Maglumat merkeziniň sowadyşynyň ewolýusiýasy: Howa esasly usullardan mugt sowatmaga çenli

Meseläniň kesgitlemesi

Maglumat merkeziniň infrastrukturasynyň ýokarlanmagy we IT enjamlaryny ulanmagyň yzygiderli ýokarlanmagy elektrik energiýasynyň sarp edilmegine sebäp boldy.

Maglumat merkezleriniň aýrylmaz bölekleri bolan serwerler işleýän wagty elektrik energiýasyny ýylylyga öwürýändigi sebäpli, ýokary temperatura we sowuk maglumat merkeziniň jaýlary we enjamlary bilen iş salyşmak meselesine duçar bolýarys.

Mekdep fizikasynyň esaslaryny çalt ýatda saklalyň: termodinamikanyň esasy ýörelgelerine eýerip, energiýa ýok bolman, üýtgedilýär. Şeýlelik bilen, maglumat merkezi 1 MWt elektrik sarp etse - bu ähli energiýa kwant ekwiwalent mukdarda ýylylyga öwrüler. Netijede, elektrik näçe köp sarp edilse, maglumat merkeziniň içinde emele gelen ýylylygy dolandyrmak kyn bolar.

Evenagdaý hasam çylşyrymlaşýar, sebäbi IT enjamlary dürli fiziki ululyklara eýe bolup, dürli energiýa sarp ediş derejelerine eýe bolup biler. Mysal üçin, ýokary energiýa sarp edýän enjamlar kiçi göwrümli bolup, konsentrirlenen ýylylygy netijeli sowatmakda kynçylyk döredip biler. Beýleki tarapdan, ortaça elektrik sarp ediş tizligi bolan has uly IT enjamlary, has uly meýdany sebäpli sowatmak has aňsat. Maglumat merkezleri, adatça, enjamlaryň ululyklarynyň we sarp ediş derejeleriniň garyndysyny öz içine alýar, bu diňe bir dürli IT enjamlaryny sowatmak bilen çäklenmän, eýsem her enjamyň görnüşiniň temperatura talaplaryna laýyklykda dürli tizlikde şeýle etmegi hem kynlaşdyrýar. DC-ni sowatmak üçin iş çykdajylaryny artdyrýan ep-esli elektrik energiýasy gerek diýmek hökman däl.

Maglumat merkezlerinde elektrik energiýasyny tygşytly ulanmak meselesi, elektrik energiýasynyň bahasynyň global ýokarlanmagy bilen has ýitileşýär. Şoňa görä Statista tarapyndan hasabat 2021-nji we 2022-nji ýyllar aralygynda dünýädäki elektrik energiýasynyň bahasy iň ýokary derejä ýetdi. 2021-nji ýylyň ikinji ýarymynda COVID-19 saglyk krizisi azalanda, energiýa islegi ýokarlandy we elektrik energiýasynyň bahasy ilkinji rekord derejä ýetdi. 2022-nji ýylyň başynda energiýa bazary ýene-de güýçlendi we energiýa krizisi güýçlendi.

Maglumat merkeziniň elektrik energiýasynyň sarp edilişi öndürijiligiň ýokarlanmagyna garamazdan ösýär.

Başgaça aýdylanda, wattyň öndürijiligi gowulaşsa-da, serişdelere bolan isleg hasam çalt ösýär, şonuň üçin umumy sarp ediş hökmany suratda çykdajylar bilen birlikde ýokarlanýar. Şeýle-de bolsa, sowadyş ulgamlaryny optimizirlemek arkaly ep-esli tygşytlamak mümkin. Bu, umuman, sowatmagyň täsirli usullaryna we esasanam mugt sowatmagyň usullaryna has içgin göz aýlamak isledi.

Maglumat merkezlerinde energiýa sarp ediş derejelerine baha bermek, adatça, güýç ulanylyşynyň netijeliligine (PUE) esaslanýar. PUE, diňe IT enjamlary üçin ulanylýan energiýa sarp edilişine baha bermek arkaly maglumat merkeziniň netijeliligini kesgitleýär. Bu barada biraz soňrak has giňişleýin gürleşeris. Indi bilmeli zadymyz, aşaky PUE has hasaplaýyş güýjüne garaşlylygyň azalandygyny görkezýän has netijeli maglumat merkezini aňladýar. Infrastrukturanyň ösmegi we elektrik energiýasynyň sarp edilmeginiň ýokarlanmagy bilen, has täsirli sowadyş ulgamlary bilen PUE-ni optimizirlemek maliýe paýhaslylygyny we dowamly amallary üpjün edýär.

Bu makalada adaty we innowasiýa sowadyş usullaryny öwreneris we haýsysynyň iň ýokary netijeliligi hödürlejekdigini öwreneris.

Sowadyş usullaryna syn

Howa we howa däl

Aönekeýleşdirilen klassifikasiýada sowadyş usullaryny iki esasy kategoriýa bölüp bolar: howa we howa däl usullar. Has jikme-jik aýtmak üçin howany sowatmak adaty çemeleşmeleri öz içine alýar, howa däl kategoriýa bolsa suw, nebit ýa-da gaty materiallar ýaly maddalary ulanýan dürli usullary öz içine alýar. Sowadyş usullarynyň 99% -ini emele getirýän aglaba köplügiň howany sowatmak penjesiniň aşagyndadygy bellärliklidir.

Kondisionerler

Kondisioner ulgamlary, professional maglumat merkezlerini gurmakda howany sowatmagyň iň ýaýran serişdesidir. Olaryň esasy ýörelgesi ýaşaýyş kondisionerlerini görkezýär: serwerlerden akýan howa kondisioner arkaly aýlanýar, radiator paneli arkaly sowadylýar we soňra serwerlere aýlanýar. Bu aýlawly proses üznüksiz sowadyş mehanizmini üpjün edýär.

Çiller

Kondisionerlerden soň, çillerler iň giňden kabul edilen sowadyş ulgamyny görkezýär. Kondisionerlerden tapawutlylykda, sowadyjylar howany gözegçilik etmegi talap edýän giňişliklerden ýylylygy geçirmek üçin suw (ýa-da suwa esaslanýan ergin) ulanýarlar. Kondisioner has ýönekeý we umuman elýeterli bolsa-da, has ýokary energiýa çykdajylary kärhanalar üçin päsgelçilik bolup biler. Beýleki tarapdan, sowadylan suw ulgamlary has köp energiýa tygşytlaýar, ýöne olary gurmakda we abatlamakda has köp komponentleri we çylşyrymlylygy talap edýär.

Adiabatik otaglar we mats

Adiabatik sowatmak, suw guýulýan we buglanýan otaglary ýa-da matalary ulanmagy öz içine alýar. Suw bugarýarka, otaglar we matalar içerdäki howa bilen salkynlaýar. Adiabatik sowatmak üçünji amatly warianty görkezýän bolsa-da, birneme ekzotik hasaplanýar we kondisionerler we çillerler bilen deňeşdirilende maglumat merkeziniň sowadyşynda köplenç ulanylmaýar.

Suw sowadyjy

Suw sowadyş ulgamlarynda ýylylygyň ýaýramagy üçin suw ýa-da suwly suwuklyklar ulanylýar. Suw turbalary strategiki taýdan serwer otaglaryna ýerleşdirilýär, her serwer iki turba birikdirilýär - biri gyzgyn suw akymy üçin, beýlekisi sowuk suw akymy üçin. CPU, GPU we beýleki enjamlardaky radiatorlar bu suw üpjünçiligi ulgamyna gönüden-göni baglydyr. Bu çemeleşme diňe bir maglumat merkeziniň enjamlaryny we jaýlaryny sowatman, eýsem goşmaça ulanmak üçin ýyly suw üpjün edýär.

Atylylyk çalşyjylary

Bu usul daşarky sowuk gurşawdan peýdalanyp sowadyş netijeliligini ýokarlandyrýar.

Köl, deňiz ýa-da sowuk ýer ýaly ýakyn sowuk çeşme bar bolsa, IT enjamlaryndan köp mukdarda ýylylyk geçirmek üçin suw turbalary ýerleşdirilip bilner.

Ekzotika

Adaty däl usullar hem bar. Olaryň biri Peltier elementlerine ýa-da termoelektrik sowadyjylara (TEC) esaslanýar. Bu çemeleşme ýarymgeçirijiniň täsirine daýanýar we bir tarapdan gyzdyrylýan we beýleki tarapdan sowadylýan ýörite plastinka elektrik üpjünçiligini öz içine alýar.

Başga bir awangard çemeleşmesi, suwasty maglumat merkezleriniň ýerleşdirilmegi. In Microsoft-yň Taslamasy Natick Mysal üçin, maglumat merkezi Demirgazyk adalarynda 2018-nji ýylyň ýazynda 117 metr çuňlukda suwa çümdi. Soňky iki ýylda topar maglumat merkeziniň serwerlerine berk synag we gözegçilik etdi. Okeanyň düýbüne möhürlenen konteýneriň ýerleşdirilmegi, adatça gury ýerde ýüze çykýan poslama, temperaturanyň üýtgemegi we fiziki näsazlyklar ýaly maglumatlary azaltmak arkaly umumy maglumat merkeziniň ygtybarlylygyny ýokarlandyryp biljekdigi tassyklandy.

Mugt sowatmak

Bu usul esasanam sowatmagyň netijeliligini ýokarlandyrmaga gönükdirilendir. Mugt sowadyş, adaty sowadyş ulgamlaryna bil baglamazdan maglumat merkezindäki howany täzeleýär. Tebigy daşarky howany bolşy ýaly ulanýar. Adatça daşarky howa diňe çyglylyga gözegçilik edilýär, soňra tebigy termodinamiki prosesler maglumat otaglarynyň temperaturasyny kadalaşdyrýar.

Bu usul energiýa sarp edilişini ep-esli azaldar (beýleki CRAH ulgamlary bilen deňeşdirilende 75% -den 92% az), kömürturşy gazyny azaldýar we sowadyş ulgamynda suwa bolan zerurlygy aradan aýyrýar.

Mugt sowatmak, az energiýa talap edýän ekologiýa taýdan arassa saýlawlaryň biridir. Mundan başga-da, maglumat merkezleriniň ulanýan güýjüniň 40% -i sowadylanda çykdajylary tygşytlamaga kömek edip biler. Bu ulgam, hatda agyr şertlerde-de howa bilen sowadylýan enjamlaryň işleýşini ýokarlandyrýar. Erkin sowatmak prosesiniň ýönekeý wizual görnüşi:

Görşüňiz ýaly ulgam gaty gönümel işleýär, süzgüçler, IT enjamlary arkaly daşarky howany kanallaşdyrýar we kowýar. Çylşyrymlylygyň peselmegi, diňe janköýerler bolup biljek gowşak goralanlyklar, DC-iň mugt sowatmakda umumy ygtybarlylygyny güýçlendirýär.

Çylşyrymly enjamlary bolan ulgamlardan tapawutlylykda, çylşyrymly komponentleriň ýoklugy başlangyç gurnama çykdajylaryny we dowam etdirilýän tehniki çykdajylary hem azaldar. Şeýlelik bilen, maliýe artykmaçlyklary gurluşyk döwründe başlaýar, bu ýerde mugt sowatmagyň tertipli dizaýny göze görnüp duran tygşytlylyga öwrülýär.

Saýlaw azaby

Maslahatlar we ýygnaklar wagtynda köplenç gapma-garşylyk bilen baglanyşykly köp sanly sorag alýaryn: mugt sowatmak tygşytlamak we ýönekeýlik taýdan peýdaly bolsa, näme üçin bu pudakda umumy kabul edilmeýär?

Bu, peýdasyna garamazdan, diňe çäkli sanly kompaniýanyň mugt sowadyşy kabul edendigi, beýlekileriň adaty usullar bilen dowam etmeginiň has giň soragyny döredýär. Munuň jogaby, agdyklyk edýän pudagyň dinamikasyny köptaraply gözden geçirmekden ybarat.

Senagat diktatorlygy

Ygtybarlylyk esasy ähmiýete eýe bolan maglumat merkezi pudagynda innowasion çözgütleriň kabul edilmegi köplenç garşylyk bilen ýüzbe-ýüz bolýar. Ilki bilen muny DC senagatynyň konserwatiw tebigaty bilen baglanyşdyrýaryn, bu ýerde karar berýänler subut edilen düşünjeleri innowasiýa çözgütlerinden ileri tutýarlar.

Mugt sowatmak ýaly täze tehnologiýalar çykdajylaryň netijeliligini we netijeliligini wada berýän bolsa-da, pudagyň wekilleri serwerleriň bökdençsiz işlemegini üpjün etmek üçin adaty, ýöne ygtybarly çemeleşmeleri makul bilýärler.

Marketing päsgelçilikleri

Bu ýerde ýene bir bellemeli zat, pudagyň 80% -ini emele getirýän täjirçilik DC üpjün edijiler ýaly garaşsyz guramalaryň şahadatnamalaryna bil baglaýarlar Iş wagty ygtybarlylygyny satmak üçin. Şeýle-de bolsa, mugt sowadyş çözgütleri üçin kynçylyk döredýär, sebäbi entek olar üçin kepilnama ýok. Bu ýagdaý täjirçilik üpjün edijilerine, ygtybarlylygyndaky näbelliliklere we kepilnama nusgasynyň ýoklugyna salgylanyp, alternatiw sowadyş usullaryna garşy durmaga sebäp bolýar.

Global ýylylyk aladalary

Tankytçylar köplenç global ýylylygyň erkin sowadyşyň durmuşa ukyplylygyna edýän aladalaryny orta atýarlar. Şeýle-de bolsa, on ýyllykda takmynan 1,5 dereje ýokarlanmak bilen global ýylylygyň ýuwaş-ýuwaşdan tebigatyny ykrar etmek bilen bu jedeller aradan aýrylýar. Bu pes temperatura üýtgemegi, ýakyn wagtda erkin sowadyjy çözgütleriň durnuklylygyna zyýan ýetirmez.

"Diňe kazyýetde" argument

DC sowadyş usulyny saýlaýan kompaniýalar üçin has giňden ýaýran tejribe, ätiýaçlyk kondisioner enjamlaryny mugt sowatmakdan başga-da ätiýaçlyk çäresi hökmünde goşmakdyr. Bu "bolan ýagdaýynda" argument, erkin sowatmagyň esasy düşünjesini pese gaçyrýar, gereksiz çylşyrymlylygy girizýär we maliýe we amaly netijelilige zyýan berýär.

Kiçijik kondisioner üçinem freon, simler, suwuklyklar, ulgamlar we dolandyryşlar ýaly dürli komponentleri üpjün etmegiň zerurlygy ýüze çykýar. Backtiýaçlyk kondisioner almak pikirini kabul etmegiň ýerine, pudak erkin sowadyş ulgamyny ýalan umytlara bil baglamazdan köp şertlere uýgunlaşdyrmalydyr.

Hakyky töwekgelçilikler we pikirler

Mugt sowadyş çözgüdi göz öňünde tutulanda käbir göze görnüp duran töwekgelçilikler we pikirler üns berilmegini talap edýär. Esasy üns geografiki sebit, sebäbi Arap Emirlikleri ýaly sebitde mugt sowatmagy ýerleşdirmek dogry bolmaz.

Elýeterlilik, ýatda saklamaly başga bir tarap. Saýlanan sebit zerur infrastruktura eýe bolmaly we maglumat merkezine hyzmat etmek wezipesi bolan ýöriteleşdirilen işgärler tarapyndan aňsatlyk bilen elýeterli bolmaly. Optiki çyzyklaryň elýeterliligini hem goşmak bilen baglanyşyk hem möhümdir. Mysal üçin, Arktika tegeleginiň daşyndaky erkin sowadyjy maglumat merkezini döretmek aragatnaşyk liniýalarynyň ýoklugy we ökde işçi güýjüni saklamak kynlygy sebäpli amatsyz bolýar.

Bu maddy-tehniki pikirlerden başga-da, mugt sowatmak üçin ýeke-täk çäklendirmeler sebitiň iň ýokary temperaturasyna (goşundy 38-40 dereje) we howanyň hiline degişlidir. Iş bilen meşgullanýan awtoulag ýollarynyň golaýy ýa-da güýçli oba hojalygy ýaly aşa hapalanan ýerler problema döredip biler. Aç-açan gadaganlyk ýok bolsa-da, şeýle ýerlerdäki süzgüçler ýygy-ýygydan çalşylmalydyr. Içerki howany aýlaýan adaty howa şertli maglumat merkezlerinden tapawutlylykda, erkin sowadyş merkezleri daşarky howany özüne çekýär we süzgüçleriň has yhlasly bolmagyny talap edýär. Beýleki ýerleşiş parametrleri adaty maglumat merkezlerine degişlidir.

Pionerler we geljekki tendensiýalar

Senagatyň konserwatiw häsiýetine garamazdan, käbir öňdebaryjy kompaniýalar alternatiwalaryň göze görnüp duran peýdalaryna baha berýärler. San derňewi arkaly mugt sowatmagyň çykdajy-netijeliligini hasaplamak bilen, hödürleýän çykdajylaryny tygşytlamaga düşünýärler.

“Facebook” (häzirki Meta), “Google”, “Amazon”, “Yandex” we “Wildberries” ýaly birnäçe tanymal kompaniýa mugt sowadyş tehnologiýasyny ornaşdyrmakda öňdebaryjydyr. Olaryň yzarlaýan ýagdaýy, töwekgelçiliklere baha bermek we bu tehnologiýa mahsus bolan maliýe artykmaçlyklaryny ykrar etmek isleglerinden gelip çykýar. Bu kompaniýalar üçin saýlama düşnükli - adaty shemalara gidiň we has köp çykdajy ediň ýa-da maglumat merkeziniň sowadylmagynda öňdebaryjy bolmagyň töwekgelçiligini we peýdalaryny alyň.

Senagatyň ösýän peýza .y, erkin sowadyş çözgütlerini durmuşa geçirmek ugrundaky korporatiw giper-skalerleriň arasynda ösýän tendensiýany görkezýär. Has köp kompaniýanyň bu tehnologiýanyň tygşytlylygyny we amaly artykmaçlyklaryny ykrar edýändigi sebäpli, geljekde köpelýän korporatiw sowadyş maglumat merkezleriniň köpelmegine garaşylýar.

Mugt sowatmagyň fizikasy barada has giňişleýin öwrenmek isleseňiz, mowzugymy mugt sowatmak: Tehnologiýa çuňňur çümmek atly täze makalamda öwreniň.