Aan de basisinfrastructuur van het datacentrum (servers, koelingssystemen, ups’en) verander niets, maar de implementatie ervan is aan snelle verandering onderhevig. Deze verandering is met name het gevolg van een variabele kostenpost van datacentra, namelijk stroom.

Hoewel servervirtualisatie nog in de kinderschoenen staat, is het een snelgroeiende technologie. Steeds meer bedrijven vertrouwen op servervirtualisatie als energiebesparende factor bij het uitrollen van kostenefficiënte datacentra of het opnieuw inrichten van bestaande datacentra om de energiekosten fors terug te dringen.

Maar voor bedrijven die het ontwerp van hun gevirtualiseerde datacentrum niet op slimme wijze plannen, liggen er verborgen energiekosten op de loer. En de belangrijkste boosdoener in dit verband is warmte.

Het consolideren van de werkbelasting van een dozijn servers die 1kW verbruiken tot één machine die 2kW verbruikt, betekent dat de meeste hardwareplatformen die voor virtualisatie worden ingezet meer warmte per rackeenheid produceren dan de afzonderlijke servers zelf.

Bovendien kan door het onderbrengen van verschillende gevirtualiseerde servers binnen één rack met een hoge serverdichtheid een zogenaamde datacentrumhotspot ontstaan, oftewel een locatie waar een aanzienlijke hoeveelheid stroom wordt verbruikt.

Hierdoor kunnen zowel het rack als de nabije racks een aanzienlijk hogere temperatuur genereren dan de overige locaties binnen de ruimte. Zelfs als de ruimte centraal wordt gekoeld tot een niveau van 20 graden.

Vooral bladeservers zijn hier berucht om. Ze gebruiken uitzonderlijk zware stroomvoorzieningen en blazen doorgaans een enorme hoeveelheid lucht door het chassis. Hoewel de energiekosten van datacentra aanzienlijk kan worden gereduceerd door blade servers te virtualiseren, vormt dit geen afdoende oplossing voor het beperken van de stroomvereisten binnen uw datacentrum. Voor dat doel zult u eerst uw gedachten over koeling opnieuw moeten inrichten.

Gerichte koeling

Binnen de meeste datacentra zijn grote, logge airconditioningeenheden te vinden die lucht door vaste plafonds of zwevende vloeren blazen. Maar bij bedrijven die uit zijn op verbeterde energiezuinigheid, wint lokale koeling snel aan populariteit — meestal in de vorm van koelingssystemen binnen rijen.

Ondanks het traditionele gebruik van grote airconditioners beginnen nu ook koelsystemen voor gebruik binnen rijen hun weg naar de serverracks te vinden, waar ze koude lucht naar binnen blazen en de hete lucht via de achterzijde van het rack afvoeren.

Omdat de koeling wordt verzorgd door eenheden die slechts een paar centimeter van de bron staan opgesteld en niet op willekeurige wijze via de vloer of het plafond functioneren, zullen hotspots binnen datacentra minder snel verhit raken.

Bovendien werken deze eenheden zelfstandig in plaats van op een centrale thermostaat te vertrouwen. Voor dit doel maken ze gebruik van temperatuurbewakingssondes die direct voor een warmtebron worden geïnstalleerd om te garanderen dat de lucht binnen een bepaald temperatuurbereik blijft.

Als het chassis van een blade server als gevolg van een hogere werkbelasting warm begint te worden, zal de koeleenheid voor extra luchtstroom binnen de rij zorgen, waardoor de luchttemperatuur ter compensatie zal dalen.

Daarnaast zal de koeleenheid zijn activiteiten verminderen wanneer de servers in rust zijn om nog meer geld te kunnen besparen. En zo beginnen de kostenvoordelen van lokale koeling steeds overtuigender te worden. Zo overtuigend zelfs dat Gartner voorspelt dat koeling binnen racks en rijen tegen 2011 de voorkeursmethode zal zijn.

"Bij het inrichten van ons nieuwe datacentrum hadden we de kans goed na te denken over ons koelsysteem", zegt Alex Bik, directeur van Bit met een eigen datacentrum in Ede. "We blazen dus aan de voorkant de racks koude lucht, waardoor er koude en warme gangen ontstaan."

Modulaire airconditioning

Voor bedrijven die overwegen om op lokale koeling over te stappen, biedt APC koelingeenheden voor gebruik binnen rijen. Het aanbod omvat zowel luchtgekoelde als watergekoelde modellen met een koelingvermogen van 8kW tot 80kW. De kleinere eenheden de ACRC100 en de ACSC100, hebben dezelfde hoogte en diepte als een standaard 42U-rack, maar zijn slechts half zo breed. De uitgebreidere ACRP-serie biedt dezelfde vormfactor als 42U-racks, maar is in staat om een veel grotere luchtstroom te produceren dan de kleinere eenheden.

Een andere leverancier die oplossingen voor lokale koeling biedt, is de stroom- en koelinggigant Liebert. De koelsystemen uit de XD-serie van Liebert voor gebruik binnen rijen en hotspots zijn qua vorm en functionaliteit vergelijkbaar met hun tegenhangers van APC. Daarnaast biedt Liebert koeleenheden die bovenop serverracks kunnen worden gemonteerd, waar ze warme lucht afzuigen en wegvoeren.

Zowel APC als Liebert bieden ventilatie- en koeleenheden die aan de achterzijde van racks gemonteerd kunnen worden en hete lucht uit het rack wegvoeren of koelen alvorens deze naar de serverruimte te retourneren.

De modulariteit van deze systemen vertaalt zich in forse initiële besparingen. In tegenstelling tot koelingoplossingen voor volledige datacentrumruimtes die op de groei zijn gekocht, is het mogelijk om lokale koeleenheden in te zetten waar dat daadwerkelijk nodig is. Een grote ruimte die slechts voor 30 procent met servers is gevuld, zal immers maar 30 procent benutten van een systeem dat de volledige ruimte van koeling voorziet.

Dergelijke koeleenheden hebben natuurlijk ook hun nadelen. De watergekoelde systemen vereisen bijvoorbeeld veel meer pijpleidingen dan centrale eenheden, en de waterleidingen dienen binnen het plafond of onder de vloer van het datacentrum worden geïnstalleerd.

De luchtgekoelde systemen kunnen voor een forse warmtebelasting in de ruimte boven de racks zorgen, hetgeen tot problemen met de luchtstroom en de warmteafgifte kan leiden. En omdat deze oplossingen zijn ontwikkeld om precies genoeg koeling op het juiste moment te bieden, kan het uitvallen van één koeleenheid al snel voor grote problemen zorgen.

Hoe het ook zij, als u een nieuw stroomefficiënt datacentrum wilt uitrollen of bezig bent om een bestaand datacentrum opnieuw in te richten, is voor het implementeren van koelingoplossingen een diepgaand inzicht vereist in de omgevingssystemen van uw gebouw en de verwachte warmtebelasting binnen het datacentrum.

Koel tot op de core

Sommige bedrijven zetten servers met een hoge werkbelasting in die voor warmteniveaus zorgen waarvoor een meer fijnmaziger koelingsmethode is vereist. In dat geval kunnen zij een beroep doen op verschillende leveranciers die verbluffende oplossingen bieden die de koeling nog een stapje dichterbij brengen, namelijk binnen het chassis.

De oplossing M-Cool van SprayCool is een watergekoeld systeem dat warmte direct bij de cpu opvangt en door een koelsysteem voert dat binnen het rack is geïnstalleerd. De warmte wordt vervolgens door een waterbaan getransporteerd, zodat deze volledig uit het rack en de datacenterruimte wordt verwijderd.

Leverancier Cooligy biedt een vergelijkbare watergekoelde oplossing voor gebruik binnen het chassis. De G-serie van SprayCool gaat nog een stapje verder met deze rechtstreekse koelingsmethode door als een soort van autowasstraat voor het chassis van bladeservers te fungeren. Het systeem besproeit de servers met niet-geleidende koelvloeistof om de warmtebelasting te reduceren.

Bedrijven die geïnteresseerd zijn in koeling binnen het chassis dienen er rekening mee te houden dat dergelijke oplossingen meer aandacht vergen dan koelsystemen die gehele serverruimten beslaan of koeling binnen rijen verzorgen. Deze oplossingen werken volgens uiterst specifieke richtlijnen voor servercompatibiliteit.

Nieuwe inrichting, nieuwe kansen

Tijdens het opstellen van een begroting voor een datacentrum zullen de meeste kostenposten voorspelbaar zijn. Het is relatief eenvoudig om vast te stellen welke kosten er gemoeid zullen zijn bij de bouw en het onderhoud van een ruimte. Het berekenen van de kosten van het stroomverbruik door de verschillende systemen is daarentegen meestal een slag in de lucht. De kleinste stijging van de prijs per eenheid energie kan aanzienlijke gevolgen hebben voor een anderszins smetteloos budget.

En waar er sprake is van variabele kosten, valt concurrentievoordeel te behalen.

Gevirtualiseerde servers, lokale koelingsoplossingen en kostenbewuste stroomvoorzieningen brengen een verandering teweeg in de manier waarop datacentra worden ingericht in de zoektocht naar verbeterde stroomefficiëntie. De traditionele aanpak om qua koeling en stroomvoorziening met een kanon op een mug te schieten is samen met een benzineprijs van 85 cent per liter naar de geschiedenisboekjes verbannen. Hoewel het nooit eenvoudig of goedkoop zal zijn om een bestaand datacentrum opnieuw in te richten, zullen de voordelen direct merkbaar zijn. Bron: Techworld