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IT决策是如何影响数据中心:相互了解的重要性

来源:机房360 作者:CC编译 更新时间:2017-7-31 10:31:28

摘要:通常在数据中心管理范围内的,围绕IT做出的决策与行动会潜移默化的对数据中心环境设施,以及运行成本都会产生深远影响。通过了解这些关系,IT与数据中心管理,形成一套对双方产生正面影响,相互促进发展的管理方法,从而有效提高双方运营效率,更好地彼此的运营中出现的矛盾。

  通常在数据中心管理范围内的,围绕IT做出的决策与行动会潜移默化的对数据中心环境设施,以及运行成本都会产生深远影响。通过了解这些关系,IT与数据中心管理,形成一套对双方产生正面影响,相互促进发展的管理方法,从而有效提高双方运营效率,更好地彼此的运营中出现的矛盾。

  重点思考与调查结果:

  指定高ΔT服务器与低ΔT服务器: 更高的温度上升(ΔT)意味着冷却时每千瓦风量的减少。 这导致较低的总调节气流速率和较少的风扇能量,降低运营成本。 历史上,刀片服务器具有比1U-3U机架式服务器更高的ΔT,尽管一些较新的能源之星服务器正在缩小差距。

  (备注:ΔT:温度的变化量)

  指定A1,A2,A3或A4服务器:

  不同级别的服务器在不同的最高温度下运行,从而拥有更多自然冷却时间,降低运营成本。

  前送风后回风的设备:

  由于没有做冷热通道隔离,因此,需要将空调送风温度设定值降低并需要更大的气流,从而降低冗余,导致运营费用增加。

  磁带存储的温度变化最大值可能会限制某些气候区域的自然冷却时间。

  制冷单元温度设定值:

  IT设备允许最高进风温度值与进入数据中心自身设定温度值的差异。

  气流遏制系统:

  如果没有做气流遏制系统,将会产生其它气流,同时降低制冷单元设定温度,提高运营成本。

  采用气流组织管理:

  气流管理最佳做法可以减少所需的气流量,并允许提高冷却单元温度设定值,降低风机成本,降低机组风扇成本,并增加自然冷却时间。

  讨论这些的最终目的是在IT和设局中心设施之间达成协议,了解这些决策如何影响另一方。 为了确保数据中心的效率优化,IT团队与数据中心需要共同合作了解上述,将会更详尽的了解彼IT对数据中心环境的影响。

  背景:

  服务器,存储和电信硬件,应用程序,维护虚拟设备正常运行,管理硬件和服务提供商,以及超越业务战略层面的事务和存储容量需求预测等,这些设备运行都有赖于IT管理; 然而,事实证明,大部分传统、普遍的理解,管理这些设备都依赖于设备自身效率与能力,同时依赖于数据中心基础设施的优化。

  由于这些原因,我们建议,将许多关于这些方面的决策、日常运维与新空间设备管理、建筑工程一起进行,从而降低未来可能发生的潜在隐患,具备应对竞争的优势、为数据中心与IT设备正常运行提供保障。

  本文将探讨一些在数据中心常见的IT管理方面的问题,这些问题对于数据中心设备效率与建筑架构的影响。 这篇文章让我们意识到,IT管理与数据中心设备管理有很多地方都是交错重叠的。

  本文将探讨一些在数据中心常见的IT管理方面的问题,这些问题对于数据中心设备效率与建筑架构的影响。 这篇文章让我们意识到,IT管理与数据中心设备管理有很多地方都是交错重叠的。

  事实上,这需要IT专业人员和数据中心设施经理积极沟通,优化数据中心能效。

  第1部分:指定高ΔT服务器与低符号ΔT服务器

  通常与刀片相关的较高的ΔT可以减少冷却每千瓦的气流量。 这导致较低的总调节气流速率和较少的风扇能量,降低运营成本。

  指定数据中心的计算机设备可能在表面上似乎是最基本的IT活动之一,但也可能对数据中心机械设备和操作数据中心的整体成本产生深远的影响。

  计算机服务器和相关设备的各种决策有许多方面对于将部署数据中心都有一定的影响,与此同时,这些方面都对基础设施的效率㛑有一定程度的影响(指定传统的离散服务器或刀片服务器只是其中一个决定)。

  IT决策过程通常可能侧重于哪种类型的服务器可能最有助于虚拟化或应用程序隔离,或者可能为更高的事务速度提供更轻松的技术刷新路径,或者也许权衡I / O扩展可扩展性与原始计算能力的重要性; 此外,对数据中心总体架构的影响也应成为该决策过程的一部分。

  q = Cp x W x ΔT q(风量) =比热(Cp)x重量(W)x容器允许温升(ΔTc)

  其中q =传递的热量

  Cp =空气比热

  ΔT=空气温度上升

  W =质量流量

  当我们将我们舒适的熟悉区域的条件归一化时,这种关系描述为:


  其中CFM =每分钟气流的立方英尺


  在具有1600台刀片(100个机箱)的数据中心中,服务器将消耗45,140 CFM的冷藏空气(100 X 451.4),而不是具有1000台比萨盒服务器的数据中心,这将消耗79,000 CFM的冷藏空气。

  这种气流消耗差异有几个影响。

  首先,在具有较高ΔT计算机设备的数据中心中,将有一个显着的冷却单元风扇节能。 例如,如果我们指定了能够提供17,000 CFM能力的(CRAH),则需要5台CRAH才能达到79,000 CFM要求.当然,这五台CRAH将显著超过下一个 较高ΔT数据中心的气流需求,但风扇法则意味着可以实现比直线性关系中预期的更大的能量节省。

  这些关系由等式描述:


  因此,在100%的风扇速度下,100%的额定风量被输送,而在50%的风扇速度下,额定风量的50%被交付。 同样,在100%的风扇速度下,100%的额定风扇能量被消耗,但是在风扇速度为50%时,仅消耗额定风扇能量的12.5%,即(1/2)3 = 1/8,或.125。

  为了讨论起见,我们假设这个例子中的总重30吨CRAH,约有12HP的额定功率,电机功率为9kW。 五台CRAH可以生产85,000 CFM(5 X 17,000=85000CFM),但实际只需要79,000 CFM,因此可变风量风扇(变频驱动器[VFD]或电子换向[EC或“插头”]风扇)的转动可以降至93%,或每台只需要15,800 CFM,以满足服务器要求。 在这个流量或转速级别,每台CRAH实际功率为7.2kW:

  93%3= 80%

  80% of 9kW = 7.2kW

  因此,每年五台CRAH需要运行8760小时,刀片数据中心每小时需要59,000千瓦的制冷功率,比萨盒服务器数据中心每小时需要315,360千瓦的制冷功率,或者在通过数据中心采用低功耗服务节约能耗81%,使服务器具有较高的ΔT。

  (备注:比萨盒服务器(pizza box server):该服务器由众多精简版的核心组成,这些机器甚至更有能力处理更高的吞吐率,因此会备受瞩目,成为比萨盒服务器(pizza box server)的主要替代者——那归功于它们的价格更合理,功耗更低。

  虽然这样的“A对B”的比较对于说明相对差异很有用,但这种比较是一种假设假设而不是现实。 事实上,在这种情况下更有可能的是,可能会为比萨盒数据中心部署六台30吨的CRAH单元,实现N + 1冗余模式,其中四台相同的CRAH将提供制冷,2台备用,使其具有较高的ΔT设备。

  在这种情况下,TCO(总体拥有成本)计算将包括购买额外的两台CRAH的差额,以及每年的能耗,每个技术更新周期或者数据中心生命周期,无论采用哪个标准都与商业模式有关。

  注意:注意:这个容量计划完全是假设的,只是为了在两个服务器设备场景之间建立一个相对的差异。在实际运行中,如本文后面将要讨论的那样,可能需要5台CRAH或者多达12台CRAH分配单元,来满足多台服务器对风量()79,000 CFM)或者对更高的需求。当然,这取决于数据中心设计的有效性,尽可能将旁路气流与再循环气流控制到最低。

  通过相同的方法,具有同样的IT kW负载的刀片服务器数据中心仅需要45,140CFM风量,因此每台CRAH风机的转速可降低53%的RPM(每分钟转数),使得每台设备的功率仅为1.35kW。

  除了直接影响在数据中心产生与移动冷却气流所需的能量之外,决定是否采用刀片服务器或比萨盒服务器,这一决定,也可能对节能装置或自然冷却设备的性能产生一定影响。

  自然冷却在本文后面会有更为详细地讨论,但为了讨论的目的,我们考虑一个空侧节能装置和在数据中心设定送风温度68°F(20摄氏度)。

  一旦设定数据中心送风温度后,只要室外环境温度低于68°F(20摄氏度),就可以利用室外空气来对数据中心进行冷却,节省从数据中心空气中除去热量并将冷空气返回到数据中心所需的能量。 除了为数据中心的IT设备供电所需的能源之外,数据中心运营费用最大一项就是对冷却系统的运维,无论是集中式冷水机组还是通过下送风的DX CRAC,对它们的运维都将是一笔不小的费用。

  当环境条件处于或低于所需的送风温度时,除了消除这种机械设备费用,每当环境条件低于数据中心回风温度时,这些机械冷却成本的或多或少会降低一些。

  因此,在当前的示例中,只要外部环境条件低于88°F(31摄氏度),并且只要外部环境温度低于刀片服务器数据中心温度,披萨盒服务器数据中心将有一些部分自然冷却的优点 103°F(39.4摄氏度)(分别为68 + 20和68 + 35)。

  图表1表明,额外的部分自然冷却时间的这个值将会根据数据中心的位置以及操作设定点的不同,会产生很大差异。

  对不同服务器ΔT的部分自由冷却时间进行比较


  (本文后面将讨论各种温度设定点策略及其与IT决策和举措的关系。 在本讨论中,我们先将使用68°F(20摄氏度)作为送风温度,为了避免预先处理的IT保守人士对此持异议,我们建议读者彻底脱离自身的舒适区。

  责任编辑:DJ编辑

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