Che cosa significa ridurre i consumi energetici di un datacenter, su che cosa bisogna intervenire e quali sono i parametri da considerare?

La spesa legata al consumo di energia nell’arco della vita di un data center è stato riscontrato che eguaglia il suo costo iniziale: una corretta gestione energetica della sala CED porta, dunque, a molteplici vantaggi economici.

Ridurre i consumi energetici di un datacenter, tuttavia, non è una cosa semplice e banale, ma la sua efficace attuazione, porta a liberare risorse economiche aziendali da poter reinvestire.

Agli albori dell’informatica il raffreddamento delle sale CED era affidato ad unità perimetrali (tipicamente ad espansione diretta), tutt’ora in commercio, chiamate HVAC o CRAC, in grado di convogliare l’aria fredda sotto il pavimento galleggiante , l’aria veniva diretta cosi in corrispondenza del rack (sotto o davanti) mediante opportune grate di aerazione. L’effetto più evidente è la differenza di temperatura tra l’aria fredda in uscita dalle griglie di aerazione e l’aria in cima al rack che, a volte, può superare anche i 12°C. La scelta di abbassare il set-point dei condizionatori a 15÷18°C per rendere accettabile (entro i limiti posti dalle normative ASHRAE) la temperatura dell’aria fredda è una NON soluzione, perché incrementa la spesa energetica complessiva (aumentano i cicli di compressore) e rinvia nel tempo la scelta di un sistema di raffreddamento più idoneo.

Il 70% dell’energia immessa in un CED viene ad oggi così ripartita: il 45 % dell’energia viene impiegata e consumata per il raffreddamento degli apparati di calcolo mentre la rimanente parte del 25% si disperde tra UPS e filiera di distribuzione della energia stessa. Quindi il punto iniziale è ridurre la spesa per il raffreddamento dei CED e la distribuzione dell’energia.

Bisogna poi fare anche un distinguo sulla natura stessa del Centro di Elaborazione Dati, ovvero se stiamo parlando di uno nuovo denominato GREEN FIELD o di uno già esistente denominato BROWN FIELD.

Intervenire oggi su un DC GREEN FIELD è sicuramente molto più facile, in quanto già in fase di progettazione si prendono in esame tutti i parametri elettrici di carico termico e di location per ridurre al minimo i consumi massimizzandone i risparmi ottenibili, secondo le linee guida dettati dagli standard : BICSI, EN 50600 e ISO/IEC TS 22237, UP TIME,TIA-942 B, ASHRAE.

Intervenire oggi su un DC BROWN FIELD richiede una attenta analisi di tutti gli aspetti vincoli infrastrutturali e componenti che lo costituiscono e caratterizzano(elettrici, di carico termico e di location).

Come si è visto, il principale fattore su cui bisogna intervenire è nel raffreddamento degli apparati di calcolo, esistono oggi sul mercato, diverse tecnologie che ne permettono la ottimizzazione e riduzione sostanziale dei consumi, anche in ottemperanza alle best practice e norme quali al EIA TIA 942-b e le indicazione della ASHRAEE Ente americano costituito nel 1959,riconosciuto da tutte le aree del settore dei datacom come leader dell'ingegneria UNBIASED in HVAC che indica valori e informazioni tecniche per il funzionamento efficace di un Data Center; differenzia le temperature raccomandate da quelle ammissibili.

L’indicatore prestazionale più utilizzato per valutare le prestazioni del CED è il PUE (Power Usage Effectiveness) ossia il rapporto tra la potenza elettrica assorbita da tutte le apparecchiature che costituiscono il data center e la potenza assorbita dai soli dispositivi IT. Un valore medio di PUE è circa 3 mentre degli ottimi valori sono tra 1.2 e 1.5. Diventa dunque fondamentale misurare non solo gli assorbimenti complessivi della sala CED ma anche gli assorbimenti dei sistemi IT per un certo lasso di tempo in modo da valutarne le prestazioni al variare, ad esempio, della temperatura esterna.

Dopo aver stabilito il punto di partenza, è possibile procedere valutando eventuali interventi per incrementare l’efficienza della sala.

I parametri da considerare in via principale sono:

• Le caratteristiche morfologiche edili/infrastrutturali del sito che ospita/ospiterà il CED e che ne determina i vincoli architettonici;
• il carico termico delle apparecchiature IT che deve essere smaltito;
• il giusto binomio ed equilibrio tra temperatura raccomandata in ingresso, la temperatura ammissibile operativa e le temperature di ripresa in uscita dalle apparecchiature attive. Parametri che determinano il corretto dimensionamento - uso ed utilizzo, nonchè il risparmio energetico derivante, dei sistemi di raffreddamento di precisione ;
• il carico elettrico per il corretto dimensionamento della distribuzione di energia suddivisibile tra gli interruttori , i sistemi UPS di alimentazione di emergenza e le PDU di distribuzione delle alimentazioni agli apparati

Secondo la vostra esperienza, quali sono gli interventi che danno i risultati maggiori e quali investimenti occorrono nel tempo?

Interagire sull’innalzamento delle temperature ammissibili per il raffreddamento delle apparecchiature è un primo passo, a questo si può ottemperare attraverso l’adozione di unità di raffreddamento più idonee di precisione tipo In Row, affiancabili agli armadi Rack Server o Storage in posizioni idonee a gestire un flusso d’aria climatizzata uniforme per tutta l’altezza del fronte anteriore dei rack con recupero della parte calda posteriore.

Si può intervenire sui sistemi stessi di raffreddamento attraverso l’adozione di soluzioni di condizionamento ad acqua piuttosto che ad espansione diretta con inverter e attraverso l’uso del free cooling di tipo diretto o indiretto .
Ma questo non è sufficente, Pandiut interviene con soluzioni di natura passiva, attraverso la compartimentazione del corridoio compreso tra le file di rack (anch’essi Pandiut) che si fronteggiano – composto da una struttura auto portante modulare (adattabile anche a soluzioni di file di rack esistenti non Pandiut in CED esistenti BROWNFIELD), con porte di accesso scorrevoli e tettoie e pannali di chiusura verticali per posizioni non occupate, in materiale composito, in grado di separare l’aria fredda da quella calda. 

Dal raffreddamento di un grosso volume d’aria (la sala CED) si passa al raffreddamento di un volume più piccolo (c.a. 1 m3 d’aria per rack), ma in grado di garantire un afflusso costante di aria fredda per tutta l’altezza dei rack. La distribuzione uniforme nel corridoio consente in questi casi di aumentare la densità di potenza assorbita per rack e operare con temperature di aria fredda più alte come previsto dalla norma ASHRAEE. La struttura di cui sopra è per sua natura, modulare e scalabile, fattori che consentono nel tempo un upgrade “a caldo” dell’isola. Sarà sufficiente aggiungere semplicemente pannelli di copertura e arretrare le porte per inserire spazio agli armadi di espansione.