมและต้องการความน่าเชื่อถือที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว โดยมีแนวโน้มที่จะต่อต้านโซลูชันที่สร้างสรรค์ การพึ่งพาการรับรองจากองค์กรต่างๆ เช่น สถาบันอัพไทม์ สำหรับการตลาดนั้นถือเป็นอุปสรรคอีกประการหนึ่งสำหรับโซลูชันระบายความร้อนฟรี โดยขาดการรับรองที่ได้รับการยอมรับ ทำให้ผู้ให้บริการเชิงพาณิชย์มองโซลูชันเหล่านี้ด้วยความไม่มั่นใจ

อย่างไรก็ตาม มีแนวโน้มที่บริษัทไฮเปอร์สเกลในองค์กรจะใช้ระบบระบายความร้อนฟรีเป็นโซลูชันหลักสำหรับศูนย์ข้อมูลของตน ด้วยจำนวนบริษัทที่เพิ่มมากขึ้นที่ยอมรับถึงความคุ้มทุนและประโยชน์ด้านการดำเนินงานของเทคโนโลยีนี้ เราคาดว่าศูนย์ข้อมูลแบบไม่ต้องใช้ระบบระบายความร้อนในองค์กรจะมีมากขึ้นในอีก 10-20 ปีข้างหน้า