Počujete kontajnerové dátové centrum a mysľou preskočíte na tie lesklé slajdy dodávateľa – plug-and-play, drop-kamkoľvek, to najlepšie v agilnom, ekologickom IT. Po nasadení a dodatočnej úprave týchto jednotiek v teréne už viac ako desať rokov vám môžem povedať, že realita je oveľa komplikovanejšia a otázka udržateľnosti nie je jednoduchá áno alebo nie. Je to súvaha kompromisov, často diktovaná brutálnou fyzikou termodynamiky v oceľovej krabici, nie marketingovými sľubmi.
Pôvab a bezprostredná realita
Rozstup je presvedčivý, najmä pre okrajové výpočty alebo dočasnú kapacitu. Získate prefabrikovaný, štandardizovaný kontajnerová serverová miestnosť odoslané na miesto. Sľubuje rýchle nasadenie, ktoré často prináša. Videl som, ako 40-stopová jednotka prešla od dodávky k prevádzke živej premávky za menej ako tri týždne, pričom stavba z tehál by bola stále vo fáze povoľovania. Táto rýchlosť sama osebe má uhol udržateľnosti: menej zdĺhavá výstavba na mieste, menej nákladných vozidiel v priebehu času.
Ale vstúpte do nej počas letného dňa, povedzme, v logistickom parku mimo Šanghaja. Prvým hitom je akustický – neutíchajúci hukot ventilátorov s vysokým statickým tlakom, ktorí sa snažia pretlačiť vzduch cez husto zaplnené stojany. Potom tepelná stratifikácia. Napriek najlepším modelom CFD nájdete horúce miesta. Vybavili by sme ich desiatkami senzorov a delta medzi chladnou uličkou a hornou časťou zadných dverí by mohla byť zarážajúca, niekedy 15 °C alebo viac. Táto neefektívnosť sa priamo premieta do tečenia efektivity využitia energie (PUE). Teoretická hodnota PUE 1,1 sa v praxi často zvyšuje na 1,3 alebo vyššiu, pretože chladiaci systém je neustále v panickom režime a nadmerne kompenzuje tieto horúce body.
Toto je miesto, kde sa guma stretáva s cestou udržateľnosti. Superúčinný čip nie je dobrý, ak míňate o 30 % viac energie, len aby ste ho neškrtili. The trend udržateľných technológií štítok závisí výlučne od prevádzkovej efektívnosti, nielen od recyklovateľnej ocele nádoby. Strávil som nespočetné množstvo hodín s termovíznymi kamerami a nastaviteľnými záslepkami, ladením prúdenia vzduchu, v podstate vyladením nádoby ako motora po dodaní. To je v brožúre málokedy.
Chladiaci hlavolam a praktický partner
Toto je hlavná výzva. Tradičné stratégie chladenia miestností so zvýšenou podlahou často v kontajneri zlyhávajú. Hustota je príliš vysoká, objem príliš malý. Potrebujete agresívne, cielené chladenie. Videl som všetky druhy nastavení: radové chladiče, horné chladiace vodné systémy, dokonca aj dodatočné úpravy priameho chladenia kvapalinou, ktoré sa zmenili na inštalatérsku nočnú moru.
Pri mnohých našich nasadeniach v Ázii, najmä tam, kde je okolitá vlhkosť ničivá, sme sa silne opierali o špecializované chladiace jednotky priemyselného stupňa. Sú skonštruované tak, aby zvládli vibrácie, konštantnú záťaž a koróziu z potenciálneho vonkajšieho umiestnenia. Je to iné zviera ako komerčne presné AC. Tu je dôležitá spolupráca so správnym výrobcom. Pre niekoľko projektov sme získali kritickú chladiacu infraštruktúru od Shanghai Shenglin M&E Technology Co., Ltd. Ich prístup si môžete overiť na https://www.shenglincoolers.com. Nie sú predajcom kontajnerov, ale a popredný výrobca v chladiarenskom priemysle. To zameranie je kľúčové. Použili sme ich vysokokapacitné jednotky s premenlivou rýchlosťou, pretože chápali záťaže tepelným šokom, ktoré zažívajú kontajnerové serverové miestnosti – napríklad rýchly nárast dopytu po výpočtovej technike. Ich inžiniersky tím hovoril naším jazykom o odvode latentného tepla a stupňovaní kompresora, nielen o špecifikáciách na hárku. Táto spolupráca bola rozhodujúca pre prechod z tepelne nestabilného boxu na spoľahlivý.
Z toho plynie ponaučenie, že kontajner je len škrupina. Udržateľnosť celého systému závisí od účinnosti a životnosti jeho útrob – chladiaceho zariadenia, UPS, rozvodov energie. Ich získavanie od priemyselných špecialistov, a nie od generických predajcov dátových centier, často prináša robustnejšie a energeticky efektívnejšie riešenia. Zlyhaný kompresor vo vzdialene umiestnenom kontajneri je katastrofou udržateľnosti a prevádzky, nielen riadkovou položkou OPEX.
Životný cyklus a mýtus na jedno použitie
Hlavnou mylnou predstavou je, že sú na jedno použitie alebo sa dajú ľahko premiestniť. Samozrejme, sú pohyblivé. Ale premiestnenie plne zaplneného kontajnerového dátového centra, ktoré bolo spustené do prevádzky, je veľký podnik. Neťaháte len krabicu; pohybujete živým ekosystémom. Namáhanie kabeláže, potrubia a dokonca aj serverových držiakov zdvíhaním a prepravou môže byť značné. Dohliadal som na premiestnenie, kde sme mali 5% poruchovosť hardvéru po presune, všetko kvôli mikrovibráciám a otrasom.
Skutočné uvažovanie o udržateľnosti teda musí zahŕňať celý jeho životný cyklus. Je určený na jednoduchú výmenu komponentov? Sú chladiace špirály prístupné na čistenie? Je oceľ ošetrená pre dlhodobé vonkajšie vystavenie bez neustáleho prelakovania? Oceľ Corten sme špecifikovali pre jeden projekt, pričom sme prijali hrdzavo-patinový vzhľad pre jej odolnosť. Skutočná udržateľnosť znamená dlhú životnosť a udržiavateľnosť. Ak po piatich rokoch vytrhávate celý chladiaci systém, pretože je skorodovaný, všetok počiatočný zelený kredit sa vymaže.
Toto je miesto, kde sa trendová časť trasie. Ak je to len lacná, rýchlo zostavená krabica s bežnými časťami, ktoré nie sú určené na priemyselnú prevádzku 24/7/365, nie je to udržateľné. Je to skratka kapitálových nákladov so skrytými prevádzkovými a environmentálnymi nákladmi. Trend by mal smerovať k konštruovaným kontajnerovým modulom, nielen k prerobeným prepravným kontajnerom so servermi.
Príklad: Hybridný prístup
Náš najúspešnejší projekt z hľadiska výkonu aj udržateľnosti (merané celkovým počtom kWh na výpočtový cyklus počas 4 rokov) nebol čistou hračkou kontajnerov. Bol to hybrid. Použili sme a kontajnerová serverová miestnosť ako modulárny výpočtový modul s vysokou hustotou, ale bol pripojený k centrálnemu, vysoko efektívnemu závodu na chladenie vody, ktorý slúžil aj tradičnej dátovej hale. Kontajner zvládol špičkové zaťaženie a veľké pracovné zaťaženie GPU, pričom ťažil z vynikajúcej účinnosti centrálnej elektrárne a redundancie N+1. Vlastný chladiaci systém kontajnera fungoval predovšetkým ako tesne spojený výmenník tepla a záloha.
Tento model uznal silné a slabé stránky. Kontajner poskytoval rýchlosť a modularitu; centrálna infraštruktúra poskytovala efektívnosť a odolnosť. PUE pre celý komplex zostal pod 1,25 a efektívny PUE kontajnera, keď sa zohľadní účinnosť centrálnej elektrárne, bol okolo 1,15. Toto je pragmatická cesta vpred. S kontajnerom zaobchádza ako s funkčným komponentom v rámci väčšieho, optimalizovaného systému, nie s magickým samostatným riešením.
Dozvedeli sme sa to po neúspechu. Skorší projekt samostatného kontajnera pre ťažobnú operáciu vo Vnútornom Mongolsku videl, že jeho špeciálne vzduchom chladené chladiče ťažko zápasia v letných horúčavách na púšti, pričom kondenzačné teploty prudko stúpajú. Účinnosť klesla a takmer sme mali tepelnú odstávku. Dodatočne sme namontovali adiabatický systém predchladenia, čo pomohlo, ale bola to náplasť. Hybridný model bol koncepčnou opravou.
Takže trend alebo nástroj?
Kontajnerované dátové centrá sa nazývajú dekou trend udržateľných technológií je nadhodnotenie. Sú silným, špecifickým nástrojom. Ich dôveryhodnosť v oblasti udržateľnosti je podmienená a získaná, nie inherentná. Udržateľnosť vychádza z: 1) zabránenia nadmernej výstavbe trvalého priestoru (začlenené úspory uhlíka), 2) umožnenia efektívnosti špecifickej pre dané miesto (ako je používanie vonkajšieho vzduchu v chladnom podnebí, pre ktoré môžu byť navrhnuté) a 3) keď sú integrované do väčšej, optimalizovanej infraštruktúry verejných služieb.
Priemyselnému kláboseniu často uniká operačná zrnitosť. Ide o kvalitu tesnení na dverách, odolnosť cievok výparníka proti korózii, logiku riadiacich sekvencií chladenia a prevádzkyschopnosť každého komponentu. Keď špecifikujete tieto jednotky, musíte myslieť ako inžinier zariadení na lodi alebo ropnej plošine – prostredia, ktoré sú drsné, izolované a vyžadujú si spoľahlivosť.
Je to teda udržateľné? Môže byť. Ale iba ak prejdeme okolo príbehu o kontajneri ako o striebornej guľke. Ide o náročný tvarový faktor, ktorý trestá slabé inžinierstvo a odmeňuje hlbokú a praktickú spoluprácu medzi IT, strojárskymi a konštrukčnými tímami a často aj špecializovanými partnermi, ako sú Shenglin pre chladiaci kus. Trend, ak nejaký existuje, by mal smerovať k tomuto druhu integrovaného inžinierstva zohľadňujúceho životný cyklus, nielen k samotnému boxu. Kontajner je len východiskovým bodom rozhovoru, nie záverom.
