Strategie di installazione di blade server nelle sale CED esistenti

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1 Strategie di installazione di blade server nelle sale CED esistenti Di Neil Rasmussen White Paper n. 125 Revisione 1

2 Sintesi Quando i blade server sono densamente popolati è possibile che venga superata la capacità di alimentazione e di raffreddamento di quasi tutte le sale CED tradizionali. Questo white paper spiega come valutare le opzioni e selezionare la migliore strategia di installazione dei blade server al fine di rendere efficaci e prevedibili l'alimentazione e il raffreddamento. 2

3 Introduzione I blade server presentano vantaggi significativi rispetto ai server tradizionali, poiché migliorano la capacità di elaborazione con un consumo energetico ridotto per ciascun server. Tuttavia, l'ingombro ridotto dei blade server consente l'installazione di rack densamente popolati che richiedono una potenza di alimentazione fino a 20 volte superiore e che generano una quantità di calore fino a 20 volte superiore rispetto ai valori medi previsti per le sale CED tradizionali. Questa soluzione può sollecitare in modo significativo i sistemi di alimentazione e raffreddamento esistenti. Per installare i blade server in modo efficace, l'infrastruttura di alimentazione e di raffreddamento di una sala CED deve essere aggiornata oppure i carichi dei blade server devono essere ripartiti su più rack. Esistono diverse strategie per l'installazione dei blade server. Questo white paper fornisce le linee guida per stabilire la strategia di alimentazione e raffreddamento appropriata in base alle necessità e ai vincoli di una installazione specifica. La problematica principale La problematica principale in merito all'installazione dei blade server per la maggior parte delle sale CED esistenti è correlata alla distribuzione dell'alimentazione e del raffreddamento. La maggior parte delle sale CED dispone della capacità di base di alimentazione e raffreddamento ma non dell'infrastruttura per la distribuzione di tale capacità a un'area ad alta densità. Purtroppo, molti utenti non si rendono conto che esiste un problema finché non intraprendono l'installazione. Ciò accade perché virtualmente nessuna sala CED dispone degli strumenti necessari per fornire agli operatori le informazioni in merito alla capacità di densità della sala CED in una determinata area dell'impianto. Le cause tecniche di questi problemi sono descritte dettagliatamente nei white paper e nelle note applicative riportati alla fine del documento; di seguito ne viene riportato un riepilogo: Flusso d'aria insufficiente: I blade server richiedono una potenza nominale pari a circa 120 cfm di aria fredda per kw. La maggior parte delle sale CED esistenti sono in grado di fornire solo cfm di aria per posizione di rack, ovvero un valore di 10 volte inferiore ai rack densamente popolati di blade server con una potenza media per rack al di sotto dei 2 kw. Un blade server che non riceve sufficiente aria fredda finirà per assorbire l'aria calda che produce con un conseguente surriscaldamento. Questa è sicuramente la problematica più rilevante in relazione all'installazione dei blade server. 3

4 Distribuzione dell'alimentazione insufficiente: I blade server assorbono una quantità di energia di gran lunga superiore ai valori di progettazione dei sistemi di distribuzione dell'alimentazione delle sale CED standard. Le cause principali sono fondamentalmente tre: 1) Numero insufficiente e/o tipo errato di collegamenti dell'alimentazione aerei o installati sotto la pavimentazione, 2) Capacità dell'unità di distribuzione dell'alimentazione (PDU) insufficiente, e 3) Numero di interruttori insufficiente. Uno qualsiasi di questi problemi impedisce la possibilità di distribuire alimentazione elettrica ad alta densità. Inoltre, dei due problemi descritti sopra, la questione della distribuzione del raffreddamento rappresenta il vincolo principale. Per questa ragione, il presente white paper si concentra principalmente sulla selezione di un'architettura di raffreddamento. L'architettura di alimentazione verrà scelta in base all'architettura di raffreddamento e alla marca di blade server selezionate. Per ulteriori informazioni, consultate i riferimenti 2, 5, 6 e 7 elencati alla fine del presente documento. 5 metodi diversi per l'installazione dei blade server Esistono 5 approcci di base per il raffreddamento dei blade server. Una volta scelta una soluzione, esiste una varietà di prodotti e tecniche diversi che possono essere utilizzati per l'implementazione. Questi approcci sono descritti in dettaglio nel White Paper APC N. 46, Potenza e raffreddamento per blade server e rack ad altissima densità e sono riepilogati nella Tabella 1. Tabella 1 Applicazione dei cinque approcci per il raffreddamento degli armadi ad alta densità Approccio Vantaggi Svantaggi Applicazione 1 Ripartizione del carico Distribuzione degli apparati su più armadi per mantenere un carico di picco basso Funziona ovunque, nessuna pianificazione necessaria Nella maggior parte dei casi non prevede costi aggiuntivi Gli apparati ad alta densità devono essere ripartiti ulteriormente rispetto all'approccio 2. Richiede una maggiore superficie di pavimento Può provocare problemi di trasferimento dati Nelle attuali sale CED, nel caso in cui gli apparati ad alta densità rappresentano una parte minima del carico totale 2 Prestito di raffreddamento Per fornire una capacità di raffreddamento media con regole per consentire il prestito della capacità sottoutilizzata Non sono necessarie nuove apparecchiature Nella maggior parte dei casi non prevede costi aggiuntivi Limite pari a 2 volte la densità di alimentazione di progettazione Richiede una maggiore superficie di pavimento Richiede l'implementazione di regole complesse Nelle attuali sale CED, nel caso in cui gli apparati ad alta densità rappresentano una parte minima del carico totale 4

5 Approccio Vantaggi Svantaggi Applicazione 3 Raffreddamento integrativo Per fornire una capacità di raffreddamento media con la predisposizione di apparati per il raffreddamento integrativo Alta densità dove e quando necessaria Costi di capitale differiti Alta efficienza Utilizzo ottimale dello spazio su pavimento Limite pari a circa 10 kw per armadio I rack e la sala devono essere progettati in anticipo per supportare questo tipo di approccio Nuova costruzione o rinnovo delle strutture esistenti Ambiente misto La posizione degli apparati ad alta densità non è nota in anticipo 4 Area ad alta densità Per creare una particolare fila o area ad alta densità all'interno del centro dati Massima densità Utilizzo ottimale dello spazio su pavimento Gli apparati ad alta densità non devono essere ripartiti Alta efficienza È necessario pianificare in anticipo un'area ad alta densità, o riservare lo spazio necessario È necessario segregare gli apparati ad alta densità Densità kw per rack Quando esiste la necessità di co-locazione dei dispositivi ad alta densità Nuova costruzione o rinnovo delle strutture esistenti 5 Intera sala Per fornire una capacità di raffreddamento ad alta densità a ogni rack Gestione di tutti gli scenari futuri Costi di capitale e operativi elevati 4 volte superiori rispetto ai metodi alternativi Possibile sottoutilizzo di infrastrutture estremamente costose Casi rari ed estremi di farm di grandi dimensioni contenenti apparati ad alta densità con disponibilità di spazio molto limitate Per installare i blade server è necessario selezionare un metodo. La selezione viene effettuata in base ai vincoli dell'attuale installazione e alle esigenze e preferenze dell'utente. 5

6 Il processo di installazione dei blade server Il processo di preparazione dell'ambiente fisico per supportare l'installazione dei blade server include i seguenti elementi chiave: Individuare i vincoli della struttura esistente Individuare le esigenze e le preferenze dell'utente Stabilire il tipo di progettazione appropriato in termini di alimentazione e di raffreddamento Progettare e installare il progetto Nella Figura 1 viene riportata una mappa con la descrizione del processo. La figura mostra una mappa dei flussi del processo con le varie fasi e i dati risultanti per ogni passaggio. Il processo include due loop chiave di front-end, in cui i vincoli e le esigenze e le preferenze dell'utente vengono stabiliti tramite ripetizione. Ciò è essenziale per consentire gli aggiustamenti e i compromessi adeguati. Di norma, i vincoli e le preferenze iniziali cambiano dopo un'analisi della situazione e dei compromessi associati. Nel caso più comune, la preferenza o l'esigenza di popolare densamente i rack con i blade server viene spesso ridimensionata quando le conseguenze di tale approccio vengono pienamente comprese. Questa analisi si verifica nel Loop 2 della mappa dei processi. Un'altra situazione comune si verifica quando, a seguito di una valutazione dell'installazione esistente, vengono evidenziati problemi che possono essere facilmente corretti e si migliora la capacità del centro dati di gestire l'alimentazione dei blade server e i requisiti di raffreddamento. Queste rettifiche si verificano nel Loop 1 della mappa dei processi. Nelle sezioni seguenti vengono descritti più dettagliatamente i diversi processi che contribuiscono alla selezione dell'approccio di progettazione. 6

7 Figura 1 Mappa del processo per la determinazione del metodo di installazione dei blade server appropriato in un centro dati esistente Cambiamenti Condizioni della sala CED Loop 1 Implementare Miglioramenti Individuare i miglioramenti Dati di valutazione Valutare le condizioni Difetti Vincoli dopo i miglioramenti Individuare il miglior approccio Approccio selezionato Pianificazione e implementazione Esigenze dopo gli inevitabili compromessi Individuare le esigenze e le preferenze Esigenze e preferenze preliminari Requisiti di business Loop 2 Alternative Fornire alternative Valutazione dei compromessi Requisiti conflittuali 7

8 Individuare i vincoli della struttura esistente I centri dati esistenti sono caratterizzati da molti vincoli che non possono essere modificati. Tali vincoli sono indicati di seguito: Potenza erogabile di alimentazione di precisione. Il centro dati potrebbe non disporre di potenza erogabile UPS in eccesso sufficiente per alimentare l'installazione dei blade server proposta. Potenza erogabile di raffreddamento di precisione. Il centro dati potrebbe non disporre di potenza erogabile di precisione in eccesso sufficiente per raffreddare l'installazione dei blade server proposta. Tale limitazione si riferisce alla potenza nominale erogabile dei condizionatori dell'aria della sala computer e non del sistema di distribuzione dell'aria. Limiti di spazio su pavimento. Lo spazio su pavimento totale disponibile nel centro dati oppure lo spazio su pavimento disponibile per l'installazione dei blade server può presentare dei limiti. Se inderogabili, tali limiti possono forzare determinati approcci di progettazione. Mancanza di controsoffitto di ripresa. La sala potrebbe non utilizzare o non disporre di un controsoffitto di ripresa per il ritorno dell'aria. L'altezza della sala può essere limitata e non rendere possibile la realizzazione di un controsoffitto di ripresa. Questo vincolo può escludere alcune opzioni di progettazione. Vincoli legati al pavimento flottante. Il pavimento flottante esistente, se presente, potrebbe essere di altezza inferiore a 0,6 m e/o parzialmente occupato da cavi e tubi. Ciò potrebbe limitare la capacità di distribuzione dell'aria del pavimento flottante che potrebbe precludere alcune opzioni di progettazione. Vincoli di peso. Il pavimento del centro dati potrebbe prevedere dei limiti di carico, in particolare nel caso in cui sia presente un pavimento flottante. Questo vincolo può precludere alcune opzioni di progettazione. Di frequente, i vincoli in un centro dati esistente non sono documentati né ovvi, pertanto è necessario effettuare una valutazione delle condizioni. Valutazione delle condizioni esistenti La valutazione delle condizioni esistenti del centro dati è essenziale per procedere all'installazione dei blade server. Questa valutazione può essere superficiale se il numero dei blade server è nell'ordine di un rack di blade server o meno. Tuttavia, per installazioni superiori a un rack, la profondità e il dettaglio della valutazione devono aumentare conseguentemente. 8

9 Durante una valutazione, vengono raccolti vari dati relativi alla potenza erogabile dei sistemi di alimentazione e raffreddamento, inclusa la potenza erogabile nominale e, ancora più importante, la potenza erogabile effettivamente implementata. Inoltre, le condizioni di carico esistenti devono essere valutate per stabilire l'entità e la distribuzione fisica dei carichi. Un altro fattore importante è rappresentato dal fatto che i sistemi di distribuzione dell'alimentazione e del raffreddamento devono essere studiati per quantificare la capacità del sistema per distribuire carichi di alimentazione e raffreddamento ad alta densità. Nei casi in cui la complessità dell'installazione è particolarmente elevata, è consigliabile simulare il centro dati mediante modelli basati su computer, per stabilire le condizioni di fatto esistenti e per effettuare una verifica del progetto proposto. Un esempio di dati di questo modello è riportato nella Figura 2. Figura 2 Modello della fluidodinamica computazionale 3D (CFD, 3D Computational Fluid Dynamics) di una sala CED (fornito dai Servizi professionali APC) Tutti gli operatori delle sale CED dovrebbero possedere delle conoscenze rudimentali per la valutazione di un centro dati. Per installazioni complesse, con costi o rischi elevati, si consiglia di far eseguire tali valutazioni da personale esperto. APC e altri fornitori erogano servizi professionali per la valutazione dei centri dati. 9

10 Identificare le aree di miglioramento Pulizia di base del centro dati Le condizioni esistenti di un centro dati includono spesso un certo numero di punti deboli che dovrebbero essere identificati e corretti prima di procedere con le fasi successive, poiché possono influire sui dati che rappresentano il fondamento per l'installazione dei blade server. Di seguito sono indicati alcuni di questi problemi: Mancata implementazione dei pannelli fittizi Perdite nel pavimento flottante o nel sistema di aerazione Configurazione errata della ripresa dell'aria Configurazione errata delle piastrelle grigliate ventilate del pavimento Cablaggi inutilizzati al di sotto del pavimento che possono essere rimossi Punti di regolazione errati sui condizionatori d'aria Una spiegazione più dettagliata di queste problematiche viene illustrata nel White Paper APC N. 42, Dieci passi per risolvere i problemi di raffreddamento generati dall'uso di server ad alta densità, e nel N. 49, Avoidable Mistakes that Compromise Cooling Performance in Data Centers and Network Rooms. Individuare le esigenze e le preferenze dell'utente Oltre ai vincoli fisici della struttura, esistono anche i vincoli posti dai clienti, ovvero le preferenze. Tali vincoli possono essere assoluti oppure possono essere ridimensionati se il costo dell'implementazione è troppo elevato. Tali esigenze o preferenze possono precludere alcune opzioni di installazione dei blade server e suggerirne altre. Le esigenze includono quanto riportato di seguito: Funzionamento ininterrotto. Uno dei requisiti fondamentali è che l'installazione abbia un impatto minimo sul funzionamento del centro dati esistente, con rischi minimi per il funzionamento degli apparati IT Ad esempio, potrebbe non essere possibile pianificare delle interruzioni di servizio. Alta disponibilità del sistema implementato. Un'altra esigenza importante è che il sistema implementato disponga della più alta disponibilità possibile. Tale fattore implica la ridondanza dei sistemi di alimentazione e di raffreddamento e il test del sistema per verificarne la ridondanza. Co-locazione dei server (densamente popolati). Potrebbe essere evidenziata la necessità di popolare i blade server alla massima densità possibile. Le motivazioni di questa esigenza includono: Il sistema installato è un sistema di presentazione o di dimostrazione Esigenza di conservare dello spazio libero su pavimento Requisito legale o normativo per il posizionamento di tutti i server in una sala di piccole dimensioni 10

11 Semplificare il trasferimento dati Desiderio di disporre di un raggruppamento logico degli apparati IT (ad es. co-locazione di tutti i server Web) Proprietari diversi di aree differenti del centro dati Semplificazione dell'amministrazione degli apparati (ad es. gli aggiornamenti) La sensazione (spesso errata) che questa soluzione preveda un risparmio sui costi Si noti che popolare i server alla massima densità può essere estremamente costoso e richiedere una costruzione invasiva oltre alla modifica del centro dati esistente. Si consiglia di prendere in considerazione le alternative che prevedono la ripartizione prima di decidere per la popolazione ad alta densità dei blade server. Effettuare la predisposizione per le installazioni successive. Questa può essere la prima di una serie di installazioni di blade server, nel qual caso, l'attuale installazione deve costituire il fondamento per le installazioni successive e non deve precludere o interferire con le installazioni future. Tempo. Potrebbe essere necessario effettuare l'installazione rapida dei blade server. Se questo è il caso, le fasi relative alla pianificazione, alla selezione dei fornitori e alla costruzione potrebbero risultare sgradite. Costi. La preferenza principale potrebbe essere quella di installare i blade server a costi minimi. Questo aspetto fornisce un'indicazione chiara. Selezione del metodo di installazione Una volta compresi i vincoli della struttura esistente e avere effettuato un'adeguata analisi dei compromessi rispetto alle diverse esigenze e preferenze del cliente, è possibile procedere alla selezione del metodo di installazione tra i 5 metodi principali sopra descritti. Il metodo di installazione viene selezionato sulla base delle esigenze di raffreddamento poiché questo aspetto rappresenta il vincolo principale sui sistemi pratici. Dopo aver stabilito il metodo di installazione, vengono risolti i problemi di alimentazione. 11

12 La variabile chiave che influisce sul metodo di installazione è la densità dell'installazione. Molti clienti presuppongono o preferiscono che i blade server siano installati alla massima densità. Spesso si tratta di un presupposto non appropriato quando si installano i blade server in un ambiente esistente. Infatti, la maggior parte dei blade server utilizza una struttura a chassis modulare e può essere installata a una densità inferiore rispetto alla densità massima del rack. Ad esempio, IBM BladeCenter è composto da uno chassis indipendente che può essere installato a incrementi tra 1 e 6 per rack. Sebbene la ripartizione dei blade server possa dare l'impressione di una riduzione dei vantaggi di questo tipo di installazione, i costi, la disponibilità del sistema e la velocità dell'installazione possono risultare migliorati dalla ripartizione, in particolare se si installano i blade server in un ambiente preesistente. Molti ambienti preesistenti sono stati progettati per una densità di alimentazione pari a 2 kw per rack o inferiore. Quando si installano i blade server a una densità di alimentazione pari a kw per rack in tale tipo di ambiente, gli armadi utilizzano l'infrastruttura di alimentazione e raffreddamento in modo sproporzionato e nel centro dati rimane dello spazio libero aggiuntivo che non può essere utilizzato quando sono in uso tutti i sistemi di alimentazione e raffreddamento. Per questa ragione, non esiste alcun vantaggio reale nel conservare dello spazio durante un'installazione di blade server nei centri dati esistenti. Questo aspetto rende più pratico e più vantaggioso in termini di costi ripartire i blade server nei centri dati esistenti. L'installazione dei blade server alla massima densità rappresenta un vantaggio in termini di costi solo nelle strutture di nuova costruzione appositamente progettate per supportare l'alta densità, quando le dimensioni dell'installazione sono elevate oppure quando esistono rigidi vincoli di spazio. Pertanto, la decisione cruciale nell'installazione dei blade server è il livello in base a cui gli chassis dei blade server sono distribuiti tra i rack, ovvero quanti chassis di blade server verranno installati per ogni rack. La marca e il modello di blade server scelti potrebbero limitare la possibilità di ripartire i blade server; ad esempio, alcuni blade server utilizzano chassis indipendenti facili da ripartire, mentre altri usano un sistema "backplane" che rende la ripartizione una soluzione poco pratica ad eccezione di particolari casi di espansione dell'installazione. Per un approfondimento di tali aspetti, fate riferimento alle Note applicative APC in merito alle marche specifiche di blade server. Quando vengono mappate le diverse densità di installazione degli chassis di blade server in base ai cinque metodi chiave di installazione dei blade server, il risultato ottenuto è quello mostrato nella Tabella 2. 12

13 Tabella 2 Mappa dei criteri dell'installazione dei blade server in base alle diverse combinazioni di densità degli chassis e al metodo di installazione, con l'indicazione delle combinazioni preferite N. di chassis per rack 1 Ripartizione dei carichi Possibile nella maggior parte dei centri dati Prestito di raffreddamento Possibile in tutti i centri dati Raffreddamento integrativo Possibile in tutti i centri dati. Consentita l'installazione di rack blade adiacenti Area ad alta densità Non vantaggioso in termini di costi in confronto alle alternative Intera sala Non vantaggioso in termini di costi in confronto alle alternative 2 Solo se il centro dati dispone di una capacità di raffreddamento insolitamente elevata Possibile nella maggior parte dei centri dati, l'uso dei rack adiacenti potrebbe essere limitato Possibile in tutti i centri dati. Consentita l'installazione di rack blade adiacenti Non vantaggioso in termini di costi in confronto alle alternative. Necessario impostare un target di densità più elevato per le aree o le file nuove. Non vantaggioso in termini di costi in confronto alle alternative. Necessario impostare un target di densità più elevato per un'intera sala. 3 Non praticabile: la densità di alimentazione supera la capacità della sala CED standard Possibile nella maggior parte dei centri dati, ma l'uso dei rack adiacenti potrebbe essere impossibile Richiede un sistema di aspirazione dell'aria calda o condutture Consentita l'installazione di rack blade adiacenti Limite massimo per sistemi di raffreddamento a pavimento flottante progettati adeguatamente Non vantaggioso in termini di costi in confronto alle alternative. Necessario impostare un target di densità più elevato per un'intera sala. 4 Non praticabile: la densità di alimentazione supera la capacità della sala CED standard Il centro dati deve disporre di una capacità di raffreddamento insolitamente elevata, le regole sono rigide Dipende dalla combinazione specifica di blade server e della soluzione di raffreddamento integrativo Sono necessari sistemi di evacuazione dell aria calda Sono necessari sistemi di evacuazione dell aria calda. È necessario il rinnovamento dell'intera sala 5 Non praticabile: la densità di alimentazione supera la capacità della sala CED standard Non praticabile: la densità di alimentazione supera la capacità della sala CED standard Non praticabile: la densità di alimentazione supera la capacità dei sistemi di raffreddamento integrativo conosciuti Sono necessari sistemi di evacuazione dell aria calda Sono necessari sistemi di evacuazione dell aria calda. È necessario il rinnovamento dell'intera sala 6 Non praticabile: la densità di alimentazione supera la capacità della sala CED standard Non praticabile: la densità di alimentazione supera la capacità della sala CED standard Non praticabile: la densità di alimentazione supera la capacità dei sistemi di raffreddamento integrativo conosciuti Solo se esiste una rigida limitazione dell'area. Costo elevatissimo per ottenere questa densità su un'area sostenuta. Potrebbero essere necessarie delle regole. Costo elevatissimo per ottenere questa densità. È necessario il rinnovamento dell'intera sala Sono necessari sistemi di evacuazione dell aria calda. 13

14 N. di chassis per rack Ripartizione dei carichi Prestito di raffreddamento Raffreddamento integrativo Costi minimi Costi minimi da a Euro per rack Area ad alta densità da a Euro per rack Intera sala da a Euro per rack Aumento dei costi Facile Procedure necessarie Aumento della complessità di installazione Installazione non invasiva Operazioni di installazione, tubazioni e cablaggio più impegnativi Sono necessari interruzione e rinnovamento dell'intera sala La Tabella 2 mostra che per 30 combinazioni possibili rispetto a sei livelli di ripartizione e 5 metodi di installazione, esistono circa 11 combinazioni preferite e altre 7 combinazioni marginali per un totale di 18 combinazioni praticabili. Per selezionare l'alternativa migliore, migliaia di combinazioni di preferenze degli utenti, vincoli pratici e condizioni esistenti, i dati devono essere mappati su queste 18 combinazioni di installazione. La mappatura richiede delle regole e un'analisi approfondita e può essere implementata come un algoritmo software, tuttavia la descrizione completa va oltre lo scopo di questo documento. Durante lo sviluppo degli strumenti per l'esecuzione di questa analisi, APC ha identificato alcune osservazioni chiave: Se il rapporto di rack blade da installare supera il 25% delle posizioni rack in una sala, è possibile che una sala esistente richieda un rinnovamento totale dei sistemi di alimentazione e raffreddamento. Tale aspetto suggerisce che per installazioni di tali dimensioni debba essere costruita una nuova sala, a meno che non sia possibile chiudere il centro dati per un determinato periodo di tempo. Per i centri dati esistenti che prevedono l'installazione di 1-5 rack di blade server, è opportuno effettuare una ripartizione pari al 25% - 50% del grado di densità totale (ad esempio, meno di 3 chassis per rack) per minimizzare l'impatto sul funzionamento del centro dati e ridurre i costi di installazione. Per la maggior parte dei centri dati, il costo per il raggiungimento di densità molto elevate supera di gran lunga i costi associati all'aggiunta di alcuni rack supplementari. Nel caso diffuso di un centro dati esistente dotato di capacità di raffreddamento e di alimentazione, il raffreddamento integrativo incrementa la densità di installazione e comporta costi ridotti offrendo risultati prevedibili. 14

15 Approcci non consigliati Di seguito è riportato un elenco di approcci e azioni costantemente adottati dagli operatori delle sale CED ma che si sono dimostrati inefficaci. Tali approcci apportano scarsissimi vantaggi e spesso peggiorano la situazione. Riduzione della temperatura dell'aria. Una delle azioni più semplici ma con pessimi risultati che può essere adottata è quella di ridurre il punto di regolazione della temperatura dell'aria dei condizionatori d'aria della sala computer per tentare di eliminare i punti di concentrazione del calore del centro dati. Questa operazione riduce la capacità dei condizionatori d'aria, aumenta notevolmente il consumo di acqua dell'umidificatore e riduce significativamente l'efficienza di funzionamento del centro dati, aumentando di conseguenza i costi dei consumi di elettricità. Tutti gli aspetti descritti si verificano e NON risolveranno il problema, poiché si tratta di un problema del flusso dell'aria e NON di un problema di temperatura. Griglie a pavimento. Un'altra azione apparentemente logica è quella di sostituire le piastrelle grigliate del pavimento flottante con una piastrella dotata di una resistenza all'aria inferiore. Queste piastrelle somigliano più a delle grate e sono diverse dalle comuni piastrelle perforate. Questo approccio può essere utile nel caso di un rack isolato, ma presenta diversi effetti collaterali, in particolare se usato in quantità elevate. L'uso di queste griglie in un centro dati standard provoca la diminuzione del flusso dell'aria in altre aree nonché variazioni significative e non prevedibili nel flusso di aria tra le piastrelle. Questo problema è descritto in dettaglio nel White Paper APC N. 46, "Potenza e raffreddamento per blade server e rack ad altissima densità". Ventole collocate nella parte superiore del rack. L'uso di ventole sul pannello superiore dei rack è molto diffuso, sebbene tali ventole non producano alcun vantaggio in un rack IT correttamente progettato. Il problema del surriscaldamento dei server NON è dovuto all'aria calda all'interno del rack. La causa è l'aria calda nelle prese d'aria dei server posizionate sul pannello frontale. Queste ventole producono più calore e possono perfino ridurre la capacità di raffreddamento nei centri dati progettati in modo ottimale. Molti clienti richiedono le ventole dei pannelli superiori in base a specifiche preesistenti senza comprenderne appieno lo scopo. Tuttavia, esistono alcuni dispositivi di ventilazione efficaci da abbinare ai rack; una descrizione dettagliata di questi dispositivi è disponibile nel White Paper APC N. 42, "Dieci passi per risolvere i problemi di raffreddamento generati dall'uso di server ad alta densità". Isolazione dei rack. L'isolazione dei rack in un'area aperta su tutti i lati rispetto alle classiche file è una soluzione spesso utilizzata nel tentativo di ridurre la densità in un'area e consentire l'implementazione di più piastrelle grigliate ventilate in associazione con il rack. Tuttavia, questo approccio provoca il ritorno dell'aria calda di scarico intorno ai lati del rack e nell'ingresso dell'aspirazione del server. L'effetto complessivo non produce alcun vantaggio. La soluzione migliore è quella di mantenere una disposizione a corridoi caldi e freddi, utilizzare rack non densamente popolati e pannelli fittizi tra i rack blade, corridoi freddi più ampi, dispositivi di raffreddamento integrativo e/o sistemi di contenimento dei corridoi caldi per incrementare le prestazioni. 15

16 Conclusione L'installazione dei blade server consente un miglioramento significativo della capacità di elaborazione, tuttavia può sollecitare notevolmente i sistemi di alimentazione e di raffreddamento dei centri dati esistenti. Esistono diversi approcci per l'alimentazione e il raffreddamento dei blade server. L'approccio migliore per un'installazione specifica dipende dai vincoli della progettazione esistente e dalle esigenze e preferenze dell'operatore della sala CED. Questo documento descrive gli aspetti e le scelte coinvolti nell'installazione dei blade server. Fornisce la descrizione del processo per la selezione del metodo di installazione in base ai vincoli e alle necessità. La maggior parte degli utenti non comprende i vincoli di raffreddamento posti dall'installazione di blade server densamente popolati. Una volta prese in considerazione le opzioni e i rispettivi vantaggi, le installazioni che prevedono la ripartizione dei blade server verranno giudicate positivamente per molte strutture esistenti grazie ai risparmi in termini di costi e di tempo e alla riduzione delle interferenze con il funzionamento del centro dati. 16

17 Riferimenti 1) White Paper APC N. 46, Potenza e raffreddamento per blade server e rack ad altissima densità 2) White Paper APC N. 29, Opzioni di alimentazione per rack ad alta densità 3) White Paper APC N. 49, Avoidable Mistakes that Compromise Cooling Performance in Data Centers and Network Rooms 4) White Paper APC N. 42, Dieci passi per risolvere i problemi di raffreddamento generati dall'uso di server ad alta densità 5) Nota applicativa APC n. 76, Configuring Data Centers to Support IBM BladeCenter Servers 6) Nota applicativa APC n. 75, Configuring Data Centers to Support HP BladeSystem p-class Servers 7) Nota applicativa APC n. 74 Configuration of InfraStruXure for Data Centers to Support Dell PowerEdge 1855 Blade Servers Informazioni sull'autore Neil Rasmussen è uno dei fondatori e il Chief Technical Officer di American Power Conversion. Presso APC, Neil Rasmussen gestisce il maggiore budget mondiale per R&S destinato all'infrastruttura di alimentazione, raffreddamento e rack per reti critiche. APC ha centri di sviluppo prodotti in Massachusetts, Missouri, Danimarca, Rhode Island, Taiwan e Irlanda. Attualmente Neil Rasmussen si occupa del coordinamento delle attività di APC per lo sviluppo di soluzioni scalari e modulari per i data center. Prima di fondare APC, nel 1981, Neil Rasmussen ha conseguito laurea e master in Ingegneria elettrica presso il MIT, presentando una tesi sull'analisi di un'alimentazione a 200 MW per un reattore a fusione Tokamak. Dal 1979 al 1981 ha lavorato presso i MIT Lincoln Laboratories studiando i sistemi di accumulo energetico nei volani e i sistemi a energia solare. 17

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