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Strategie di installazione di blade server nelle sale CED esistenti

White Paper n. 125

Di Neil Rasmussen

Revisione 1

2006 American Power Conversion. Tutti i diritti riservati. È vietato utilizzare, riprodurre, fotocopiare, trasmettere o memorizzare in qualsiasi sistema di recupero di qualsiasi natura, senza il consenso scritto del titolare del copyright. www.apc.com Rev 2006-1

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Sintesi Quando i blade server sono densamente popolati è possibile che venga superata la

capacità di alimentazione e di raffreddamento di quasi tutte le sale CED tradizionali. Questo

white paper spiega come valutare le opzioni e selezionare la migliore strategia di

installazione dei blade server al fine di rendere efficaci e prevedibili l'alimentazione e il

raffreddamento.


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Introduzione I blade server presentano vantaggi significativi rispetto ai server tradizionali, poiché migliorano la capacità

di elaborazione con un consumo energetico ridotto per ciascun server. Tuttavia, l'ingombro ridotto dei blade

server consente l'installazione di rack densamente popolati che richiedono una potenza di alimentazione fino

a 20 volte superiore e che generano una quantità di calore fino a 20 volte superiore rispetto ai valori medi

previsti per le sale CED tradizionali. Questa soluzione può sollecitare in modo significativo i sistemi di

alimentazione e raffreddamento esistenti. Per installare i blade server in modo efficace, l'infrastruttura di

alimentazione e di raffreddamento di una sala CED deve essere aggiornata oppure i carichi dei blade server

devono essere ripartiti su più rack.

Esistono diverse strategie per l'installazione dei blade server. Questo white paper fornisce le linee guida

per stabilire la strategia di alimentazione e raffreddamento appropriata in base alle necessità e ai vincoli

di una installazione specifica.

La problematica principale La problematica principale in merito all'installazione dei blade server per la maggior parte delle sale CED

esistenti è correlata alla distribuzione dell'alimentazione e del raffreddamento. La maggior parte delle

sale CED dispone della capacità di base di alimentazione e raffreddamento ma non dell'infrastruttura per

la distribuzione di tale capacità a un'area ad alta densità. Purtroppo, molti utenti non si rendono conto che

esiste un problema finché non intraprendono l'installazione. Ciò accade perché virtualmente nessuna sala

CED dispone degli strumenti necessari per fornire agli operatori le informazioni in merito alla capacità di

densità della sala CED in una determinata area dell'impianto. Le cause tecniche di questi problemi sono

descritte dettagliatamente nei white paper e nelle note applicative riportati alla fine del documento; di seguito

ne viene riportato un riepilogo:

Flusso d'aria insufficiente: I blade server richiedono una potenza nominale pari a circa 120 cfm di

aria fredda per kW. La maggior parte delle sale CED esistenti sono in grado di fornire solo 200-300 cfm

di aria per posizione di rack, ovvero un valore di 10 volte inferiore ai rack densamente popolati di

blade server con una potenza media per rack al di sotto dei 2 kW. Un blade server che non riceve

sufficiente aria fredda finirà per assorbire l'aria calda che produce con un conseguente surriscaldamento.

Questa è sicuramente la problematica più rilevante in relazione all'installazione dei blade server.


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Distribuzione dell'alimentazione insufficiente: I blade server assorbono una quantità di energia

di gran lunga superiore ai valori di progettazione dei sistemi di distribuzione dell'alimentazione delle sale

CED standard. Le cause principali sono fondamentalmente tre: 1) Numero insufficiente e/o tipo errato

di collegamenti dell'alimentazione aerei o installati sotto la pavimentazione, 2) Capacità dell'unità di

distribuzione dell'alimentazione (PDU) insufficiente, e 3) Numero di interruttori insufficiente. Uno qualsiasi

di questi problemi impedisce la possibilità di distribuire alimentazione elettrica ad alta densità.

Inoltre, dei due problemi descritti sopra, la questione della distribuzione del raffreddamento rappresenta

il vincolo principale. Per questa ragione, il presente white paper si concentra principalmente sulla selezione

di un'architettura di raffreddamento. L'architettura di alimentazione verrà scelta in base all'architettura di

raffreddamento e alla marca di blade server selezionate. Per ulteriori informazioni, consultate i riferimenti

2, 5, 6 e 7 elencati alla fine del presente documento.

5 metodi diversi per l'installazione dei blade server Esistono 5 approcci di base per il raffreddamento dei blade server. Una volta scelta una soluzione,

esiste una varietà di prodotti e tecniche diversi che possono essere utilizzati per l'implementazione.

Questi approcci sono descritti in dettaglio nel White Paper APC N. 46, “Potenza e raffreddamento

per blade server e rack ad altissima densità” e sono riepilogati nella Tabella 1.

Tabella 1 – Applicazione dei cinque approcci per il raffreddamento degli armadi ad alta densità

Approccio Vantaggi Svantaggi Applicazione 1 Ripartizione del carico Distribuzione degli apparati su più armadi per mantenere un carico di picco basso

Funziona ovunque, nessuna pianificazione necessaria

Nella maggior parte dei casi non prevede costi aggiuntivi

Gli apparati ad alta densità devono essere ripartiti ulteriormente rispetto all'approccio 2.

Richiede una maggiore superficie di pavimento

Può provocare problemi di trasferimento dati

Nelle attuali sale CED, nel caso in cui gli apparati ad alta densità rappresentano una parte minima del carico totale

2 Prestito di raffreddamento Per fornire una capacità di raffreddamento media con regole per consentire il prestito della capacità sottoutilizzata

Non sono necessarie nuove apparecchiature

Nella maggior parte dei casi non prevede costi aggiuntivi

Limite pari a 2 volte la densità di alimentazione di progettazione

Richiede una maggiore superficie di pavimento

Richiede l'implementazione di regole complesse

Nelle attuali sale CED, nel caso in cui gli apparati ad alta densità rappresentano una parte minima del carico totale


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Approccio Vantaggi Svantaggi Applicazione 3 Raffreddamento integrativo Per fornire una capacità di raffreddamento media con la predisposizione di apparati per il raffreddamento integrativo

Alta densità dove e quando necessaria

Costi di capitale differiti

Alta efficienza

Utilizzo ottimale dello spazio su pavimento

Limite pari a circa 10 kW per armadio

I rack e la sala devono essere progettati in anticipo per supportare questo tipo di approccio

Nuova costruzione o rinnovo delle strutture esistenti

Ambiente misto

La posizione degli apparati ad alta densità non è nota in anticipo

4 Area ad alta densità Per creare una particolare fila o area ad alta densità all'interno del centro dati

Massima densità

Utilizzo ottimale dello spazio su pavimento

Gli apparati ad alta densità non devono essere ripartiti

Alta efficienza

È necessario pianificare in anticipo un'area ad alta densità, o riservare lo spazio necessario

È necessario segregare gli apparati ad alta densità

Densità 10-25 kW per rack

Quando esiste la necessità di co-locazione dei dispositivi ad alta densità

Nuova costruzione o rinnovo delle strutture esistenti

5 Intera sala

Per fornire una capacità di raffreddamento ad alta densità a ogni rack

Gestione di tutti gli scenari futuri

Costi di capitale e operativi elevati 4 volte superiori rispetto ai metodi alternativi

Possibile sottoutilizzo di infrastrutture estremamente costose

Casi rari ed estremi di farm di grandi dimensioni contenenti apparati ad alta densità con disponibilità di spazio molto limitate

Per installare i blade server è necessario selezionare un metodo. La selezione viene effettuata in base

ai vincoli dell'attuale installazione e alle esigenze e preferenze dell'utente.


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Il processo di installazione dei blade server Il processo di preparazione dell'ambiente fisico per supportare l'installazione dei blade server include

i seguenti elementi chiave:

• Individuare i vincoli della struttura esistente

• Individuare le esigenze e le preferenze dell'utente

• Stabilire il tipo di progettazione appropriato in termini di alimentazione e di raffreddamento

• Progettare e installare il progetto

Nella Figura 1 viene riportata una mappa con la descrizione del processo. La figura mostra una mappa dei

flussi del processo con le varie fasi e i dati risultanti per ogni passaggio. Il processo include due loop chiave

di front-end, in cui i vincoli e le esigenze e le preferenze dell'utente vengono stabiliti tramite ripetizione.

Ciò è essenziale per consentire gli aggiustamenti e i compromessi adeguati. Di norma, i vincoli e le

preferenze iniziali cambiano dopo un'analisi della situazione e dei compromessi associati. Nel caso più

comune, la preferenza o l'esigenza di popolare densamente i rack con i blade server viene spesso

ridimensionata quando le conseguenze di tale approccio vengono pienamente comprese. Questa analisi si

verifica nel Loop 2 della mappa dei processi.

Un'altra situazione comune si verifica quando, a seguito di una valutazione dell'installazione esistente,

vengono evidenziati problemi che possono essere facilmente corretti e si migliora la capacità del centro

dati di gestire l'alimentazione dei blade server e i requisiti di raffreddamento. Queste rettifiche si verificano

nel Loop 1 della mappa dei processi.

Nelle sezioni seguenti vengono descritti più dettagliatamente i diversi processi che contribuiscono alla

selezione dell'approccio di progettazione.


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Figura 1 – Mappa del processo per la determinazione del metodo di installazione dei blade server appropriato in un centro dati esistente

Condizioni della sala

CED

Requisiti di business

Loop 1

Loop 2

Implementare

Individuare i miglioramenti

Valutare lecondizioni

Individuare le esigenze e le preferenze

Valutazione dei compromessi

Fornire alternative

Individuare il miglior

approccio

Cambiamenti

Miglioramenti

Difetti

Esigenze e preferenze preliminari

Dati di valutazione

Requisiti conflittualiAlternative

Esigenze dopo gli inevitabili compromessi

Vincoli dopo i miglioramenti

Pianificazione e implementazione

Approccio selezionato


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Individuare i vincoli della struttura esistente I centri dati esistenti sono caratterizzati da molti vincoli che non possono essere modificati. Tali vincoli sono

indicati di seguito:

Potenza erogabile di alimentazione di precisione. Il centro dati potrebbe non disporre di potenza

erogabile UPS in eccesso sufficiente per alimentare l'installazione dei blade server proposta.

Potenza erogabile di raffreddamento di precisione. Il centro dati potrebbe non disporre di potenza

erogabile di precisione in eccesso sufficiente per raffreddare l'installazione dei blade server proposta.

Tale limitazione si riferisce alla potenza nominale erogabile dei condizionatori dell'aria della sala computer

e non del sistema di distribuzione dell'aria.

Limiti di spazio su pavimento. Lo spazio su pavimento totale disponibile nel centro dati oppure lo spazio

su pavimento disponibile per l'installazione dei blade server può presentare dei limiti. Se inderogabili, tali

limiti possono forzare determinati approcci di progettazione.

Mancanza di controsoffitto di ripresa. La sala potrebbe non utilizzare o non disporre di un controsoffitto

di ripresa per il ritorno dell'aria. L'altezza della sala può essere limitata e non rendere possibile la

realizzazione di un controsoffitto di ripresa. Questo vincolo può escludere alcune opzioni di progettazione.

Vincoli legati al pavimento flottante. Il pavimento flottante esistente, se presente, potrebbe essere

di altezza inferiore a 0,6 m e/o parzialmente occupato da cavi e tubi. Ciò potrebbe limitare la capacità

di distribuzione dell'aria del pavimento flottante che potrebbe precludere alcune opzioni di progettazione.

Vincoli di peso. Il pavimento del centro dati potrebbe prevedere dei limiti di carico, in particolare nel caso

in cui sia presente un pavimento flottante. Questo vincolo può precludere alcune opzioni di progettazione.

Di frequente, i vincoli in un centro dati esistente non sono documentati né ovvi, pertanto è necessario

effettuare una valutazione delle condizioni.

Valutazione delle condizioni esistenti La valutazione delle condizioni esistenti del centro dati è essenziale per procedere all'installazione dei blade

server. Questa valutazione può essere superficiale se il numero dei blade server è nell'ordine di un rack

di blade server o meno. Tuttavia, per installazioni superiori a un rack, la profondità e il dettaglio della

valutazione devono aumentare conseguentemente.


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Durante una valutazione, vengono raccolti vari dati relativi alla potenza erogabile dei sistemi di

alimentazione e raffreddamento, inclusa la potenza erogabile nominale e, ancora più importante, la potenza

erogabile effettivamente implementata. Inoltre, le condizioni di carico esistenti devono essere valutate per

stabilire l'entità e la distribuzione fisica dei carichi. Un altro fattore importante è rappresentato dal fatto che

i sistemi di distribuzione dell'alimentazione e del raffreddamento devono essere studiati per quantificare la

capacità del sistema per distribuire carichi di alimentazione e raffreddamento ad alta densità.

Nei casi in cui la complessità dell'installazione è particolarmente elevata, è consigliabile simulare il centro

dati mediante modelli basati su computer, per stabilire le condizioni “di fatto” esistenti e per effettuare una

verifica del progetto proposto. Un esempio di dati di questo modello è riportato nella Figura 2.

Figura 2 – Modello della fluidodinamica computazionale 3D (CFD, 3D Computational Fluid Dynamics) di una sala CED (fornito dai Servizi professionali APC)

Tutti gli operatori delle sale CED dovrebbero possedere delle conoscenze rudimentali per la valutazione

di un centro dati. Per installazioni complesse, con costi o rischi elevati, si consiglia di far eseguire tali

valutazioni da personale esperto. APC e altri fornitori erogano servizi professionali per la valutazione

dei centri dati.


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Identificare le aree di miglioramento – Pulizia di base del centro dati Le condizioni esistenti di un centro dati includono spesso un certo numero di punti deboli che dovrebbero

essere identificati e corretti prima di procedere con le fasi successive, poiché possono influire sui dati che

rappresentano il fondamento per l'installazione dei blade server. Di seguito sono indicati alcuni di questi

problemi:

• Mancata implementazione dei pannelli fittizi

• Perdite nel pavimento flottante o nel sistema di aerazione

• Configurazione errata della ripresa dell'aria

• Configurazione errata delle piastrelle grigliate ventilate del pavimento

• Cablaggi inutilizzati al di sotto del pavimento che possono essere rimossi

• Punti di regolazione errati sui condizionatori d'aria

Una spiegazione più dettagliata di queste problematiche viene illustrata nel White Paper APC N. 42,

“Dieci passi per risolvere i problemi di raffreddamento generati dall'uso di server ad alta densità”,

e nel N. 49, “Avoidable Mistakes that Compromise Cooling Performance in Data Centers and Network

Rooms”.

Individuare le esigenze e le preferenze dell'utente Oltre ai vincoli fisici della struttura, esistono anche i vincoli posti dai clienti, ovvero le preferenze. Tali

vincoli possono essere assoluti oppure possono essere ridimensionati se il costo dell'implementazione

è troppo elevato. Tali esigenze o preferenze possono precludere alcune opzioni di installazione dei blade

server e suggerirne altre. Le esigenze includono quanto riportato di seguito:

Funzionamento ininterrotto. Uno dei requisiti fondamentali è che l'installazione abbia un impatto

minimo sul funzionamento del centro dati esistente, con rischi minimi per il funzionamento degli apparati

IT Ad esempio, potrebbe non essere possibile pianificare delle interruzioni di servizio.

Alta disponibilità del sistema implementato. Un'altra esigenza importante è che il sistema implementato

disponga della più alta disponibilità possibile. Tale fattore implica la ridondanza dei sistemi di alimentazione

e di raffreddamento e il test del sistema per verificarne la ridondanza.

Co-locazione dei server (densamente popolati). Potrebbe essere evidenziata la necessità di popolare

i blade server alla massima densità possibile. Le motivazioni di questa esigenza includono:

• Il sistema installato è un sistema di presentazione o di dimostrazione

• Esigenza di conservare dello spazio libero su pavimento

• Requisito legale o normativo per il posizionamento di tutti i server in una sala di piccole dimensioni


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• Semplificare il trasferimento dati

• Desiderio di disporre di un raggruppamento logico degli apparati IT (ad es. co-locazione di tutti

i server Web)

• Proprietari diversi di aree differenti del centro dati

• Semplificazione dell'amministrazione degli apparati (ad es. gli aggiornamenti)

• La sensazione (spesso errata) che questa soluzione preveda un risparmio sui costi

Si noti che popolare i server alla massima densità può essere estremamente costoso e

richiedere una costruzione invasiva oltre alla modifica del centro dati esistente. Si consiglia

di prendere in considerazione le alternative che prevedono la ripartizione prima di decidere

per la popolazione ad alta densità dei blade server.

Effettuare la predisposizione per le installazioni successive. Questa può essere la prima di una serie

di installazioni di blade server, nel qual caso, l'attuale installazione deve costituire il fondamento per le

installazioni successive e non deve precludere o interferire con le installazioni future.

Tempo. Potrebbe essere necessario effettuare l'installazione rapida dei blade server. Se questo è il caso,

le fasi relative alla pianificazione, alla selezione dei fornitori e alla costruzione potrebbero risultare sgradite.

Costi. La preferenza principale potrebbe essere quella di installare i blade server a costi minimi. Questo

aspetto fornisce un'indicazione chiara.

Selezione del metodo di installazione Una volta compresi i vincoli della struttura esistente e avere effettuato un'adeguata analisi dei compromessi

rispetto alle diverse esigenze e preferenze del cliente, è possibile procedere alla selezione del metodo di

installazione tra i 5 metodi principali sopra descritti. Il metodo di installazione viene selezionato sulla base

delle esigenze di raffreddamento poiché questo aspetto rappresenta il vincolo principale sui sistemi pratici.

Dopo aver stabilito il metodo di installazione, vengono risolti i problemi di alimentazione.


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La variabile chiave che influisce sul metodo di installazione è la densità dell'installazione. Molti clienti

presuppongono o preferiscono che i blade server siano installati alla massima densità. Spesso si tratta

di un presupposto non appropriato quando si installano i blade server in un ambiente esistente. Infatti,

la maggior parte dei blade server utilizza una struttura a chassis modulare e può essere installata a una

densità inferiore rispetto alla densità massima del rack. Ad esempio, IBM BladeCenter™ è composto da

uno chassis indipendente che può essere installato a incrementi tra 1 e 6 per rack. Sebbene la ripartizione

dei blade server possa dare l'impressione di una riduzione dei vantaggi di questo tipo di installazione,

i costi, la disponibilità del sistema e la velocità dell'installazione possono risultare migliorati dalla ripartizione,

in particolare se si installano i blade server in un ambiente preesistente.

Molti ambienti preesistenti sono stati progettati per una densità di alimentazione pari a 2 kW per rack

o inferiore. Quando si installano i blade server a una densità di alimentazione pari a 10-30 kW per rack

in tale tipo di ambiente, gli armadi utilizzano l'infrastruttura di alimentazione e raffreddamento in modo

sproporzionato e nel centro dati rimane dello spazio libero aggiuntivo che non può essere utilizzato quando

sono in uso tutti i sistemi di alimentazione e raffreddamento. Per questa ragione, non esiste alcun vantaggio

reale nel conservare dello spazio durante un'installazione di blade server nei centri dati esistenti. Questo

aspetto rende più pratico e più vantaggioso in termini di costi ripartire i blade server nei centri dati esistenti.

L'installazione dei blade server alla massima densità rappresenta un vantaggio in termini di costi solo nelle strutture di nuova costruzione appositamente progettate per supportare l'alta densità, quando le dimensioni dell'installazione sono elevate oppure quando esistono rigidi vincoli di spazio. Pertanto, la decisione cruciale nell'installazione dei blade server è il livello in base a cui gli chassis dei blade

server sono distribuiti tra i rack, ovvero quanti chassis di blade server verranno installati per ogni rack.

La marca e il modello di blade server scelti potrebbero limitare la possibilità di ripartire i blade server;

ad esempio, alcuni blade server utilizzano chassis indipendenti facili da ripartire, mentre altri usano un

sistema "backplane" che rende la ripartizione una soluzione poco pratica ad eccezione di particolari casi

di espansione dell'installazione. Per un approfondimento di tali aspetti, fate riferimento alle Note applicative

APC in merito alle marche specifiche di blade server. Quando vengono mappate le diverse densità di

installazione degli chassis di blade server in base ai cinque metodi chiave di installazione dei blade server,

il risultato ottenuto è quello mostrato nella Tabella 2.


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Tabella 2 – Mappa dei criteri dell'installazione dei blade server in base alle diverse combinazioni di densità degli chassis e al metodo di installazione, con l'indicazione delle combinazioni preferite

N. di

chassis per rack

Ripartizione dei carichi

Prestito di

raffreddamento Raffreddamento

integrativo Area ad alta

densità Intera sala

1 Possibile nella maggior parte dei centri dati

Possibile in tutti i centri dati

Possibile in tutti i centri dati. Consentita l'installazione di rack blade adiacenti

Non vantaggioso in termini di costi in confronto alle alternative

Non vantaggioso in termini di costi in confronto alle alternative

2 Solo se il centro dati dispone di una capacità di raffreddamento insolitamente elevata

Possibile nella maggior parte dei centri dati, l'uso dei rack adiacenti potrebbe essere limitato

Possibile in tutti i centri dati. Consentita l'installazione di rack blade adiacenti

Non vantaggioso in termini di costi in confronto alle alternative. Necessario impostare un target di densità più elevato per le aree o le file nuove.

Non vantaggioso in termini di costi in confronto alle alternative. Necessario impostare un target di densità più elevato per un'intera sala.

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Non praticabile: la densità di alimentazione supera la capacità della sala CED standard

Possibile nella maggior parte dei centri dati, ma l'uso dei rack adiacenti potrebbe essere impossibile

Richiede un sistema di aspirazione dell'aria calda o condutture Consentita l'installazione di rack blade adiacenti

Limite massimo per sistemi di raffreddamento a pavimento flottante progettati adeguatamente

Non vantaggioso in termini di costi in confronto alle alternative. Necessario impostare un target di densità più elevato per un'intera sala.

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Il centro dati deve disporre di una capacità di raffreddamento insolitamente elevata, le regole sono rigide

Dipende dalla combinazione specifica di blade server e della soluzione di raffreddamento integrativo

Sono necessari sistemi di evacuazione dell’aria calda

Sono necessari sistemi di evacuazione dell’aria calda. È necessario il rinnovamento dell'intera sala

5



Non praticabile: la densità di alimentazione supera la capacità dei sistemi di raffreddamento integrativo conosciuti

Sono necessari sistemi di evacuazione dell’aria calda

Sono necessari sistemi di evacuazione dell’aria calda. È necessario il rinnovamento dell'intera sala

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Non praticabile: la densità di alimentazione supera la capacità dei sistemi di raffreddamento integrativo conosciuti

Solo se esiste una rigida limitazione dell'area. Costo elevatissimo per ottenere questa densità su un'area sostenuta. Potrebbero essere necessarie delle regole.

Costo elevatissimo per ottenere questa densità. È necessario il rinnovamento dell'intera sala Sono necessari sistemi di evacuazione dell’aria calda.


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N. di chassis per rack

Ripartizione dei carichi

Prestito di

raffreddamento Raffreddamento

integrativo Area ad alta

densità Intera sala

Costi minimi Costi minimi da 1.000 a 2.000 Euro per rack

da 10.000 a 20.000 Euro per rack

da 20.000 a 60.000 Euro per rack

Aumento dei costi

Facile Procedure

necessarie Installazione non

invasiva Operazioni di installazione, tubazioni e

cablaggio più impegnativi

Sono necessari interruzione e rinnovamento dell'intera sala

Aumento della complessità di installazione

La Tabella 2 mostra che per 30 combinazioni possibili rispetto a sei livelli di ripartizione e 5 metodi

di installazione, esistono circa 11 combinazioni preferite e altre 7 combinazioni marginali per un totale

di 18 combinazioni praticabili. Per selezionare l'alternativa migliore, migliaia di combinazioni di preferenze

degli utenti, vincoli pratici e condizioni esistenti, i dati devono essere mappati su queste 18 combinazioni

di installazione. La mappatura richiede delle regole e un'analisi approfondita e può essere implementata

come un algoritmo software, tuttavia la descrizione completa va oltre lo scopo di questo documento.

Durante lo sviluppo degli strumenti per l'esecuzione di questa analisi, APC ha identificato alcune

osservazioni chiave:

• Se il rapporto di rack blade da installare supera il 25% delle posizioni rack in una sala,

è possibile che una sala esistente richieda un rinnovamento totale dei sistemi di alimentazione

e raffreddamento. Tale aspetto suggerisce che per installazioni di tali dimensioni debba essere

costruita una nuova sala, a meno che non sia possibile chiudere il centro dati per un determinato

periodo di tempo.

• Per i centri dati esistenti che prevedono l'installazione di 1-5 rack di blade server, è opportuno

effettuare una ripartizione pari al 25% - 50% del grado di densità totale (ad esempio, meno di

3 chassis per rack) per minimizzare l'impatto sul funzionamento del centro dati e ridurre i costi

di installazione. Per la maggior parte dei centri dati, il costo per il raggiungimento di densità

molto elevate supera di gran lunga i costi associati all'aggiunta di alcuni rack supplementari.

• Nel caso diffuso di un centro dati esistente dotato di capacità di raffreddamento e di alimentazione,

il raffreddamento integrativo incrementa la densità di installazione e comporta costi ridotti offrendo

risultati prevedibili.


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Approcci non consigliati Di seguito è riportato un elenco di approcci e azioni costantemente adottati dagli operatori delle sale CED

ma che si sono dimostrati inefficaci. Tali approcci apportano scarsissimi vantaggi e spesso peggiorano

la situazione.

Riduzione della temperatura dell'aria. Una delle azioni più semplici ma con pessimi risultati che può

essere adottata è quella di ridurre il punto di regolazione della temperatura dell'aria dei condizionatori

d'aria della sala computer per tentare di eliminare i punti di concentrazione del calore del centro dati.

Questa operazione riduce la capacità dei condizionatori d'aria, aumenta notevolmente il consumo di

acqua dell'umidificatore e riduce significativamente l'efficienza di funzionamento del centro dati,

aumentando di conseguenza i costi dei consumi di elettricità. Tutti gli aspetti descritti si verificano

e NON risolveranno il problema, poiché si tratta di un problema del flusso dell'aria e NON di un

problema di temperatura.

Griglie a pavimento. Un'altra azione apparentemente logica è quella di sostituire le piastrelle grigliate del

pavimento flottante con una piastrella dotata di una resistenza all'aria inferiore. Queste piastrelle somigliano

più a delle grate e sono diverse dalle comuni piastrelle perforate. Questo approccio può essere utile nel caso

di un rack isolato, ma presenta diversi effetti collaterali, in particolare se usato in quantità elevate. L'uso di

queste griglie in un centro dati standard provoca la diminuzione del flusso dell'aria in altre aree nonché

variazioni significative e non prevedibili nel flusso di aria tra le piastrelle. Questo problema è descritto in

dettaglio nel White Paper APC N. 46, "Potenza e raffreddamento per blade server e rack ad altissima

densità".

Ventole collocate nella parte superiore del rack. L'uso di ventole sul pannello superiore dei rack è

molto diffuso, sebbene tali ventole non producano alcun vantaggio in un rack IT correttamente progettato.

Il problema del surriscaldamento dei server NON è dovuto all'aria calda all'interno del rack. La causa è l'aria

calda nelle prese d'aria dei server posizionate sul pannello frontale. Queste ventole producono più calore

e possono perfino ridurre la capacità di raffreddamento nei centri dati progettati in modo ottimale. Molti clienti

richiedono le ventole dei pannelli superiori in base a specifiche preesistenti senza comprenderne appieno lo

scopo. Tuttavia, esistono alcuni dispositivi di ventilazione efficaci da abbinare ai rack; una descrizione

dettagliata di questi dispositivi è disponibile nel White Paper APC N. 42, "Dieci passi per risolvere i problemi

di raffreddamento generati dall'uso di server ad alta densità".

Isolazione dei rack. L'isolazione dei rack in un'area aperta su tutti i lati rispetto alle classiche file è una

soluzione spesso utilizzata nel tentativo di ridurre la densità in un'area e consentire l'implementazione di

più piastrelle grigliate ventilate in associazione con il rack. Tuttavia, questo approccio provoca il ritorno

dell'aria calda di scarico intorno ai lati del rack e nell'ingresso dell'aspirazione del server. L'effetto

complessivo non produce alcun vantaggio. La soluzione migliore è quella di mantenere una disposizione

a corridoi caldi e freddi, utilizzare rack non densamente popolati e pannelli fittizi tra i rack blade, corridoi

freddi più ampi, dispositivi di raffreddamento integrativo e/o sistemi di contenimento dei corridoi caldi per

incrementare le prestazioni.


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Conclusione L'installazione dei blade server consente un miglioramento significativo della capacità di elaborazione,

tuttavia può sollecitare notevolmente i sistemi di alimentazione e di raffreddamento dei centri dati esistenti.

Esistono diversi approcci per l'alimentazione e il raffreddamento dei blade server. L'approccio migliore

per un'installazione specifica dipende dai vincoli della progettazione esistente e dalle esigenze e preferenze

dell'operatore della sala CED.

Questo documento descrive gli aspetti e le scelte coinvolti nell'installazione dei blade server. Fornisce

la descrizione del processo per la selezione del metodo di installazione in base ai vincoli e alle necessità.

La maggior parte degli utenti non comprende i vincoli di raffreddamento posti dall'installazione di blade

server densamente popolati. Una volta prese in considerazione le opzioni e i rispettivi vantaggi,

le installazioni che prevedono la ripartizione dei blade server verranno giudicate positivamente per molte

strutture esistenti grazie ai risparmi in termini di costi e di tempo e alla riduzione delle interferenze con

il funzionamento del centro dati.


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Riferimenti 1) White Paper APC N. 46, “Potenza e raffreddamento per blade server e rack ad altissima densità”

2) White Paper APC N. 29, “Opzioni di alimentazione per rack ad alta densità”

3) White Paper APC N. 49, “Avoidable Mistakes that Compromise Cooling Performance in Data

Centers and Network Rooms”

4) White Paper APC N. 42, “Dieci passi per risolvere i problemi di raffreddamento generati dall'uso

di server ad alta densità”

5) Nota applicativa APC n. 76, “Configuring Data Centers to Support IBM BladeCenter Servers”

6) Nota applicativa APC n. 75, “Configuring Data Centers to Support HP BladeSystem p-Class

Servers”

7) Nota applicativa APC n. 74 “Configuration of InfraStruXure for Data Centers to Support Dell PowerEdge 1855 Blade Servers”

Informazioni sull'autore Neil Rasmussen è uno dei fondatori e il Chief Technical Officer di American Power Conversion.

Presso APC, Neil Rasmussen gestisce il maggiore budget mondiale per R&S destinato all'infrastruttura

di alimentazione, raffreddamento e rack per reti critiche. APC ha centri di sviluppo prodotti in Massachusetts,

Missouri, Danimarca, Rhode Island, Taiwan e Irlanda. Attualmente Neil Rasmussen si occupa del

coordinamento delle attività di APC per lo sviluppo di soluzioni scalari e modulari per i data center.

Prima di fondare APC, nel 1981, Neil Rasmussen ha conseguito laurea e master in Ingegneria elettrica

presso il MIT, presentando una tesi sull'analisi di un'alimentazione a 200 MW per un reattore a fusione

Tokamak. Dal 1979 al 1981 ha lavorato presso i MIT Lincoln Laboratories studiando i sistemi di accumulo

energetico nei volani e i sistemi a energia solare.

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