Дата-центр — это специализированное помещение, предназначенное для размещения вычислительной техники (компьютеров, систем хранения данных, сетевых компонентов) и необходимой инфраструктуры. Инфраструктура – это электроснабжение, холодильные установки, системы противопожарной защиты и защиты доступа.
Пропало питание – данные пропали
Чтобы обеспечить надежную работу центров обработки данных и отсутствие сбоев, операторы принимают серьезные меры предосторожности. Электропитание абсолютно критично. Сегодня всем известно, что когда дело касается компьютеров, действует следующее: отключили питание – данные исчезли. И это происходит даже при очень коротких перебоях в подаче электроэнергии. Обычные источники питания все еще могут компенсировать провалы в миллисекундном диапазоне. Любые перебои, превышающие это, поглощаются источником бесперебойного питания (ИБП), который может включиться на период от нескольких секунд до минут.
К сожалению, качество электроэнергии в последние годы ухудшилось. Многие видят одну из причин этого в использовании нестабильных возобновляемых источников энергии и реакции энергосистемы на это. ИБП, по сути, представляет собой толстую батарею очень большой емкости, которая всегда находится в режиме ожидания и доступна практически сразу же, если отключится питание. Это очень важная особенность ИБП – он должен очень быстро реагировать. К сожалению, сам ИБП потребляет электроэнергию даже в режиме ожидания. Производители работают над дальнейшим сокращением этих потерь.
Поскольку электроснабжение очень важно, центр обработки данных компании ДатаХата в Минске имеет несколько независимых линий к разным электростанциям, чтобы иметь возможность компенсировать сбои поставщика электроэнергии. Нередко это даже высоковольтные линии, обеспечивающие необходимую электроэнергию собственной трансформаторной подстанцией на площадке дата-центра. На территории дата-центра независимые линии электроснабжения также по-разному в разных местах заходят в здания. Если туда врежется знаменитый экскаватор, это не приведет к полной катастрофе.
Аварийное питание: дизель-генератор размерами съёмной квартиры
Любой, кто когда-либо видел корабельный дизель, знает его масштабы. Такая квартира размещается в отдельной комнате, которая больше, чем у большинства сдаваемых внаем квартир. И это очень впечатляет, когда он запускается. По причинам резервирования обычно имеется более одного генератора. Чтобы он запускался быстро и надежно, его держат в постоянной готовности, как и ИБП. Прежде всего, он постоянно подогревается, так как в аварийной ситуации на это не будет времени, а надежность является главным приоритетом. Генератор берет на себя электропитание в течение минуты после периода запуска и синхронизации. К сожалению, предварительный нагрев генератора также требует потерь энергии, с которыми необходимо согласиться, чтобы обеспечить максимально возможную доступность центра обработки данных. Конечно, на площадке центра обработки данных для генератора также должны храниться большие запасы топлива, которые при необходимости могут быть поставлены с гарантированными сроками поставки.
С точки зрения физики, центр обработки данных представляет собой большую систему поверхностного отопления. Поставляется много мегаватт электрической энергии, которая почти исключительно преобразуется в тепло. Современные мощные микропроцессоры во время работы сильно нагреваются и требуют охлаждения. Для этого существуют различные методы. Чаще всего кондиционер используется для охлаждения воздуха по мере необходимости. Затем холодный воздух проходит через компьютеры с помощью конструктивных решений (вентиляторов), а отходящее тепло выводится обратно из центра обработки данных.
К сожалению, температура отходящего тепла недостаточно высока для обогрева окружающих зданий и т.п. Чтобы это произошло, необходимо еще больше повысить уровень температуры за счет подачи дополнительной энергии. Кроме того, тепло должно будет транспортироваться к месту использования с как можно меньшими потерями.
В действительности, и то, и другое вместе может быть реализовано лишь в некоторых случаях таким образом, что действительно будет получена экологическая и экономическая выгода. Использование отработанного тепла центров обработки данных является предметом текущих исследований по повышению энергоэффективности.
Другой метод использует воду, которая непосредственно охлаждает процессоры. Этот метод значительно сложнее, но и эффективнее воздушного охлаждения. Ведутся работы для того, чтобы вся технология могла надежно работать даже при более высоких рабочих температурах, поскольку это могло бы значительно снизить энергозатратные усилия по охлаждению. По грубым оценкам, на охлаждение приходится около половины энергопотребления центра обработки данных.