Rechenzentren sind die "Fabriken" der neuen digitalen Wirtschaft. Die auf ihrer Basis operierenden IT-Services spielen eine immer wichtigere Rolle bei den Aktivitäten von Unternehmen und Organisationen. In vielen Fällen werden sie zur Grundlage von Produktions- und Geschäftsprozessen. Der Markterfolg des Unternehmens hängt daher vom zuverlässigen und effizienten Betrieb des Rechenzentrums ab. Und Probleme und Unterbrechungen bei solchen Arbeiten sind mit ernsthaften finanziellen Verlusten verbunden.
Ein wesentliches Merkmal moderner Rechenzentren ist neben der Zuverlässigkeit die Energieeffizienz. Dieser Indikator erhält immer mehr Aufmerksamkeit. Kein Wunder, denn Ende 2017 erwies sich der Gesamtenergieverbrauch aller Rechenzentren der Welt als vergleichbar mit dem Energieverbrauch Russlands. Und das sind ungefähr 800 TWh. Die Rechenzentrumsbranche entwickelt sich ständig weiter und verbraucht immer mehr Energie. Schätzungen zufolge beträgt die jährliche Steigerung der Rechenzentrumskapazität weltweit 8-12%. In Russland ist die Situation ähnlich.
Durch den Einsatz umweltfreundlicher Technologien können nicht nur Strom gespart, sondern auch die Kosten für technische Geräte gesenkt werden, die für den Betrieb des Rechenzentrums erforderlich sind. Je geringer der Energieverbrauch des Rechenzentrums ist, desto weniger müssen Sie für unterbrechungsfreie Stromversorgungen, Klimaanlagen und andere Elemente der technischen Infrastruktur bezahlen.
Zur Beurteilung der Energieeffizienz des Rechenzentrums wird der von Green Grid vorgeschlagene PUE-Indikator (Power Utilization Efficiency) verwendet. Es ist definiert als das Verhältnis der gesamten vom Rechenzentrum verbrauchten elektrischen Energie zur Energie, die direkt von IT-Geräten verbraucht wird. Wir geben ein Beispiel. Wenn das Rechenzentrum 2 MW Strom vom Stromnetz erhält und nur 1 MW die IT-Ausrüstung erreicht, beträgt der PUE dieser Anlage 2. Wenn es möglich ist, den „Overhead“ zu reduzieren und 1,5 MW an die IT-Ausrüstung zu bringen, dann Der PUE fällt auf 1,33 (2 / 1,5 = 1,33). Je niedriger der PUE-Wert ist, desto effizienter wird Energie genutzt.
Nach Angaben der Organisation Uptime Institute lag der durchschnittliche PUE der Rechenzentren 2007 bei 2,5. Im Jahr 2018 fiel dieser Wert auf einen Wert von 1,58. Darüber hinaus gibt es Rechenzentren, in denen der PUE auf einem Niveau von 1,1 oder noch niedriger liegt. Ideal bei PUE = 1. In der Praxis ist dies jedoch nicht erreichbar, da der Wirkungsgrad von technischen Geräten wie USVs nicht 100% betragen kann.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Energieeffizienz zu verbessern (PUE reduzieren). Eines der energieintensivsten Systeme moderner Rechenzentren ist das Kühlsystem. Durch den Einsatz von Technologien zur freien Kühlung (freie Kühlung) können die Energiekosten für die Kühlung erheblich gesenkt werden. Die Essenz des freien Kühlens ist die Anwendung zum Kühlen kühler Außenluft. Diese Luft kann direkt durch das Filtersystem in Serverräume geleitet werden (direkte Freikühlung) oder durch Wärmetauscher die im Rechenzentrum zirkulierende Luft kühlen (indirekte Freikühlung). Es ist klar, dass die Reduzierung des PUE durch den Einsatz von USVs mit höherem Wirkungsgrad sowie durch die Reduzierung von Verlusten bei der Übertragung von Elektrizität erleichtert wird - wenn Energie über Kabel oder Sammelschienen an IT-Geräte geliefert wird.
Um die Energieeffizienz zu erhöhen, ist es nicht erforderlich, viel Geld für den Kauf neuer Geräte mit höherer Effizienz auszugeben. Es gibt viele Rezepte für die Modernisierung bestehender Anlagen mit minimalem Investitionsaufwand. Sie können beispielsweise die Steckplätze in den Schränken schließen, um das Austreten von kalter Luft zu vermeiden, den heißen oder kalten Korridor zu isolieren, die Platzierung von Servern in den Schränken zu optimieren, indem Sie beispielsweise einen stark belasteten Server in ein Kühlregal stellen usw.
Um solche Arbeiten durchführen zu können, müssen jedoch zunächst Informationen über den aktuellen Energieverbrauch vorliegen. Der Gesamtverbrauch des Rechenzentrums (der Zähler bei der Berechnung des PUE-Koeffizienten) ist nicht schwer zu messen - dafür reicht es aus, die entsprechenden Messgeräte an den Eingängen der elektrischen Verteilertafeln zu installieren. Um den Nenner zu erhalten, ist es jedoch erforderlich, den Energieverbrauch direkt an den Stellen zu messen, an denen IT-Geräte angeschlossen sind, d. H. in Gestellen. Dies erfordert die Installation von PDU-Verteilungsblöcken mit Mitteln zur Steuerung des Stromverbrauchs (solche PDUs werden auch als intelligent bezeichnet). Betrachten Sie die Funktionen dieser Geräte am Beispiel von Geräten der englischen Firma PDU eXpert.
PDU eXpert entwickelt und fertigt eine breite Palette von PDU-Produkten: von einfachen nicht intelligenten Einheiten mit einer unterschiedlichen Anzahl von Steckdosen verschiedener Typen bis zu intelligenten Einheiten der KWX-Linie.
Blöcke der KWX-N-Familie sind in vier Versionen erhältlich:
- Die N1- Modelle bieten eine Gesamtsteuerung der Leistung, die durch die gesamte PDU fließt, einschließlich Gesamtstrom (A), Eingangs- und Ausgangsspannung (V) und Gesamtstromverbrauch (kW * h) aller an die PDU angeschlossenen Geräte.
- N2- Modelle unterscheiden sich von N1-Modellen darin, dass sie eine Überwachung auf der Ebene jeder einzelnen Steckdose ermöglichen. Sie ermöglichen es, Daten über den Energieverbrauch einzelner an die PDU angeschlossener Geräte zu erhalten.
- Die N3- Geräte haben dieselben Funktionen wie die N1-Modelle, ermöglichen dem Benutzer jedoch zusätzlich das Ein- und Ausschalten einzelner Steckdosen aus der Ferne. Dies kann sich als praktisch für die Wartung von IT-Komplexen herausstellen, z. B. wenn Sie einen Server remote neu starten müssen.
- Schließlich bieten die funktionalsten N4- Modelle die Möglichkeit, einzelne Steckdosen (wie N2) zu überwachen und aus der Ferne ein- und auszuschalten (wie N3). Sie sind in Fällen gefragt, in denen die Anforderungen an Steuerung und Fernwartung maximal sind.
Zur KWX-Familie gehören auch „erweiterte“ Geräte mit ABP-Funktionen. Die Geräte der KWX-ATS-Serie (Automatic Transfer Switch) sind neben den Funktionen einer intelligenten PDU mit automatischen Reserveeingängen (ATS) und sequentiellen Startfunktionen ausgestattet. Sie bieten eine automatische Umschaltung zwischen Primär- und Notstromquelle, ohne die Stromversorgung der Last zu unterbrechen. Für den Fall, dass die Hauptstromversorgungsquelle nicht mehr verfügbar ist, überträgt der KWX-ATS die Last auf die Sicherungsquelle, und das Umschalten dauert 8 ms. Das Gerät kann bei Temperaturen bis zu + 55 ° C betrieben werden, sodass es im heißen Korridor der Serverräume aufgestellt werden kann.
Darüber hinaus verfügt die PDU-Produktlinie eXperts KWX-ATS über eine integrierte Umgebungsüberwachung. An das Gerät angeschlossene Sensoren können in einer Kette angeschlossen werden - bis zu acht Sensoren. Dies können Temperatur-, Feuchtigkeits-, Rauch- oder Wassermelder sein. Zur Erhöhung des Sicherheitsniveaus können Türverschluss- und Infrarotsensoren verwendet werden. Die Umgebungsüberwachung erfolgt über eine praktische Programmsteuerungsschnittstelle, mit deren Hilfe auch Benutzerkonten eingegeben, Schwellenwerte festgelegt und Alarmsignale konfiguriert werden.
Die KWX-ATS-Softwaresteuerung verfügt über eine praktische Schnittstelle, über die das Hauptgerät sowie die daran angeschlossenen Slave-ABP-PDUs (bis zu drei Geräte in einer Kette) einfach gesteuert werden können. Über diese Schnittstelle können Sie sowohl den aktuellen Stromverbrauch überwachen als auch Grenzwerte festlegen. Bei Überschreitung der Grenzwerte werden die Bild- und Tonsignale automatisch eingeschaltet. Warnmeldungen können per SMS oder E-Mail an bestimmte Benutzer gesendet werden.
Der KWX-ATS kombiniert die Funktionen einer intelligenten PDU, eines automatischen Reserveeingabesystems, einer Umgebungsüberwachung und einer Zugangskontrolle und kann die ideale Lösung für ein kleines Rechenzentrum sein. Das Vorhandensein eines leistungsstarken Symbiosis-Steuerungssystems im PDX eXpert-Produktportfolio macht sie zu einem effektiven Werkzeug für ein großes Rechenzentrum und sogar für einen Komplex aus mehreren Rechenzentren. Die Symbiosis-Software unterstützt übrigens sowohl Geräte, die von eXpert-PDUs hergestellt werden, als auch PDUs von Raritan, APC (Schneider Electric), Eaton und anderen Unternehmen sowie verschiedene Klimaanlagen und Sensoren.
Schauen wir uns ein Beispiel an, wie der Einsatz von KWX-ATS-Geräten die Energieeffizienz des Rechenzentrums steigern und gleichzeitig die zusätzlichen Kosten für ein Upgrade vermeiden kann. Angenommen, Sie müssen mehrere neue Server in einem funktionierenden Rechenzentrum installieren. Durch die Verfügbarkeit von Informationen zum aktuellen Energieverbrauch bereits installierter Geräte kann festgestellt werden, in welchen Schränken eine Energiereserve für den Anschluss neuer Geräte vorhanden ist. Durch die Überwachung der Arbeitsumgebung können Sie feststellen, wo die Temperatur am niedrigsten ist. Dies bedeutet, dass genügend Ressourcen vorhanden sind, um zusätzliche Geräte zu kühlen. Durch Vergleichen dieser Daten können Sie den besten Ort auswählen, an dem Sie neue Server installieren können, ohne vorhandene Kühl- und Stromversorgungssysteme zu aktualisieren. Es stellt sich heraus, dass Sie die IT-Last erhöhen, ohne die Kapazität des Kühlsystems zu erhöhen, was natürlich den PUE-Koeffizienten verringert.
Es geht aber nicht nur darum, den Energieverbrauch zu optimieren. Wenn keine Informationen zum aktuellen Stromverbrauch vorliegen, können Sie die falsche Entscheidung über die Auswahl eines Racks für Hosting-Server treffen. Diese Entscheidung kann einfach auf Daten zur Verfügbarkeit von freiem Speicherplatz im Rack basieren. Wenn jedoch hoch ausgelastete Server im Rack installiert sind, kann das Hinzufügen eines weiteren Geräts die zulässige Grenze überschreiten, was dazu führen kann, dass dieses Rack vom Stromversorgungssystem getrennt wird.
Bei Verwendung von KWX-ATS ist ein solches negatives Szenario praktisch ausgeschlossen. Diese Geräte ermöglichen die effizienteste Nutzung von Ressourcen, die für jedes Rechenzentrum teuer sind, z. B. Strom, kalte Luft und physische Stellen in Racks. Darüber hinaus gewährleisten die Funktionen des ATS eine zuverlässige Umschaltung von IT-Geräten auf eine Backup-Quelle. KWX-ATS ist also nicht nur Effizienz, sondern auch hohe Zuverlässigkeit.
Dies wird von führenden Unternehmen auf der ganzen Welt, die KWX-ATS-Geräte aktiv einsetzen, gut verstanden und geschätzt. Insbesondere wurden diese technischen Lösungen von der Ölgesellschaft
Aramco aus Saudi-Arabien in ihren IT-Komplexen installiert.
Hostdime, ein kommerzieller Rechenzentrumsdienstleister,
hat alle seine Einrichtungen in Brasilien, Großbritannien und den USA mit diesen Geräten ausgestattet.
Unter den Gründen für die Verwendung von KWS-ATS unterscheiden Kunden den ununterbrochenen Betrieb von IT-Geräten - wie bereits erwähnt, dauert das Umschalten von der Hauptstromversorgung auf das Backup-Gerät für die Geräte schmerzlos 8 ms - sowie eine hervorragende Balance
Preis und Qualität. Beispielsweise verfügt das Modell KWX-ATS32A1H1 über einen 32A-Ausgang, an den eine PDU-Basiseinheit mit 48 Sockeln angeschlossen ist. Dieses Paket bietet erhebliche Kosteneinsparungen.