Как решения с непрямым испарительным охлаждением позволяют сэкономить затраты в ЦОД

Компании Huawei и iKS-Consulting провели совместное исследование, посвященное развитию технологий фрикулинга и их применению в центрах обработки данных. Как рассказал Сюй Хай (Xu Hai), директор евразийского подразделения цифровой энергетики Huawei, в последние годы китайская компания наблюдает и выделяет несколько тенденций в сфере охлаждения дата-центров. Так, крупные клиенты ЦОД постепенно переходят от собственных центров обработки данных к облачным сервисам. С одной стороны, крупные ЦОД увеличиваются в размерах, а с другой стороны умные города, интеллектуальное производство и развитие сетей 5G стимулируют создание большого числа периферийных дата-центров, на которые в будущем будет приходиться половина объема всех обрабатываемых данных в мире. С ускорением темпов цифровизации, инфраструктура ЦОД увеличиваются со скоростью 1 млн стоек ежегодно. Растет и энергопотребление. Сегодня на дата-центры приходится 1 процент всей электроэнергии в мире. Мировые лидеры, такие как Китай , Россия и страны Евросоюза стремятся в ближайшие годы добиться снижения углеродных выбросов. Поэтому повышение эффективности использования электроэнергии и снижение показателя PUE в мировых дата-центрах станет неизбежной тенденцией. PUE определяется как соотношение полной электрической энергии, потребляемой центром обработки данных, к той энергии, которая расходуется непосредственно ИТ-оборудованием. Чем меньше значение PUE, тем эффективнее используется электроэнергия. Идеальным значением для PUE является `1`.

Генеральный директор департамента цифровой энергетики Huawei Сюй Хай

Более половины стоимости владения крупным ЦОД в последние десять лет приходится на расходы на электропитание. На что расходуется электроэнергия в ЦОД? Большая часть затрат (63 процента), связана с ИТ-нагрузками оборудования, а на втором месте (30 процентов) - затраты на охлаждение. Именно поэтому, как подчеркнул Сюй Хай, повышение эффективности систем охлаждения будет главной задачей владельцев ЦОД, стремящихся к снижению PUE.

Как снизить PUE? Традиционные методы, основанные на оптимизации инженерной инфраструктуры, сегодня уже не приносят требуемого эффекта. Наиболее продвинутые дата-центры уже используют технологии фрикулинга, в основе которых лежит Искусственный интеллект.

Директор по контенту ИКС-Холдинг, главный редактор ИКС-Медиа Александр Барсков

По словам представителя Huawei, оптимизация PUE с помощью ИИ достигается за счет сбора и анализа данных системы охлаждения и системы DCIM (Data center infrastructure management), при этом платформа ИИ, развернутая в облаке, самообучается на основе собранных данных. Обученная система задает оптимальное сочетание параметров управления вентиляторами, клапанами и компрессорами, обеспечивая наилучшее значение PUE. Проектирование и строительство ЦОД, в которых используются традиционные подходы к охлаждению занимает, как правило, более длительное время, чем возведение дата-центров с современными системами фрикулинга. Строить такие объекты проще и дешевле. Наконец, даже при использовании водяного охлаждения, не всегда легко получить в распоряжение достаточный запас воды, не говоря уже об электроэнергии. С использованием системы фрикулинга такой проблемы не возникает.

Александр Барсков, директор по контенту компании «ИКС-Медиа» напомнил, что высокое энергопотребление ЦОД, особенно их систем охлаждения, стало общей проблемой для всей ИТ-отрасли. Так, в Амстердаме власти не давали в 2020 году разрешения на строительство новых дата-центров, за исключением случаев, когда строящая ЦОД компания гарантировала, что величина PUE не превысит 1,2. Подобные ограничения действуют в Сингапуре и в ряде других городов и государств. Жидкостное охлаждение также можно отнести к фрикулингу, как отметил Александр Барсков, однако у него есть существенные недостатки, такие как высокая стоимость оборудования и сложность эксплуатации и обслуживания. Поэтому наиболее эффективными остаются варианты с воздушным охлаждением через внешний теплообменник, а также непрямое испарительное охлаждение IEC (гибридный режим с дополнительным охлаждением в жаркую погоду). Александр Барсков по итогам исследования озвучил выводы, согласно которым фрикулинг на базе IEС-технологии является наиболее эффективным способом снизить энергозатраты и PUE в условиях России. Данная конструкция обладает высокой степенью надежности, так как в ней меньшее количество составных частей и ниже корреляция между ними. Во-первых, такие системы позволяют быстро и поэтапно расширять мощности ЦОД. Во-вторых, для климата Москвы и Екатеринбурга значение PUE ниже на треть по сравнению с классическими чиллерными системами. Что касается TCO, то этот показатель у IEC-решений ниже в 2 раза.

Компания Huawei уже сегодня предлагает на рынке решения на базе непрямого испарительного охлаждения, в первую очередь FusionCol8000-EHU. Такие системы полностью собираются на заводе-изготовителе, и поступают к заказчику уже в готовом виде, что позволяет сэкономить время на сборку оборудования при строительстве ЦОД.