نکاتي در تأمين نيرو در ديتاسنترها

بيشتر به سمت اصل هرچه بيشتر، بهتر مي‌رود. با جلب‌توجه طراحان ديتاسنتر به سمت يکجاسازي، ديتاسنترهاي در مقياس بزرگ، روزبه‌روز رواج بيشتري مي‌يابند. با بزرگ‌تر شدن چنين مراکزي، اين نوع ديتاسنترها معمول‌تر و عادي‌تر شده و محصولات مربوط به آن‌ها به تجارت تبديل‌شده است.

 امروزه، تصميمات مربوط به خريد داده، بعدازاينکه از سطح در دسترس بودن موردنياز تعريف شد، اساساً وابسته به قيمت است و اولويت در پايين آوردن قيمت تا حد ممکن در ميزان مصرف انرژي است. با توجه به ميزان انرژي مصرفي و اين واقعيت که انرژي غالباً قابل‌کنترل‌ترين هزينه موجود است، مديران ديتاسنترها سعي دارند تا جاي ممکن بيشترين صرفه‌جويي را از هزينه برق داشته باشند.

 

   بهينگي انرژي

 در مسير کاهش مصرف برق، سيستم‌هاي تأمين نيروي بي‌وقفه (UPS) توجه زيادي به خود جلب کرده و فناوري‌ها و روش‌هاي عملياتي جديد اميدوارکننده هستند. حالت مقرون‌به‌صرفه، ويژگي صرفه‌جويي در مصرف انرژي در UPS است که طي آن بار از طريق خط ميانبر استاتيک تأمين مي‌شود. در گذشته، اين راه‌حل به دليل اينکه معادله هزينه و سود نمي‌توانست ريسک افزوده را توجيه کند، مورداستفاده قرار نمي‌گرفت. يک سيستم UPS عادي تبديلي دوکاره، جريان ورودي را به AC و DC تقسيم مي‌کند. باتري‌ها به منبع DC متصل مي‌شوند تا به‌طور مکرر بارگيري شوند، سپس جريان DC براي تأمين نيروي سرورها به AC تبديل مي‌شود. در حالت مقرون‌به‌صرفه، مسير ميانبر ورودي AC را مستقيماً به خروجي AC اتصال مي‌دهد.

 پرري فيلد، مديرکل وضعيت نيرو ABB ، مي‌گويد: «چندين دليل براي کاربران وجود دارد تا از حالت مقرون‌به‌صرفه استفاده کنند». «اول اينکه فناوري در UPS و سرورها بهبوديافته است. فناوري UPS به حدي رشد کرده است که کاربران مطمئن هستند در طول رخداد نيرودهي به سرورها، UPS به‌طور شفافي عمل خواهد کرد. در طرف مقابل در سرورها، توانايي‌هاي تعبيه‌شده جديد، نگراني‌هاي کاربران را در مورد رخدادهاي مربوط به نيرو کاهش مي‌دهد.»

 فاکتور ديگر اين است که قطعي برق در مراکز عظيم داده در قياس با مراکز کوچک‌تر بسيار نادر است. مراکز بزرگ‌تر بيشتر به خطوط انتقال اصلي وصل هستند که در آن‌ها قطعي طولاني‌مدت بسيار کم اتفاق مي‌افتد.

 در گذشته، 1 الي 2 درصد صرفه‌جويي‌هايي که حالت مقرون‌به‌صرفه با خود به همراه مي‌آورد، به ريسک همراه آن نمي‌ارزيد، اما نمايه ريسک با ارتقاي فناوري، بهتر شده است و در بازار فوق رقابتي مراکز عظيم داده، صرفه‌جويي يک درصد مصرف انرژي مزيت خوبي در کاهش هزينه‌ها به شمار مي‌رود.

 

  انرژي قابل‌استفاده مجدد

 معمولاً صحبت‌ها بيشتر از عمل در حوزه انرژي تجديد‌پذير و قابل‌استفاده مجدد وجود دارد، اما شکي نيست که در سال‌هاي پيش رو، هر دو براي افزايش بهينگي و قابليت اطمينان منابع مهمي خواهند بود. در اينجا، شعار کلي «کاهش، استفاده مجدد، بازيابي» مناسب به‌نظر مي‌رسد.

 راهکارهاي مختلفي براي کاهش گرماي توليدشده در ديتاسنترها در نظر گرفته مي‌شوند. يکي از آن‌ها استفاده از ولتاژ DC براي نيروي موردنياز سرورهاست. تبديل‌کننده برق متناوب به مستقيم يکي از منابع اصلي توليد گرماست که با حذف اين تبديل‌کننده مي‌توان به مقدار زيادي ميزان گرماي توليدي را کاهش داد.  در کوتاه‌مدت بهره‌گيري گسترده از اين رويکرد بعيد به نظر مي‌رسد. در حال حاضر، کاربران به دنبال روش‌هايي براي استفاده مجدد و بازيابي گرما هستند.

 درحالي‌که برخي از مراکز داده براي کاهش هزينه‌هاي زمين‌ساخت در اطراف شهرها و نقاط دوردست ساخته مي‌شوند، پروژه‌هاي ديگر رويکرد کاملاً متضاد را انتخاب کرده و مراکز خود را در مناطق شهري بنا مي‌کنند. در اين وضعيت، گرماي توليدشده در پايگاه مي‌تواند ساختمان‌هاي مجاور را گرم کند. اين نوع مراکز شهري مزيت نزديکي نيز به کانال‌هاي اصلي داده را دارند.

 

  انرژي تجديد پذير

اکثر کاربران ديتاسنترها به‌دقت در حال بررسي انرژي‌هاي تجديد پذيرند. اين يک گزينه احتمالي براي هزينه‌هاي کمتر انرژي است و جايگزيني براي برق شبکه در مناطقي است که قابليت اطمينان اهميت زيادي دارد. البته که انرژي‌هاي تجديد پذير مشکلات قابليت اطمينان خاص خود را دارند. باد ممکن است نوزد و تابش خورشيدي موجود نباشد و يا وقتي وجود داشته باشند که به انرژي آن‌ها نيازي نباشد.  پرري اين‌گونه توضيح مي‌دهد: «براي درک بهتر مزاياي انرژي‌هاي تجديد پذير، درحالي‌که ديتاسنترها بايد از پس محدوديت‌هاي خود بربيايند، مي‌توانند به رويکرد شبکه کوچک توزيع روي‌آورند که چندين منبع انرژي مانند شبکه توزيع انرژي، توليد برق با گازوئيل و منابع تجديدپذير روي‌آورند. کار آساني نيست اما در مناطق دوردست و مراکز صنعتي جايي که انرژي تحويلي شبکه متداول گران‌قيمت يا غيرقابل‌اعتماد است، با موفقيت در حال اجراست.»  پرري در ادامه مي‌گويد: «به دليل پيچيدگي شبکه‌هاي کوچک، بيشتر مراکز داده بهتر است که تنها به دنبال ارزان‌ترين منبع نيرو در اطراف خود باشند.» «بااين‌حال، درجاهايي که محدوديت‌هايي در دسترسي به منبع نيروي قابل‌اطمينان وجود دارد، افراد به‌طورجدي در حال بررسي جايگزين‌ها هستند. با رشد فناوري و ساده‌تر شدن مديريت شبکه‌هاي خُرد، ما شاهد رشد تعداد ديتاسنترهايي خواهيم بود که اين مفهوم را پذيرا خواهند بود.»

 

  ولتاژ متوسط بيشتر

فناوري هميشه هم مقياس خوبي ندارد. سيستم‌هاي با ولتاژ پايين (زير 480 ولت) که در مراکز داده مورداستفاده هستند، مثال خوبي از اين مورد هستند. مراکز در سطح تجاري، به‌خوبي براي کار با ولتاژهاي پايين تجهيز شده‌اند. با رشد مراکز، معايب استفاده از ولتاژ پايين خود را نشان مي‌دهد و ناکارآمدي خود را با افزايش هزينه‌هاي جاري و سرمايه‌گذاري آشکار مي‌کند.  هزينه‌هاي سرمايه‌گذاري براي سيستم‌هاي ولتاژ پايين به علت نياز به هدايت‌کننده‌ها و سوييچ بردهاي بزرگ و مدارشکن هاي متعدد، بالاتر است. نگه‌داري و حفظ اين تجهيزات باعث افزايش هزينه‌هاي جاري مي‌شود. در طرف مقابل، سيستم‌هاي ولتاژ متوسط رويکرد مرکزي‌تري را ارائه مي‌کند. بااين‌حال، سيستم‌هاي ولتاژ پايين مي‌توانند در حالت کم انرژي تا 10 واحد UPS داشته باشند که اين تعداد براي سيستم‌هاي ولتاژ متوسط تنها 2 يا 3 عدد است. «به خاطر اينکه در سيستم ولتاژ متوسط جريان کمتر است، بهينگي کل سيستم بسيار بالاست. ولي به علت سطح بالاي راحتي کار با سيستم‌هاي سنتي ولتاژ پايين که کاربران دارند، به‌کارگيري توپولوژي ولتاژ متوسط به‌کندي پيش خواهد رفت. با تغيير رويه‌اي که پيشروهاي صنعت انجام مي‌دهند، گذر به سيستم‌هاي ولتاژ متوسط شتاب بيشتري خواهد گرفت.»  سيستم‌هاي ولتاژ پايين بيشترين مزيت را براي مراکز داده بزرگ دارند، اما در مقياس کوچک‌تر براي ديتاسنترهاي کوچک تا حدود 5 الي 10 مگاوات بهره دارد.

 

پيگيري الگوها

در اکثر صنايع، پيش‌بيني روندها مشکل است، اما در بازار مراکز داده برخي از الگوها به‌راحتي شناسايي مي‌شوند. يک مثال در آينده، پردازش‌هاي بيشتري در مراکز عظيم انجام خواهد شد و اين مراکز بزرگ توان کامپيوتري به‌شدت به دنبال راه‌حل‌هايي براي کاهش هزينه‌ها و برتري ازلحاظ قيمت خواهند بود. افزايش بهينگي انرژي از طريق راه‌هاي تکنولوژيک، شامل سيستم‌هاي پيشرفته UPS و توپولوژي ولتاژ متوسط مسيري اميدوارکننده براي افزايش بهينگي است.

 پرري اين‌گونه پيش‌بيني مي‌کند: «سازندگان به نيازهاي مشتري براي ارتقاي بيشتر فناوري پاسخ خواهند داد که اين خود باعث ارتقاي بهينگي مصرف انرژي و کيفيت نيروي ارائه‌شده خواهد شد.»