Preparando a Infraestrutura Física

de Data Centers de Recebimento para Consolidação

Revisão 1

Por Neil Rasmussen

White Paper 175

A consolidação de um ou mais data centers em um data center existente é uma ocorrência comum. Este documento oferece exemplos do que está se tornando uma arquitetura padrão para a preparação da infraestrutura física no data center receptor. Esta abordagem permite linhas do tempo mais curtas e maior eficiência, ao mesmo tempo que evita as dificuldades comumente esperadas e as complexidades quase sempre experimentadas com projetos de consolidação.

Sumário Executivo > Introdução 2

Método de Sobreposição do Grupo de Alta Densidade

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Atendendo a requisitos de capacidade

4

Preparado para consolidação 5

Conclusão 7

Recursos 8

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by Schneider Electric White Papers são parte da livraria de White papers Schneider Electric, produzidos pelo centro científico de data centers Schneider Electric DCSC@Schneider-Electric.com

Preparando a Infraestrutura Física de Data Centers de Recebimento para Consolidação

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Vários esforços de consolidação de data center envolvem a consolidação de dois ou mais data centers em um único data center novo. A consolidação em um data center existente é quase sempre considerada impraticável porque a infraestrutura física existente não é considerada compatível com os requisitos atuais, ou o risco de interrupção do data center existente não é aceitável. Entretanto, um número crescente de esforços de consolidação tiveram êxito na consolidação em um data center existente usando a abordagem efetiva descrita neste documento. Os problemas de consolidação em um data center existente incluem o seguinte: A necessidade de manter o data center existente em operação durante o projeto de

consolidação

O desejo de impedir a instalação de equipamento principal, encanamento e fiação que possa interromper as operações existentes

A baixa capacidade de densidade da infraestrutura existente, normalmente de 3 KW por gabinete (100 W/por pés quadrados), quando o equipamento novo é implantado com mais eficiência a 8 a 16 kW por gabinete

A tentativa de fazer com que a instalação de refrigeração suporte resultados de densidade mais altos em pontos de calor e refrigeração em excesso, resultando em uma ineficiência gigantesca (PUE de 2,2 ou mais)

Os pisos elevados existentes, que geralmente são muito baixos e obstruídos com fiação e encanamento para permitir o fluxo de ar necessário

Consolidações fragmentadas e não planejadas que ocorrem por meio da lenta tentativa de colocar mais equipamentos em um data center existente, normalmente trazendo problemas de confiabilidade, pontos de calor e ineficiência. Em vez disso, vários operadores de data center solucionaram todos esses problemas adotando o método de substituição de grupo de alta densidade descrito neste documento. O método de sobreposição do grupo de alta densidade de atualização de data center baseia-se no conceito de “Grupos” ou unidades independentes de infraestrutura de data center. Um grupo é uma coleção pré-projetada de gabinetes de TI, distribuição de energia e distribuição de refrigeração implantado como uma unidade, quase sempre como um par de linhas de gabinetes, como mostrado na Figura 1:

Introdução

Método de Sobreposição do Grupo de Alta Densidade

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No método de sobreposição de alta densidade, os grupos de alta densidade são adicionados a um data center existente para aumentar a eficiência, a capacidade e a densidade. Com o tempo, os grupos são adicionados e deslocam a infraestrutura existente. Eventualmente, o data center inteiro é convertido em grupos e o desempenho é quase tão bom como o de um data center novo. Cada grupo é como um data center independente, com sua própria energia e distribuição de refrigeração junto com tecnologias de contenção de ar, de forma que afete minimamente o ambiente de energia e refrigeração em que for colocado. Por exemplo, um novo grupo não exige ar do piso elevado existente porque possui refrigeradores independentes. Todo o calor gerado por um novo grupo é capturado e refrigerado no grupo e, portanto, ele não cria pontos de calor adicionais ou demanda sobre os ar-condicionados existentes.

Foco: Datacenter de Engenharia de CA••

• 9MW escalonável até 21 MW• Maiores instalações Liebert/APC• Corte de 1,8 M pés2 (167 km2)• 15 Edifícios para 2• 152 Datacenters para 14• Concluído em 12 meses•

•

• Opex reduzido em 30%

26k pés2 (2.415 m2) Campode Serviço Mecânico

Prêmio de Inovação de US$ 250K e US$1,2M de Descontos em Utilitários

39% mais eficiente do que o padrãoASHRAE (0,489 kW/ton)

72k pés2 (6.689 m2) CC

Realidade:Modular, escalonável, preparado para o futuro e altamente eficiente em um espaço 63%

menor Dentro do orçamento e dos prazos.

Figura 1 A instalação de grupo de alta densidade em Fort Bliss, do exército americano

Figura 2 Implantação de grupo de alta densidade na Sun Microsystems como parte de um projeto de consolidação (apresentado pela SUN na dinâmica de data centers, em julho de 2008)

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No exemplo da Figura 2, um grupo de alta densidade com base na abordagem foi usado em um novo data center como parte de um projeto de consolidação em massa de 152 data centers para 14 data centers. Este projeto resultou em uma PUE de menos de 1,3. A abordagem de grupo simplificou o projeto e acelerou a linha do tempo do projeto que foi concluído em 12 meses. O método de sobreposição de alta densidade é particularmente prático e efetivo durante os projetos de consolidação. Normalmente, os clientes consideram que cada grupo adicionado é 5 a 10 vezes mais eficiente no uso do espaço de piso do que o equipamento de data center consolidado no grupo. Desta forma, a implantação de grupos rapidamente resulta na criação líquida de espaço de piso livre, que então fica disponível para grupos adicionais. Depois que os primeiros grupos são implantados, o espaço de piso liberado permite que os próximos grupos sejam muito mais fáceis de implantar. Quando a conversão estiver concluída, o espaço de piso eventualmente liberado poderá permitir o aumento da capacidade geral do data center ou esse espaço poderá ter outra finalidade. No exemplo de consolidação da Figura 2, 1,8 milhão de pés quadrados de espaço líquido foi liberado pelo projeto. Uma grande vantagem do método de sobreposição do grupo de alta densidade é que os grupos são independentes, os projetos estão prontos e não é necessário personalizá-los ou construí-los de acordo com as limitações específicas de cada edifício ou data center em que são instalados. Embora os grupos de alta densidade sejam de um projeto personalizado, eles estarão prontamente adaptados ao aplicativo como a seguir: O número de gabinetes de TI em um grupo podem ser ajustados para encaixar o grupo

em formatos de sala existentes.

Os gabinetes de TI em um grupo são tipicamente gabinetes do rack, mas os dispositivos de TI com gabinetes personalizados, como dispositivos de armazenamento, podem ser prontamente acomodados.

Os valores do projeto de grupo típico de 8 kW por gabinete são padrão, mas os valores de até 30 kW por gabinete são possíveis.

A redundância da energia de um grupo é normalmente de trajeto duplo, e a redundância de refrigeração é tipicamente de N+1, mas há outras opções possíveis.

Os grupos de diferente capacidade, densidade ou redundância são prontamente combinados em uma instalação.

Em vários projetos de consolidação, é desejável aumentar a capacidade final de TI da infraestrutura do data center receptor. Por exemplo, o plano pode ser consolidado em um data center de 1 MW existente, com o objeto de expandir a capacidade do data center para 2 MW para acomodar toda a consolidação desejada. Além disso, pode ser difícil prever se 1 MW, 2 MW ou alguma outra capacidade será realmente necessária devido a incertezas relacionadas a virtualização e outros fatores. Neste caso, é necessária a capacidade de escalonar o data center quando e se necessário. Como mencionado anteriormente, o aumento de densidade atingido durante projetos de consolidação real é tão grande que a capacidade de piso é liberada e quase nunca atinge o limite da capacidade de um data center receptor. A limitação sempre está relacionada às capacidades de energia e de refrigeração. Uma sobreposição de grupo de alta densidade permite o dimensionamento de capacidade das seguintes maneiras:

Novos grupos podem utilizar totalmente as capacidades existentes de instalação do resfriador, de entrada de serviço e de painel de distribuição.

Atendendo a requisitos de capacidade

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Quando uma capacidade existente for totalmente utilizada, novos grupos fornecidos das novas instalações de energia modular e de refrigeração podem ser adicionados à instalação sem interrupção ou substituição das instalações existentes.

Um exemplo dos tipos de instalações de refrigeração e de energia (também conhecidos como módulos da instalação) que podem ser adicionados a um data center existente é mostrado na Figura 3. O white paper 163, Módulos de Energia Armazenada e Refrigeração para Data Centers, descreve estas instalações mais detalhadamente.

Para preparar uma instalação existente para consolidação usando o método de sobreposição de grupo de alta densidade, a seguinte abordagem será usada: Avalia o data center receptor para determinar as capacidades e os recursos da

infraestrutura física existente (consulte o White Paper 177, Determinando Capacidades de Energia, Refrigeração e Espaço ao Consolidar Data Centers)

Criar um plano de escalonamento para estabelecer a capacidade escalonável final do data center

Estabeleça um plano de crescimento de TI e reconcilie esse plano ao plano de escalonamento (consulte o White Paper 143, Projetos do Data Center: Modelo de Crescimento)

Selecionar os projetos de grupo de alta densidade adequados

Estabelecer uma área de “escavação” no data center existente, onde o primeiro grupo poderá ser instalado

Consolidar as cargas existentes no grupo de alta densidade para liberar espaço adicional, se necessário

Posicionar grupos com o tempo e consolidar cargas existentes e cargas de outros data centers nos grupos

Adicionar mais capacidade de instalação de energia e de refrigeração como necessário para suportar o plano de crescimento

Projetos de data centers: Modelo de crescimento

Link para a fonte White Paper 143

Figura 3 Os módulos de instalação de refrigeração e de energia de 500 kW que podem ser adicionados para dimensionar a capacidade de um data center existente.

Preparando para consolidação

Determinando Capacidades de Energia, Refrigeração e Espaço ao Consolidar Data Centers

Link para a fonte White Paper 177

Módulos de energia e refrigeração em contêineres para data centers

Link para a fonte White Paper 163

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A Figura 4 mostra um exemplo de área de “escavação” em um data center existente usado para localizar o primeiro grupo de alta densidade.

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Figura 4 A área de “escavação” estabelecida em um data center existente para a primeira implantação de grupo de alta densidade

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Os data centers em funcionamento existentes podem efetivamente usados como data centers receptores para projetos de consolidação de data center. Entretanto, a abordagem comum de “simplesmente tentar encaixar o equipamento adicional” normalmente resulta em pontos de calor, problemas de confiabilidade, ineficiência e falta de espaço. Em vez disso, o uso do método de sobreposição de grupo de alta densidade pode permitir que o data center legado existente transforme-se em um data center de alta eficiência e de alta densidade durante um projeto de consolidação. Espera-se uma PUE anual de data centers que usa a abordagem de sobreposição de grupo de alta densidade da ordem de 1,35 em carga completa, o que não é tão bom como uma PUE de 1,2 possível com um data center criado com uma nova finalidade, mas é muito melhor que a PUE 2,0 típica observada antes da implantação da sobreposição de grupo. A natureza independente do grupo significa que planejamento, projeto ou engenharia mínimos são necessários para posicionar um grupo em um ambiente existente, permitindo um alto grau de padronização e de redução do tempo do ciclo de implantação. O método de sobreposição de grupo de alta densidade foi usado com êxito em centenas de projetos de consolidação comerciais. É um método efetivo para novas instalações, além de para transformar data centers legados existentes em data centers receptores adequados para consolidação, mesmo enquanto ainda estiverem em operação.

Conclusão

Neil Rasmussen é vice-presidente sênior de Inovação da Schneider Electric. Ele estabelece os rumos de tecnologia do maior orçamento de P&D do mundo dedicado à alimentação, à refrigeração e à infraestrutura de racks para redes essenciais. Neil detém 19 patentes relacionadas à infraestrutura de alimentação e refrigeração de alta eficiência e alta densidade para data centers, e já publicou mais de 50 white papers relacionados a sistemas de alimentação e refrigeração, muitos deles publicados em mais de 10 idiomas, mais recentemente com foco na melhoria da eficiência energética.Ele é um palestrante internacionalmente reconhecido em matéria de data centers de alta eficiência. Atualmente, Neil está trabalhando para promover a ciência das soluções de infraestrutura do data center de alta eficiência, alta densidade e dimensionáveis, além de ser arquiteto principal do sistema APC InfraStruXure. Antes de fundar a APC em 1981, Neil obteve seus diplomas de bacharel e mestre em engenharia elétrica pelo MIT, onde escreveu sua tese sobre a análise de uma fonte de alimentação de 200 MW para um reator de fusão Tokamak. De 1979 a 1981, ele trabalhou para a MIT Lincoln Laboratories em sistemas de armazenamento de energia flywheel e sistemas de energia elétrica solar.

Sobre o autor

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Implantação de Grupos de Alta Densidade em um Data Center de Baixa Densidade White Paper 134

Projetos de data centers: Modelo de crescimento White Paper 143

Módulos de energia e refrigeração em contêineres para data centers White Paper 163

Determinando Capacidades de Energia, Refrigeração e Espaço ao Consolidar Data Centers White Paper 177

Calculadora para planejamento de projeto do data center TradeOff Tool 8

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