Słyszysz kontenerowe centrum danych i myślami przeskakujesz do błyszczących slajdów dostawców – plug-and-play, upuść w dowolnym miejscu, najwyższa elastyczność, zielone IT. Będąc w terenie, wdrażając i modernizując te jednostki przez większą część dekady, mogę powiedzieć, że rzeczywistość jest znacznie bardziej skomplikowana, a kwestia zrównoważonego rozwoju nie jest prosta, tak lub nie. To bilans kompromisów, często podyktowany brutalną fizyką termodynamiki w stalowym pudełku, a nie obietnice marketingowe.
Urok i bezpośrednia rzeczywistość
Oferta jest przekonująca, szczególnie w przypadku obliczeń brzegowych lub pojemności tymczasowej. Otrzymujesz prefabrykowane, znormalizowane serwerownia kontenerowa wysłane do serwisu. Obiecuje szybkie wdrożenie, które często zapewnia. Widziałem, jak 40-metrowa jednostka od dostawy do obsługi ruchu trwała niecałe trzy tygodnie, podczas gdy konstrukcja stacjonarna wciąż znajdowała się w fazie wydawania pozwoleń. Ta prędkość sama w sobie ma aspekt zrównoważony: krótsza budowa na miejscu, mniejsza liczba przejazdów ciężarówek w miarę upływu czasu.
Ale wejdź do jednego z nich w letni dzień, powiedzmy, w parku logistycznym pod Szanghajem. Pierwszym uderzeniem jest dźwięk akustyczny – nieustanny ryk wentylatorów wytwarzających wysokie ciśnienie statyczne, walczących o przepchnięcie powietrza przez gęsto upakowane stojaki. Następnie stratyfikacja termiczna. Pomimo najlepszych modeli CFD, znajdziesz gorące punkty. Wyposażyliśmy je w dziesiątki czujników, a delta między chłodnym przejściem a górą tylnych drzwi mogła być zaskakująca, czasami wynosząca 15°C lub więcej. Ta nieefektywność bezpośrednio przekłada się na pełzanie efektywności wykorzystania energii (PUE). Teoretyczny PUE wynoszący 1,1 często w praktyce wzrasta do 1,3 lub więcej, ponieważ układ chłodzenia stale znajduje się w trybie paniki, nadmiernie kompensując te gorące punkty.
W tym miejscu guma spotyka się z drogą zrównoważonego rozwoju. Superwydajny układ nie jest dobry, jeśli marnujesz 30% więcej energii, aby zapobiec jego dławieniu. The zrównoważony trend technologiczny etykieta zależy wyłącznie od wydajności operacyjnej, a nie tylko od stali, z której wykonany jest pojemnik, nadającej się do recyklingu. Spędziłem niezliczone godziny z kamerami termowizyjnymi i regulowanymi płytami zaślepiającymi, poprawiając przepływ powietrza, zasadniczo dostrajając kontener jak silnik po dostawie. Rzadko zdarza się to w broszurze.
Zagadka chłodzenia i praktyczny partner
To jest główne wyzwanie. Tradycyjne strategie chłodzenia pomieszczeń z podniesioną podłogą często zawodzą w przypadku kontenerów. Gęstość jest za duża, objętość za mała. Potrzebujesz agresywnego, ukierunkowanego chłodzenia. Widziałem wszelkiego rodzaju konfiguracje: chłodnice rzędowe, systemy wody lodowej podwieszane, a nawet modernizacje bezpośredniego chłodzenia cieczą, które zamieniły się w koszmar hydrauliczny.
W przypadku wielu naszych wdrożeń w Azji, zwłaszcza tam, gdzie wilgotność otoczenia jest zabójcza, w dużym stopniu polegaliśmy na specjalistycznych urządzeniach chłodzących klasy przemysłowej. Są zbudowane tak, aby wytrzymać wibracje, stałe obciążenie i korozję wynikającą z potencjalnego umieszczenia na zewnątrz. To inna bestia niż komercyjny precyzyjny AC. Tutaj liczy się współpraca z odpowiednim producentem. W przypadku kilku projektów pozyskaliśmy krytyczną infrastrukturę chłodniczą od firmy Shanghai Shenglin M&E Technology Co., Ltd. Ich podejście możesz sprawdzić na stronie https://www.shenglincoolers.com. Nie są dostawcą kontenerów, ale: wiodący producent w branży chłodniczej. To skupienie jest kluczowe. Zastosowaliśmy ich jednostki o dużej pojemności i zmiennej prędkości, ponieważ rozumieli oni obciążenia związane z szokiem termicznym, jakiego doświadcza serwerownia kontenerowa – na przykład szybki wzrost zapotrzebowania na moc obliczeniową. Ich zespół inżynierów mówił naszym językiem o usuwaniu ciepła utajonego i doborze sprężarek, a nie tylko o specyfikacjach na arkuszu. Współpraca ta była kluczowa dla przejścia z pudełka niestabilnego termicznie na urządzenie niezawodne.
Lekcja z tego jest taka, że pojemnik to tylko skorupa. Zrównoważony rozwój całego systemu zależy od wydajności i trwałości jego elementów – instalacji chłodzącej, zasilacza UPS i dystrybucji mocy. Zaopatrywanie się w nie u specjalistów przemysłowych, a nie u ogólnych dostawców centrów danych, często skutkuje solidniejszymi i energooszczędnymi rozwiązaniami. Awaria sprężarki w oddalonym kontenerze to katastrofa dla zrównoważonego rozwoju i funkcjonowania, a nie tylko element zamówienia OPEX.
Cykl życia i mit jednorazowego użytku
Głównym błędnym przekonaniem jest to, że są one jednorazowe lub łatwe do przeniesienia. Jasne, są ruchome. Jednak przeniesienie w pełni zapełnionego, oddanego do użytku kontenerowego centrum danych to poważne przedsięwzięcie. Nie tylko dźwigasz pudełko; poruszasz żywy ekosystem. Naprężenia działające na okablowanie, rurociągi, a nawet mocowania serwera podczas podnoszenia i transportu mogą być znaczne. Nadzorowałem przeprowadzkę, podczas której po przeprowadzce wskaźnik awaryjności sprzętu wyniósł 5%, a wszystko to z powodu mikrowibracji i wstrząsów.
Zatem prawdziwe myślenie o zrównoważonym rozwoju musi obejmować cały jego cykl życia. Czy zaprojektowano go z myślą o łatwej wymianie podzespołów? Czy wężownice chłodzące są dostępne do czyszczenia? Czy stal jest poddawana długotrwałej ekspozycji na zewnątrz bez ciągłego malowania? Do jednego projektu wybraliśmy stal Corten, akceptując wygląd rdzy i patyny ze względu na jej trwałość. Prawdziwy zrównoważony rozwój oznacza długowieczność i łatwość konserwacji. Jeśli po pięciu latach wymontujesz cały układ chłodzenia, ponieważ jest skorodowany, wszelkie początkowe zielone kredyty przepadną.
W tym miejscu część trendu staje się niepewna. Jeśli jest to po prostu tanie, szybko zmontowane pudełko z gotowymi częściami, które nie są przeznaczone do pracy przemysłowej 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, 365 dni w tygodniu, nie jest ono zrównoważone. Jest to skrót od wydatków kapitałowych, z ukrytymi kosztami operacyjnymi i środowiskowymi. Tendencja powinna zmierzać w stronę zaprojektowanych modułów kontenerowych, a nie tylko kontenerów transportowych o zmienionym przeznaczeniu z wrzuconymi serwerami.
Przykład: podejście hybrydowe
Nasz najbardziej udany projekt zarówno pod względem wydajności, jak i zrównoważonego rozwoju (mierzonego całkowitą liczbą kWh na cykl obliczeniowy w ciągu 4 lat) nie był czystą grą kontenerową. To była hybryda. Użyliśmy A serwerownia kontenerowa jako modułowy moduł obliczeniowy o dużej gęstości, ale podłączono go do centralnej, wysoce wydajnej instalacji wody lodowej, która obsługiwała również tradycyjną halę danych. Kontener poradził sobie ze skokowymi obciążeniami i obciążeniami obciążającymi procesor graficzny, korzystając z doskonałej wydajności instalacji centralnej i nadmiarowości N+1. Własny system chłodzenia kontenera działał przede wszystkim jako ściśle sprzężony wymiennik ciepła i rezerwowy.
W modelu tym uznano mocne i słabe strony. Kontener zapewniał szybkość i modułowość; infrastruktura centralna zapewniała wydajność i odporność. PUE dla całego kompleksu utrzymywało się poniżej 1,25, a efektywne PUE kapsuły kontenerowej, po uwzględnieniu wydajności instalacji centralnej, wynosiło około 1,15. To pragmatyczna droga naprzód. Traktuje kontener jako funkcjonalny element większego, zoptymalizowanego systemu, a nie magiczne, samodzielne rozwiązanie.
Nauczyliśmy się tego po porażce. W ramach wcześniejszego, samodzielnego projektu kontenerowego dla kopalni w Mongolii Wewnętrznej dedykowane agregaty chłodnicze chłodzone powietrzem mocno zmagały się z letnimi pustynnymi upałami i gwałtownie rosnącymi temperaturami skraplania. Wydajność gwałtownie spadła i prawie doszło do wyłączenia termicznego. Zmodernizowaliśmy adiabatyczny układ wstępnego chłodzenia, co pomogło, ale okazało się jedynie ratunkiem. Rozwiązaniem koncepcyjnym był model hybrydowy.
Zatem trend czy narzędzie?
Nazywanie kontenerowych centrów danych kocem zrównoważony trend technologiczny to przesada. Są potężnym, specyficznym narzędziem. Ich certyfikat zrównoważonego rozwoju jest warunkowy i nabyty, a nie nieodłączny. Zrównoważony rozwój wynika z: 1) unikania nadmiernej zabudowy stałej przestrzeni (ucieleśniona oszczędność emisji dwutlenku węgla), 2) umożliwienia efektywności specyficznej dla lokalizacji (np. wykorzystanie powietrza zewnętrznego w chłodnym klimacie, dla którego można je zaprojektować) oraz 3) zintegrowania z większą, zoptymalizowaną infrastrukturą użyteczności publicznej.
W pogawędkach branżowych często brakuje konkretów operacyjnych. Chodzi o jakość uszczelek drzwi, odporność na korozję wężownic parownika, logikę sekwencji sterujących chłodzeniem i użyteczność każdego elementu. Wybierając te jednostki, musisz myśleć jak inżynier obiektu na statku lub platformie wiertniczej – środowiska, które są trudne, odizolowane i wymagają niezawodności.
Czy jest to zatem trwałe? To może być. Ale tylko wtedy, gdy odejdziemy od narracji o pojemniku jako srebrnym naboju. Jest to wymagająca obudowa, która karze słabą inżynierię i nagradza głęboką, praktyczną współpracę między zespołami IT, mechanicznymi i konstrukcyjnymi, a często także wyspecjalizowanymi partnerami, takimi jak Shenglin do elementu chłodzącego. Trend, jeśli taki istnieje, powinien zmierzać w kierunku tego rodzaju zintegrowanej inżynierii uwzględniającej cykl życia, a nie tylko samego pudełka. Kontener jest tylko punktem wyjścia rozmowy, a nie zakończeniem.
