كيف تخطط لطاقة مركز البيانات وسعة التبريد؟

الطاقة والتبريد والمساحة هي ميزانية واحدة وليست ثلاثة. في غرفة مبردة بالهواء، كما يوضح دليل التصميم المنشور لأحد بائعي وحدات معالجة الرسومات، يتم تعويض يُدفَع نقص أحدها بالآخر: التبريد المحدود، على سبيل المثال، يفرض كثافة أقل للحامل وبالتالي مساحة أرضية أكبر.

ومن ثم فإن تخطيط السعة تعمل بدءًا من عبء تكنولوجيا المعلومات وما فوق. نقطة البداية هي مقدار الطاقة التي ستسحبها معدات تكنولوجيا المعلومات فعليًا، وكيفية توزيع هذا الحمل عبر الرفوف وبمرور الوقت. يتم ضبط حجم السلسلة الكهربائية بحيث توفر لها التكرار المطلوب، كما يتم التبريد لإزالة نفس كمية الحرارة عند الكثافات التي تحدث فيها.

ملف تعريف واقعي لتحميل تكنولوجيا المعلومات

تبالغ تقييمات اللوحة في تقدير الحمل النموذجي، إلا أن بعض المعدات الحديثة تعمل بالقرب من الحد الأقصى لفترات طويلة، لذلك لا يعد أي من الاختصارين آمنًا. يجب أن يتم إنشاء ملف التعريف من جداول المعدات حسب الحامل، مما يوضح قوة التشغيل القصوى والمتوقعة للشركة المصنعة. يجب أن تقوم بتجميع الرفوف في نطاقات كثافة، وعادةً ما تكون هناك العديد من الرفوف القياسية وعدد أقل من الرفوف عالية الكثافة، ووضع سيناريوهات النمو التي تغطي حمل اليوم الأول، والنمو المتوقع، والحالة العلوية الموثوقة. ويجب أن يوضح أيضًا ما إذا كان الحمل ثابتًا أم أنه يختلف باختلاف حجم العمل.

يجب أن تأتي الأرقام من مواصفات الشركة المصنعة للمنتج المحدد، وليس من افتراض عام أبدًا. لتسريع الحوسبة على وجه الخصوص، راجع دليل إعداد موقع البائع لمعرفة المعدات التي تشتريها بالضبط؛ لا يتم ترحيل الأرقام الخاصة بجيل منتج واحد إلى الجيل التالي.

تحجيم السلسلة الكهربائية

بدءًا من حمل تكنولوجيا المعلومات، يعمل التصميم مرة أخرى من خلال توزيع طاقة الحامل، والتوزيع على الأرضية، ووحدات UPS، والمفاتيح الكهربائية، والمولدات، والاتصال بالشبكة. يحتاج كل جزء من السلسلة إلى طوبولوجيا تكرارية، على سبيل المثال N+1 أو 2N، يتم اختيارها وفقًا لهدف التوفر.

تفرض بعض المعدات متطلبات العرض الخاصة بها. يعد دليل البائع نفسه مثالاً على ذلك: تحتاج خوادمها إلى الحد الأدنى من عدد مصادر الطاقة لتظل نشطة، مما يجعل ترتيب التغذية الثنائية التقليدي غير كافٍ لتلك الرفوف.

إن حمل تكنولوجيا المعلومات ليس السحب الوحيد على وصلة التغذية: ففاقد UPS ومعدات التبريد والإضاءة وأجهزة التحكم كلها تستمد الطاقة منها أيضًا. وبينما يمكن تركيب وحدات UPS وقدرة المولدات في وحدات مع نمو الحمل، يجب بناء العمود الفقري (المفاتيح الكهربائية، ومسارات الكابلات، والمساحة) للحالة النهائية.

التبريد لنفس الحرارة

ومن الناحية العملية، تتحول كل الطاقة التي يتم توصيلها إلى معدات تكنولوجيا المعلومات إلى حرارة. يجب أن تتوافق سعة التبريد مع حمل تكنولوجيا المعلومات بالإضافة إلى أي مصادر حرارة أخرى في الغرفة، ويجب أن تفعل ذلك في المكان الذي يتم فيه إنتاج الحرارة فعليًا.

غلاف درجة الحرارة مهم. يستنسخ دليل أفضل الممارسات لعام 2024 الخاص بـ DOE الإرشادات الحرارية الخاصة بـ ASHRAE، مع نطاق مدخل الخادم الموصى به من 18 إلى 27 درجة مئوية للمعدات المبردة بالهواء، وينصح بالتصميم والتشغيل ضمن هذا النطاق الموصى به. تشير النطاقات المسموح بها الأوسع إلى ما يمكن أن تتحمله المعدات فقط. إن تجاوز النطاق الموصى به له تكلفة من السهل تفويتها. يشير نفس الدليل إلى أن درجات حرارة المدخل التي تزيد عن النطاق الموصى به يمكن أن تجعل مراوح الخادم تزيد من سرعتها؛ في مثاله، زيادة سرعة المروحة بنسبة 30% تزيد عن ضعف قوة المروحة، لأن قوة المروحة ترتفع مع مكعب السرعة. ويضيف الدليل أنه في معظم الحالات لا تزال وفورات معدات التبريد أكبر بكثير، ولكن العقوبة من جانب الخادم تنتمي إلى الحساب.

يجب أن يتبع التبريد أيضًا نظام تكرار الطاقة. عندما تتم مشاركة حمولة الحامل عبر عدة دوائر، يجب أن يكون حجم التبريد مناسبًا للحمل الكامل الذي تحمله هذه الدوائر معًا، وليس لسعة أي واحدة منها، وهي نقطة يوضحها دليل البائع للرفوف الخاصة به. وفوق كثافات معينة، يصبح تبريد الهواء غير عملي ويلزم التبريد السائل؛ يعتمد مكان هذه العتبة على المعدات والتصميم.

وضع الأرقام عليه

توضح الأرقام الطريقة ولا ينبغي قراءتها كمعيار. تضيف التصميمات الحقيقية أحمال الدعم والخسائر والتنوع والظروف المحيطة والمتطلبات الخاصة بالمنتج.

القدرة بعد التسليم

لا ينتهي تخطيط القدرات عند تسليم المبنى. تحتاج الطاقة الفعلية لكل رف ولكل دائرة، ودرجات حرارة المدخل، وحمل معدات التبريد، والتكرار المتبقي، إلى التتبع، ويجب أن تكون هناك عملية متفق عليها للموافقة على المعدات الجديدة مقابل الطاقة المتاحة والتبريد والمساحة. وبدون ذلك، يمكن لعملية نشر كثيفة واحدة أن تأكل التكرار في غرفة بأكملها دون أن يلاحظها أحد.

لنفترض أن أحد المشغلين يريد إضافة ستة رفوف عالية الكثافة إلى غرفة مصممة لمتوسط ​​5 كيلووات لكل حامل. يظل إجمالي حمل الغرفة ضمن تصنيف UPS، لذا يبدو التغيير مقبولًا في البداية. تظهر مراجعة السعة أن وحدات التبريد المحلية التي تخدم هذا الصف لا يمكنها إزالة الحرارة المركزة، وأن الرفوف الجديدة ستستخدم مساحة رأس UPS التي توفر حاليًا N+1. تصبح الخيارات واضحة: توزيع الرفوف، أو إضافة باب خلفي أو تبريد في الصف باستخدام وصلات سائلة، أو قبول تقليل التكرار بشكل صريح. يتم اتخاذ القرار بالأرقام أمام المالك، بينما لا يزال هناك خيار للقيام به.