ANG DATACENTRE AUTRANS OCT 2011: Construire sa salle IT: une approche globale

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1 ANG DATACENTRE AUTRANS OCT 2011: Construire sa salle IT: une approche globale Speaker: Damien GIROUD - APC By Schneider Electric Tel: All content in this presentation is protected copyright Schneider Electric ITB Damien GIROUD Oct 2011

2 6 Tendances de notre planète Energie Le défi essentiel pour notre planète L émergence d économies nouvelles La chance de notre génération Connectivité Avec tout, partout et à tout moment Mondialisation Pour profiter de ce qu il y a de meilleur dans le monde Simplification des Solutions Pour palier à la compléxité croissante de notre vie et de notre travail Sécurité Une préoccupation mondiale et partagée

3 et les tendances liées aux Datacenter Financières Modularité Green IT: DD / EE/ CO 2 < Consolidation Outsourcing des infrastructures Opérationnelles Infrastructures électrique et de refroidissement vieillissantes Densités électriques variables (études sur 2320 entités DC research Group US et EMEA 5Kw/rack + de + en + de zone Haute densité requise 20kw/rack IT Virtualization Cloud Computing Changement de visage d Internet thinks apps focus sur obtenir plutôt que chercher

4 Challenges les plus significatifs dans les Datacenters pour les années à venir Data center space, power and/or cooling because of equipment sprawl Developing a private/public cloud strategy Aligning activities with the business Modernizing of our legacy applications Managing the rate of technology change Finding/retaining IT talent Virtualization Data center space, power and/or cooling remained the top challenge Making do with smaller budgets Determining how to source IT services Source: Gartner, Top Concerns From the 2010 U.S. Data Center Conference: Where Should Budgets Be Spent? February 2011,. Note: Results reflect electronic interactive poll of attendees of the Gartner 2010 U.S. Data Center Conference Welcome Address. Percentage of Respondents Foundational BUSINESS OVERVIEW Rev 2

5 Data Center: challenges identifiés Sécuriser les revenus Reduire le TCO Sûreté & Sécurité Haute Disponibilité Management Energétique Efficacité Energétique DATA CENTRE Service Level Agreement Consolidation IT Haute Densité Virtualisation Capacité à la demande Adaptabilité & Flexibilité Management des Capacités Architecture & standards ouverts Interopérabilité du SystèmeCyle de vie court de l IT Conformité aux normes Déficit de ressources & budget

6 ~Grid power Expertise générale de Schneider electric Baie-rangée-salle-batiment Nos produits Nos partenaires IT floor MV switchboard Transformer Main LV switchboard Onduleurs Lighting Offices Bureaux Main LV switchboard Busway distribution securité PDU STS Baies securité incendie Structured cabling Rangée/baie onduleur Rack PDU Equipement IT Raised floor Confinement d air Row -based cooling Genset ~ Room -based cooling Chillers Heat rejection Un portefeuille de solutions et d expertise qui permet un design complet pour améliorer la disponibilité et l efficacité,, et la densité.

7 Scope technique Définition de l architecture du Bâtiment Puissance THT / Moyenne Tension Basse Tension Automatisme/Inverseurs de source UPS Groupe Electrogènes Armoires de distribution Compteurs d énergie Salle IT Structure de la salle et usage Distribution de froid - Ventilation Racks: installation & câblage IT hardware typologie Refroidissement Groupes Froids Distribution d eau Systèmes de free-cooling PAC, stockage de glace Echangeurs de chaleur Automatisme/Systèmes de régulation Sécurité du bâtiment Détection/protection incendie Contrôle d accès Fermeture Réseau vidéo surveillance Eclairage Monitoring et systèmes de management SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) systems Enterprise Management Software System

8 Choisir son bâtiment / sa salle Localisation géographique Eviter périmètre Seveso Sinon identifier le niveau de seuil et l impact Eviter la proximité de zone dangereuse (axes décollage, fret ferroviaire, ligne HT, innondable ) S assurer de la proximité de poste source ERDF (180/250 du ml) et de la disponibilité de puissance (énergie dispo + possibilité de redondance) S assurer de la proximité de réseau de fibres (100 ml si GC) ou de fourreaux (5 /ml sans GC) Vérifier les contraintes de voisinage (bruit, vibrations, rayonnement) Récupérer les statistiques météo et/ou spécificités géologiques Identifier les opportunités de voisinage (récupération de chaleur ) Design de la salle Eviter les poteaux Charge au sol > 1,5 t/m2 Prendre en compte la surface utile/espace de circulation: 1 rack / 2-3m 2 Prévoir les espaces annexes: salle réseau, salle intégration, bureaux opérateurs Limiter les apports thermiques extérieurs (bannir les baies vitrées orientées plein sud) Ne pas oublier les locaux techniques (Elec/froid) S assurer de la possibilité de mettre en place un niveau de sécurité suffisant

9 Dimensionner ses équipements: Connaître la charge IT (identifier les profils de serveurs) Déterminer une densité moyenne (4/8/15/20 kw par racks) Connaître le débit d air nécessaire (blade 200m 3 /h/kw versus pizza 290m 3 /h/kw) et le sens de refroidissement des charges (notamment pour les switch) Se faire une idée du rythme de déploiement sur 3 à 5 ans granularité de la solution Vérifier le mode d alimentation des charges simple/double/triple alimentation Déterminer les possibilités de granularité des briques de base Cellule MT faible Transformateurs de puissance MT/BT moyenne Groupe électrogène moyen - Groupe froid moyen TGBT amont Faible UPS élevé TGBT aval UPS élevé Unités de climatisation moyen + Baies / Rack PDU élevé Réseau d eau glacée moyen

10 Choisir le type d architecture: Comment définir le niveau de disponibilité: Le référentiel Uptime Institut: TIER 1 à 4

11 Uptime Institute TIER Le «tiers 1» désigne les data centres n ayant qu une seule voie pour l alimentation électrique et le refroidissement, sans redondance des éléments. Ces centres ont une disponibilité nominale de 99,671%, correspondant à un temps d arrêt cumulé moyen de 28,8 heures par an. Le «tiers 2» groupe les data centres ayant aussi une voie unique pour l alimentation électrique et le refroidissement, mais ayant par ailleurs des éléments redondants permettant d atteindre une disponibilité nominale de 99,749 (soit 22 heures d arrêt). Le «tiers 3» est plus évolué : il comporte plusieurs voies d alimentation et de refroidissement dont une seule est active. Des éléments sont doublés et la maintenance peut se faire souvent sans avoir à arrêter les machines. La disponibilité est de 99,982%, soit 1,6 heures d arrêt dans l année. Le «tiers 4» est le plus exigeant : il possède plusieurs voies actives en parallèle pour les alimentations et le refroidissement. Beaucoup d éléments d infrastructure sont doublés et «tolérants aux pannes». La disponibilité résultante est de 99,995% correspondant à 0,4 heures par an. Source: CRIP Livre Blanc Datacenter analyse et tendance vers le DC idéal

12 Tier Classification requirements UPTIME INSTITUTE Tier III requirements UPTIME INSTITUTE Tier IV requirements Concurrently Maintainable Site Infrastructure Fault tolerant Site Infrastructure Redundancy of capacity components Redundancy of non reliable components (MV utility, UPS, chillers, cooling units, ) Planned maintenance can be performed without servers shutdown Redundancy or bypass path allow to perform planned maintenance operation without shutdown Some single points of failure (SPOF) can exist Some failures on distribution path may cause a DC shutdown : the architecture is not fully redundant No single points of failure (SPOF) can exist Two physically separated systems and distribution path Planned maintenance can be performed without servers shutdown Redundancy or bypass path allow to perform planned maintenance operation without shutdown Emergency generator plant is considered as the main source Need 2 redundant emergency power plant

13 Choisir le type d architecture: Comment définir le niveau de disponibilité: Le référentiel Uptime Institut: TIER 1 à 4 L approche par l étude de fiabilité définir un taux de disponibilité, identifier les SPOF L approche par les SLA remonter du besoin des utilisateurs IT et de l engagement de service pris (vision macro qui intègre la redondance IT - PRA/PCA)

14 Tier III + architectures : 2N type BENEFITS : EG EG EG EG EG EG Fully redundant architecture No SPOF High reliability level MV LV MV LV MV LV MV LV CAPEX less than Tier IV Only one utility delivery Only one (N+1) generation plant AC DC DC AC AC DC DC AC 2000 kva 2000 kva AC DC DC AC AC DC DC AC AC DC DC AC AC DC DC AC 2000 kva 2000 kva AC DC DC AC AC DC DC AC 2000 KVA 2000 KVA 2000 KVA 2000 KVA 1800 KVA 1800 KVA

15 Tier III + architectures : N+1 type EG EG EG BENEFITS : Fully redundant architecture No SPOF High reliability as Tier III+ 2N MV LV MV LV MV LV CAPEX less than Tier III+ 2N type Installed capacity drops from 4/4 to 3/4 Reduced footprint 2000 kva AC DC DC AC AC DC DC AC 2000 kva AC DC DC AC AC DC DC AC 2000 kva AC DC DC AC AC DC DC AC OPEX less than Tier III+ 2N type 63 % load factor instead of 50 % 1200 KVA 1200 KVA 1200 KVA

16 Cooling plant 1 POD : Tier III+ (n+1) Ballon Tampon + Exp Ballon Tampon + Exp Ballon Tampon + Exp BENEFITS : DN150 DN150 DN150 Redundant architecture Limited SPOF High reliability level DN50 Injection Produit traitement C D Remplissage DN200 DN50 DN50 CAPEX less than Tier IV No full capacity duplicated 2 pathes Capacity to isolate element DN80 DN80 DN80 DN80 DN80 DN80 DN80 DN32 DN50 DN50 DN50 DN32 DN80 DN80 DN80

17 Cooling plant 2 PODs : Tier III+ (n+2) Sur 1 Sec 1 Sur 2 Sec 2 X X BENEFITS : Redundant architecture Limited SPOF High reliability level CAPEX less than Tier IV No full capacity duplicated 2 path Capacity to isolate element Charge can be partially produced from 1 way to another

18 Choisir le type d architecture: Comment définir le niveau de disponibilité: Le référentiel Uptime Institut: TIER 1 à 4 L approche par l étude de fiabilité définir un taux de disponibilité, identifier les SPOF L approche par les SLA remonter du besoin des utilisateurs IT et de l engagement de service pris (vision macro qui intègre les PRA/PCA) retenir un niveau de redondance N ou N+1 ou 2N ou 2N+1 ou approche multi-tiering

19 Architecture élec multi-tiering

20 Choisir le type d architecture: Comment définir le niveau de disponibilité: Le référentiel Uptime Institut: TIER 1 à 4 L approche par l étude de fiabilité définir un taux de disponibilité, identifier les SPOF L approche par les SLA remonter du besoin des utilisateurs IT et de l engagement de service pris (vision macro qui intègre les PRA/PCA) retenir un niveau de redondance N ou N+1 ou 2N ou 2N+1 ou approche multi-tiering Quel mode de distribution électrique privilégier: Indice de service à retenir pour ses TGBT: de 111 à 333 Que choisir?

21 Indice de Service: un compromis disponibilité / évolutivité

22 Choisir le type d architecture: Comment définir le niveau de disponibilité: Le référentiel Uptime Institut: TIER 1 à 4 L approche par l étude de fiabilité définir un taux de disponibilité, identifier les SPOF L approche par les SLA remonter du besoin des utilisateurs IT et de l engagement de service pris (vision macro qui intègre les PRA/PCA) retenir un niveau de redondance N ou N+1 ou 2N ou 2N+1 ou approche multi-tiering Quel mode de distribution électrique privilégier: Indice de service à retenir: de 111 à 333 Que choisir? Câbles / Gaine à Barre / Canalis / Main PDU Que choisir?

23 Décentraliser les protections électriques Au niveau des rangées de baies avec cheminement sur le toit pour «désengorger» le faux plancher et faciliter le cheminement de l air Source A Source A Source B Source B

24 Décentraliser les protections électriques

25 Distribution par disjoncteurs modulaires, intégrées dans la salle Coffret de dérivation

26 Alimentation par Canalis ibusway+ coffrets disjoncteurs modulaires mesurés

27 Choisir le type d architecture: Comment définir le niveau de disponibilité: Le référentiel Uptime Institut: TIER 1 à 4 L approche par l étude de fiabilité définir un taux de disponibilité, identifier les SPOF L approche par les SLA remonter du besoin des utilisateurs IT et de l engagement de service pris (vision macro qui intègre les PRA/PCA) retenir un niveau de redondance N ou N+1 ou 2N ou 2N+1 ou approche multi-tiering Quel mode de distribution électrique privilégier: Indice de service à retenir: de 111 à 333 Que choisir? Câbles / Gaine à Barre / Canalis / Main PDU Que choisir? Modularité de l architecture UPS ou onduleur modulaire? Ou les 2?

28 Exemple d architecture modulaire(redondance N+1) 3 x 120kW ou 10 x 25kW? Ecart de rendement lié au taux de charge : 5% HT sur la facture électrique 225kW de charge informatique

29 500kW d onduleur modulaire à haute efficacité énergétique 100kW 125kW 150kW 175kW 200kW 225kW 250kW 275kW 300kW 325kW 350kW 375kW 400kW 425kW 450kW 500kW 475kW

30 Choisir le type d architecture: Définir le niveau de sécurité souhaité: Pour l accès au bâtiment: ex - Méthode des cercles concentriques: La sécurisation des locaux se fait par cercles concentriques des abords des bâtiments, aux limites du bâtiment vers l intérieur des locaux. Plusieurs outils sont disponibles. Les protections mécaniques servent à dissuader, retarder et parfois empêcher les intrusions. Ces protections (clôtures, murs, portes, fenêtres, serrures) font l objet de normalisation. SIte Commun Peu Sensible Clim Elec Salle IT/Telecom Très sensible

31 Choisir le type d architecture: Pour la sécurité Incendie: Ne rien faire Détection seule Extinction en vue de protéger le bâtiment: Sprinkler Extinction en vue de protéger la charge: brouillard d eau, gaz De la brique «courant faible»: Nombre d arrivée FO localisation géographique Distribution FO/Cuivre Virtualisation du réseau Choix du cheminement des câbles

32 Précautions à prendre: Séparation des flux CFO/CFA CFO/réseau d eau/condensats Cheminement Voie A voie B / Cloisons coupe-feu Bien identifier les SPOF Une architecture 2N sur l élec peut être mise à défaut si l on oublie de redonder les pompes ou les GF Un coup de poing «arrêt d urgence» mal placé peut compromettre la disponibilité Ne pas négliger/oublier les auxiliaires Choix/position de l éclairage de la salle Sécuriser le contrôle commande (onduler les automates, les climatiseurs, secourir les pompes, les GF ) Garder à l esprit les obligations/contraintes réglementaires Norme NFC15-100, ICPE, besoin de PC, Organisme de contrôle

33 Choisir le bon mode de refroidissement: La densification des applications IT véritable challenge: Consolidation/virtualisation Serveurs multi-cœurs, châssis multi-serveurs Augmentation de la fréquence d horloge des processeurs Rack

34 Choisir le bon mode de refroidissement: Les plages de refroidissement s élargissent: ASHRAE: élargissement des tolérances de température et d hygrométrie CoC Européen des DC: Idem Autorise la mise en œuvre simplifiée de solutions de free-cooling

35 Problèmes rencontrés dans les salles informatiques Mélange des flux d air (chaud et froid) beaucoup trop important : Pas d urbanisation en allées chaudes et froides Disposition des armoires de climatisation non optimale Disposition aléatoire des dalles perforées Flux d air imprévisibles, baisse du rideau d air chaud, surconsommation des climatiseurs

36 Distribution de l air climatisé difficile! HAUTEUR RECOMMANDEE DU FAUX PLANCHER hauteur en cm densité des baies en kw

37 1 ère étape: Séparation drastique des flux d air (chaud et froid). Séparation des allées chaudes et froides Pour faciliter une distribution optimale de l air grâce à la séparation du parcours de l air en entrée (froid) et en retour (chaud) Pose systématique d obturateurs en face avant des baies pour combler les espaces vides

38 Allée chaude Allée froide Architecture traditionnelle de la plupart des Data Centers aujourd hui Ok pour charges max de < 4kW par baie

39 Solution: efficace pour des baies moyenne densité Au delà de 4kW par baie des changements de flux d air sont constatés.

40 Plus d air à travers les dalles Accroitre la quantité d air en accroissant la pression dans le faux plancher => Plus d air = Plus d électricité; plus de pression = Plus d éléctricité =>Limite physique des dalles ventilées de faux plancher

41 Adapter sa solution de refroidissement à la charge IT 60 kw 30kW /rack Densité 10kW 13kW 27kW 20kW 45kW In Row HACS 20kW /rack 5kW 10kW /rack 7kW /rack 400 kw 4kW /rack 120 kw Capacité kw

42 Le climatiseur de précision dans la rangée: idéal pour la moyenne et haute densité Consommation électrique réduite de 15% grâce à l architecture InRow Positionnement du système de refroidissement à la source de chaleur, permettant d empêcher la recirculation de l air chaud dissipé vers les équipements IT sensibles Alimentation des ventilateurs amoindrie comparée au système de faux-plancher traditionnel Garantie du maintien des températures de consigne des équipements informatiques Des ventilateurs qui accélèrent ou ralentissent en fonction des changements de charge de chaleur IT.

43 Close-coupled Cooling Climatisation In-row Chaleur capturée et réinjectée dans l eau glacée L air froid est diffusé dans l allée froide L air de l allée chaude entre par l arrière, pour éviter les mélanges Allée chaude Allée Froide Fonctionne avec ou sans faux-plancher

44 Climatiseur InRow Le flux d air chaud en provenance des équipements informatiques est capturé par l aspiration des climatiseurs et évite son mélange avec l air froid La vitesse variable des ventilateurs optimise l efficacité en adaptant le flux d air à la demande dynamique de refroidissement La chaleur est évacuée jusqu à l échangeur du groupe froid Le flux d air froid est projeté dans l allée froide en face avant des baies Unité de refroidissement InRow Unités InRow Peut être mis en œuvre avec ou sans faux plancher

45 Le climatiseur Overhead cooling: s intègre dans les salles existantes Micro Channel Heat Exchanger Improved heat transfer and thermal performance Variable Speed Hot Swappable Fans Rightsizing cooling capacity, energy savings InRow Pumped Refrigerant Integrated Lighting Motion activated integrated lighting, replaces room lighting in hot aisle. Rollers Allows for easy installation & removal Dual A-B Power Inputs Power redundancy & protection

46 Comment cela fonctionne-t-il? Drop Ceiling Piping from RDU to Chiller OA Frame Piping from RDU to OA InRow OA Containment Curtain Minimum ceiling height 3.1m Refrigerant Distribution Unit (RDU) IT Racks

47 Système de confinement en allée chaude Vs système de confinement en allée froide Les 2 approches évitent le mélange de flux d air chaud et froid. Ce qui permet de mieux prévoir et d analyser l environnement thermique. L air chaud dissipé est confiné dans l allée chaude L air froid est diffusé dans la salle L air froid est diffusé dans l allée froide L air chaud est diffusé dans la salle Schneider Electric IT Business Unit Damien GIROUD Source: - Oct 2011Knuerr Application Report; Cold Aisle Containment in Computing Center,

48 Architecture du système de confinement en allée froide Elimine les mélanges d air chaud et froid Compatible avec un système de climatisation d ambiance traditionnelle L air froid est diffusé par les dalles perforées du faux-plancher Le reste de la salle devient une gigantesque gaine de retour d air chaud (plafond) C C C C R A C C R A N G E E F (allée froide) R A N G E E C C R A C (plancher) (plénum)

49 Confinement d allée froide + Flux froid et chaud séparés + Moins de perte de température circuit d air froid + Efficacité accrue des climatiseurs de salle - La température en salle est plus élevée - Consigne de T Air Froid plus basse que nécessaire - T de retour d air moins élevée -> baisse de perf d es clims - Si défaillance du refroidissement montée en T rapi de possible jusqu à 10-12kW par baie

50 Les limites du confinement en allée froide Parcours plus long de l air et plus grande résistance à la pression de l air La consommation d énergie par ventilateur est supérieure Température de retour plus basse car l air chaud est moins concentré Faible capacité de refroidissement - efficacité énergétique moindre Lors d une défaillance du refroidissement, la circulation de l air est limitée à l espace du confinement La salle joue le rôle de l allée chaude = Difficulté à refroidir les autres racks et équipements dans la salle Nécessite des températures plus basses de fonctionnement plus grande consommation d énergie et période de free cooling limitée Pas de modularité ni d évolutivité - Périmètre de refroidissement variable et non prédictible

51 Architecture du système de confinement en allée chaude Elimine les mélanges d air chaud et froid Typiquement utilisé avec un refroidissement au niveau de la rangée l air chaud est capturé et neutralisé par les unités de refroidissement puis rejeté dans l allée froide non confinée. Il n est pas nécessaire d avoir de faux-plancher ou de canalisations. Le reste de la salle devient une gigantesque gaine d air froid

52 Confinement allée chaude + Séparation totale des flux d air + Circuit d air + court -> - pression -> conso réduite des ventilateurs + T retour + élévée = Efficacité optimale des climatis eurs + Consigne de T des climatiseurs + élevées = conso d énergie réduite + Environnement prévisible Compatible avec une salle traditionnelle + Si défaillance du système montée en T moins rapid e + Modularité et évolutivité facilité concept «pay as you grow» Possible jusqu à 35 kw par baie (voir au-delà) Temperature (deg C) < >37.8 Simulation with Flovent von Flomerics

53 Avantages du système de confinement en allée chaude Le refroidissement au niveau de la rangée est en circuit fermé Parcours de l air court, peu de résistance à la pression de l air Consommation d énergie par ventilateur inférieure Température de retour plus élevée Capacité de refroidissement & efficacité supérieures Environnement Haute Densité par rack possible Toute la chaleur est neutralisée Pas de limite due aux faux-planchers et dalles perforées Environnement prévisible car indépendant des dimensions de la salle et du faux-plancher Plus grande circulation de l air si défaillance du système de refroidissement volume de l allée froide significativement plus grand (la salle). La salle joue le rôle de l allée froide, solution flexible qui peut être déployée avec des architectures existantes Des températures plus basses de fonctionnement ne sont pas nécessaires la consommation en énergie est faible, l utilisation du free cooling est possible et pour des périodes plus longues Solution modulaire & évolutive grâce à l approche du refroidissement au niveau de la rangée

54 Tableau comparatif Caractéristiques Elimine les mélanges d air Déploiement possible dans des zones de DC existants Evolutivité vers la haute densité Environnement prévisible Température de retour plus élevée Possibilité d utiliser le Free cooling Confinement en allée chaude Confinement an allée froide Commentaires Oui Oui Améliore la prévisibilité et l efficacité du refroidissement Oui Non Confinement de l allée chaude neutralise la chaleur Oui Non Limites dûes au système de faux-plancher Elevée Limitée Indépendance entre salle et faux-plancher Oui Limitée Plus grande capacité de refroidissement & d efficacité Elevé Limité Plus grandes possibilités d utiliser le free cooling Circulation de l air Elevée Limitée Plus grand retour d air

55 Les solutions de Free-cooling Plusieurs solutions existent Direct à l air: Introduction de l air extérieur pour refroidir le DataCenter Indirect à l air Utilisation de l air extérieur pour refroidir le Data Center sans introduction d air EcoBreeze (Complément adiabatique) Air/Eau: (Indirect) Utilisation de Groupe Froid avec free-cooling intégré, de refroidisseur hybride associé à un échangeur à plaque, ou tour de refroidissement avec échangeur à plaque Eau/Eau: Utilisation d eau de nappe ou de rivière (voir mer) avec échangeur thermique.

56 Design et applications free cooling Analyse du potentiel free cooling du site heure par heure Comparatif des solutions de refroidissement Free cooling indirect eau / eau Free cooling indirect air / eau Définition des architectures et redondances Site Tunis Country Tunisie Altitude 0 m Longitude Latitude Dry bulb Temperature Max 39,5 C DBT Hours Distribution Min 0,5 C T [ C] Hours C<T 0-5 C<T< 0 C C<T< 5 C 85 5 C<T< 10 C C<T< 15 C C<T< 20 C C<T< 25 C C<T< 30 C C<T< 35 C C<T< 40 C 32 >40 C Absolute Humidity Max 19,7 g/kg Min 3,6 g/kg WW [g/kg da] Hours 2 g<ww 0 2 g<ww<4g 7 4 g<ww<6g <WW<8g <WW<10g <WW<12g <WW<14g <WW<16g <WW<18g <WW<20g WW Hours Distribution % Relative Humidity NEWPORT (UK) Outdoor Conditions 10 years average Wet bulb Temperature Max 26,3 C Min 0,1 C T [ C] Hours -10 C<T 0-10 C<T< -5 C 0-5 C<T< 0 C 0 0 C<T< 5 C C<T< 10 C C<T< 15 C C<T< 20 C C<T< 25 C C<T< 30 C 0 Comments: 8726 TWB Hours Distribution Temperature C

57 Free cooling Direct à l air Grande variabilité des conditions Introduction massive de particules Coût important de la filtration (vidéo datacenter Facebook) Impact fort sur le contrôle de l humidité Focus sur le PUE mais pas forcement sur le TCO

58 Free cooling indirect à l air: EcoBreeze

59 EcoBreeze High Level Application

60 EcoBreeze 1. L air chaud des serveurs est canalisé par le système de confinement arrière des racks 2. L air chaud est alors renvoyé dans le plénum, puis vers la conduite de retour d air chaud de l EcoBreeze 3. L air de l IT est alors refroidi et renvoyé vers le datacenter au travers des diffuseurs de l allée froide

61 EcoBreeze

62 L air chaud ambiant est expulsé dans l atmosphère Retour d air chaud depuis le Data Center 37 C-39 C L air froid est renvoyé sur l évaporateur détente direct puis renvoyé vers le DC (25 C) L air ambiant froid est pulsé par le ventilateur Echangeur de chaleur Indirect entre le flux d air IT et extérieurs (mode Adiabatique ou Air-Air)

63 Comment cela fonctionne Cooling Module Refroidissement adiabatique (evaporative cooling) L eau est pulvérisée sur les tuyaux de l échangeur La chaleur de l air IT est capturée par évaporation de l eau au contact de l échangeur Le système maintient la température de consigne de l air IT

64 Exemple de free-cooling indirect Eau-Eau Association Inrow en confinement allée chaude HACS et refroidissement direct par eau de nappe Secours par GF PUE cible < 1,3 Récupération de chaleur

65 Exemple de free cooling indirect Air/Eau Production à Condensation par air Association Inrow en confinement allée chaude HACS et refroidissement par Groupe Froid avec dry cooler free cooling Ballon Tampon 100L+ Exp CIAT LD H 90V LN 25 kw 13 C/18 C 30% MEG 4,8m3/h 20 kw x (N+1) en V2V InRow RC 300mm K7 3kW P&EC Secours par GF Ballon Tampon 100L+ Exp N+1 PUE cible < 1,4 TE FS 13 C 18 C TE PLC DRY COOLER FC 30% MEG 7 C ext N Ext Injection MEG BYPASS DP=CTE C D

66 Exemple de free cooling indirect Air/Eau Production à Condensation par eau Association Inrow en confinement allée chaude HACS A PUMP N+1 290m3/h 20m 30kW CLOSED CELL COOLING TOWERS N+1 DN 400 DN 200 DN 200 DN 200 Groupe Froid haute performance (turbocor) DN 200 DN 200 DN 200 B CHILLER N kW cool 240kW elec EVAP COND EVAP COND EVAP COND FANS 2x11kW PUMP 1x 5,5kW TOTAL 27,5kW Refroidisseur Hybride ou Tour DN 200 DN 200 DN 200 Echangeur FC PUE cible < 1,4 Les informations techniques contenues dans ce document sont la propriété de Schneider Electric High Voltage SA, All technical information contained in this document is the property of Schneider Electric High Voltage SA, et ne peuvent être utilisées ou divulguées à des tiers quels qu'ils soient sans son accord écrit. and may neither be used nor disclosed without its prior written consent. Seuls nous engagent pour exécution les plans et schémas remis après enregistrement de la commande. Only drawings and diagrams remitted after order booking are binding for execution.all devices shown in this Les appareils représentés sur ce schéma sont en position ouvert désarmés - débrochés - toutes sources coupées. diagram are in open position, drawn out, with operating mechanisms discharged and all power sources off. C A B C D COOLING PLANT ELECTRICAL ABSORBED POWER DN 400 PRIMARY PUMP N+1 241m3/h 12m 15kW DN 300 SECONDARY PUMP N+1 241m3/h 25m 30 kw CHILLERS 2x240=480kW Cond PUMP=2x30kW=60kW Prim PUMP=2x15kW=30kW Sec PUMP=2x30kW=60kW TOWER=2x27,5=55kW TOTAL= 685kW GLOBAL PLANT EER 4,23 D DN 300 No Document / File No : Variante : DMDV XXX Folio : Project : Rev. Page 1 Saudi Arabia SESA D:\AFFAIRES\Sophia_Bulgarie\PID Cooling.vsd Page: Page 1 24/11/10 18:13 Original Format A3 calque infos visible!!!!

67 Mettre en place du monitoring: Sans mesure la performance énergétique n est pas possible Evaluer Automatiser (plusieurs centaines de décisions à prendre dans un DC) Corriger par des plans d amélioration, grâce à la connaissance et au suivi des dérives Gestion des alarmes connaître en temps réel l état de fonctionnement des matériels (GE/GF/TFO/disjoncteurs/UPS/clims ) Gestion de la performance énergétique PUE: être capable d identifier les sous-ensembles énergivores Automatiser le marche/arrêt de certains sous-ensembles Intégrer les évolutions de l environnement extérieur pour piloter finement son infrastructure énergétique Gestion des équipements IT Capacitaire Prise en compte de la virtualisation des applications (VM)

68 L intégration la clé de l optimisation énergétique Accès aux données énergétique low cost Supervision Enterprise portal Energy management services POWER PROCESS & MACHINES WHITE SPACE Supervision BUILDING CONTROL SECURITY Supervision

69 L évolution des systèmes de Gestion 1 Debut d environnement répondant à des questions basiques 2 Amélioration séparés mais structurés de facon équivalente 3 Evolution vers une solution excellence Facility management quasi-system Système de GESTION intégré Le management de chacun de ces 5 environnements clés Commence a prendre forme Les environnements de gestion sont excellents dans chaque domaine mais séparés Création d un écosystème, où les environnements opèrent ensembles

70 : L écosystème ou la convergence de 5 domaines clés Gestion Electrique Gestion de la Salle Blanche : Compatibilité / synergie / capacité garantie entre 5 domaines d expertises Gestion des Processus & Machines Gestion de la sécurité Gestion du Bâtiment Gestion et mesure de l énergie : jusqu a 30% d économie d énergie Par les technologies adaptées : IP Technologie par défaut Web services language (SOA architectures) Rendre l énergie : Sûre, fiable, efficace, productive et verte

71 Solutions intégrées dans les data centers & réseaux Energie Sécurisée Climatisation Monitoring & contrôle de l énergie Distribution électrique Contrôle du bâtiment Sécurité Contrôle d accès Racks & PDUs Intégration Simple Interoperabilité et ouverture aux systèmes tiers Efficacité >30% d économie d énergie lié au management modularité évolutivité, architectures CC Fiabilité Offre de service multi niveaux (N, N+1, 2N, hybride) Vert Système intégré simplifié du management de l EE automatisation, état de l art, et recommandations

72 Approche «one Schneider Electric» Server IT room Excellence in service Operations White Space Management Power Management Security Management Process & machine Management Building Management

73 Le DataCenter Intelligent & Automatisé Afin de pouvoir: Superviser mon infrastructure physique => Connaitre et tracer en temps réel tous mes évenements et paramêtres vitaux de salle UNMANAGED infrastructure Aligner Capacité & Demande => Limiter la réservation de ressources, déployer rapidement & réduire les pannes serveurs Etablir un lien dynamique: Pannes Infrastructure/Impact IT => Sécuriser mes applications métiers Réduire la consommation non - IT => Optimiser mon PUE pour réduire mes coûts

74 Prendre des décisions critiques, rapidement Supervision non intégrée Panne ventilateur alerte! et alors? Gestion Intégrée Panne ventilateur alerte! Identification serveurs affectés Alerte les process applications métiers Implémente une stratégie de sécurisation des applicatifs sensibles La Gestion Intégrée automatise l interface Infrastructures/Applicatifs Métiers de l entreprise

75 La structure du logiciel ISX Central Enterprise Management Systems Microsoft System Center Operations Manager (SCOM) Microsoft System Center Essentials IBM Tivoli Supervision ISX Central InfraStruXure Operations Gestion Capacitaire & Optimisation Building Management Systems Schneider, GETEX, TAC, Andover Continuum, Vista Compatibilité multi-marques

76 La structure du logiciel d ISX Central: Fonction Monitoring Enterprise Management Systems Microsoft System Center Operations Manager (SCOM) Microsoft System Center Essentials IBM Tivoli Securité & Environnement NetBotz Pelco Gestion Energétique PowerLogic GETEX PowerLogic Meters Cisco Energywise IBM Active Energy Manager Infrastructure Physique du Data Center InfraStruXure Central Gestion centralisée en temps réel Notification de défauts & Graphes Configuration Seuils/Alarmes, Profiles & Action Fonction Découverte Automatique Configuration de Masse Compatibilité Multi-constructeurs InfraStruXure Operations Building Management Systems Schneider, GETEX, TAC, Andover Continuum, Vista Compatibilité multi-marques

77 InfraStructure Central Fonction Supervision Gestion Centralisée Simplifie la gestion de la couche physique de l infrastructure en s appuyant sur un serveur central accessible de n importe quel point du réseau informatique. Supervision en temps réel Remonté des alertes en temps réel sur unité serveur centralisée. Notification de défaut Les reports d alarmes en temps réel réduit les temps de réaction et donc le MTTR sur les infrastructures critiques. Découverte Automatique Réduit le temps de déploiement et d installations de tous les équipements informatiques dans le DataCenter grâce notamment, à la fonction Autodiscovery. Configuration de Masse Permet la création de configuration type pour installations De Masse aux équipements SNMP. Analyses Graphiques Donne accès aux données actuelles et à l historique de n importe quel équipement ou groupe d équipement. Visualisation des tendances importantes dans le DataCenter. Outils de gestion de Centre de Données pour assurer la continuité de service et garantir l optimisation énergétique du batiments aux systèmes IT.

78 InfraStructure Central Fonction Supervision NetBotz 420 InfraStruXure Central Management Sensor Pod NetBotz 500 Private or Public Network Electronic Access Control Environmental Manager Sensor Pod Camera Pod Battery Management Temp Sensor Fluid Sensor UPS and PDU Row & Room Cooling Rack PDU Distribution Panel

79 InfraStructure Central: Fonction Analytique Enterprise Management Systems BMC Remedy & Autres plateformes à travers InfraStruXure Central InfraStruXure Capacity Analyses Capacités et Planification Positionnement des équipements InfraStruXure Energy Cost Utilisation de l Energie Re-facturation InfraStruXure Energy Efficiency Analyse détaillée du PUE Analyse des coûts des sous-systèmes InfraStruXure Change Gestion des tâches automatisée Planification des changements InfraStruXure Mobile Status en temps réel des alertes. Changements à la volée Scan des Barcode InfraStruXure Central InfraStruXure Operations Gestion d inventaire des matériels en baies Report des alertes en temps réel sur plan de salle Zoom par site Calculette PUE Building Management Systems Schneider GETEX - TAC Vista & TAC Andover Continuum Autres marques via InfraStruXure Central

80 InfraStructure Operations Gestion d Inventaire Les données des équipements, détails des configurations et attributs sont accessibles sur le plan de salle ainsi que toutes les caractéristiques fonctionnelles du DC. Report des alarmes sur le plan de salle Alarmes affichées en temps réel sur tout les paramêtres du DC sous la vue de plan de salle ou vue frontale des baies. Personnalisation des arborescences Arborescence des sites par Pays/Sites/Batiments/salles avec fonction de Calcul du PUE Fournit le PUE instantané par période de 24h en fonction de la consommation energétique. mesurée ou estimée. PDA pour la Mobilité Opérationnelle Intégré avec ISX Central, ce PDA permet un accès mobile aux paramètres opérationnels de la salle, saisie des équipements a la volée et execution des tâches planifiées. Gestion d inventaire intégrée pour une vision exhaustive et globale des opérations du DataCenter

81 InfraStructure Capacity Planification et optimisation des ressources du DataCenter pour un déploiement pertinent des équipements et une utilisation homogènes des ressources. De la panne Infra à l impact IT Identifie quels serveurs sont concernés par les défaillances d infrastructures. Simule des défaillances d Infrastructure pour identifier les répercutions sur les serveurs. Rangées perpendiculaires Permet une modelisation précise et réelle du DataCenter avec l ajouts de rangées perpendiculaires. Evolutivité Possible jusqu à 1000 baies et équipements IT Analyse CFD Multi-environnement. Permet l analyse des flux d air pour les environnements à refroidissement classique ou In-Row. Personnalisation des arboresences Permet d organiser l arborescence des sites et des salles selon les besoins du client. Plusieurs façon de visualiser les informations Il est maintenant possible de présenter les données de sites, détacher les vues et les applications selon les besoins du client.. Equilibrer la demande IT avec les ressources disponibles

82 InfraStructure Change Créer automatiquement des fiches de travail Créer des fiches de travail afin d effectuer les MACs (Moves, Adds & Changes) sur les équipements IT. Planifier, Assigner et suivre le status des tâches à réaliser dans le DataCenter Planification des changements Visualiser l agenda des MACs afin d optimiser la charge et la répartition du travail dans le DataCenter. Evolutivité Jusqu à 1,000 Baies et Equipements en baies. Réservation d Espace Réserver l espace dans les baies pour y installer des équipements à venir. Audit des modifications IT Permet de tracer les MACs des équipements IT par date/heure, responsable de tâche, numéro de tâches pour suivit de ces derniers, impression et export. Rapport de modification Vision immédiate de l ensemble des modifications IT sur le DataCenter Le Management des MACs permet un suivit simple et une planification optimisée des tâches dans le DataCenter

83 InfraStructure Mobile 6.0 Accès Wireless aux informations ISX C Permet de travailler Online ou Offline pour accéder aux tâches à executer et analyser les informations pendant les déplacements sur le DC Report des Alarmes Fournit l ensemble des alarmes avec leurs descriptions et actions recommandées pendant les déplacements dans le DataCenter. Scan des données via Code Barres Réduits les erreures humaines liées aux saisies manuelles en enregistrant les MACs par Scan des Codes Barres. Accès mobile aux Tâches Visualise les tâches et met à jour immédiatement celles réalisées. Recherche de Codes Barres Permet de localiser les Codes Barres grâce à la fonction Recherche. Audit de Baies informatiques Fourni l inventaire du contenu des baies et son historique. Synchronisation. Mise à jour automatique des informations par synchronisation Wireless avec la base de données. PDA Wireless, Scan de Codes Barres pour Infrastructure Opération afin de visualiser, et d implémenter en temps réels les changements dans le DataCenter depuis la salle (Motorola MC70)

84 InfraStruXure Module Energy Efficiency Analyse de l efficacité énergétique Donne le PUE en temps réel et son historique sur la base de la charge IT mesurée ou estimée afin de permettre une analyse de l efficacité énergétique du DC. Pertes des sous-systèmes Liste les pertes énergétiques et financières des sous-systèmes pour définition des priorités. Pas de nécessité de mesure Sur la base de données mesurées ou estimées pour permettre des investissement progressifs sur équipements de mesure. Intégration des données Multi-constructeurs Permet l interface avec les autres outils du marché afin d assurer une collecte exhaustive des informations et de définir des valeurs de PUE pertinentes. Interface Web Utilise le standard API afin de permettre la création de page Web et l interface avec d autres applications. Rapport de PUE Fournit un rapport du PUE instantanné et ainsi que son historique afin d analyser un cycle annuel complet et d assister à la définition des priorités d investissements. Déploiement simplifié Réduit drastiquement les temps d installations et coùts associés.

85 Efficacité Energétique Fournit un PUE instantané et un historique sur la base de la charge IT réellement constatée pour une analyse factuelle de l infrastructure.

86 InfraStructure Energy cost Re-facturation interne de l énergie Donne le coût de l énergie pour des équipements spécifiés dans une zone spécifiées en fonctions des étiquettes assignées. Intègre le PUE du DataCenter Inclus les coûts énergétiques amonts grâces à l intégration du PUE du DataCenter. Valeures mesurées ou théoriques Le raport se base sur les valeurs mesurées. A défaut la valeur du constructeur est utilisée. Rapport sur l utilisation Energétique Permet un calcul précis du coût de l énergie sur la base du kw/h, jusqu au niveau de la baie informatique. S adapte aux particularités locales Ce module donne la possibilité d intégrer le coût local de l énergie et l unité monaitaire en vigueur. Permet une analyse fine des coûts énergétiques afin de responsabiliser les utilisateurs et d optimiser les Investissements & Dépenses Budgétaires.

87 Les Rapports Assurer la supervision des équipements et planifier les budgets à court, moyen et long terme

88 ISX Opération & Pro-Pack Localisation + Identification ISX réseau Operations Electrique = Analyse d impact serveur de Microsoft System Center Operation Manager PRO Pack Logiciel de supervision (ISX Central) Virtual Machine Manager Baie 1 Baie 2 UPS a UPS b Serveur Tâches Virtuelles En ISX Operations fonction de ISX Logiciel communique l analyse d de supervision avec d ISX UPS enregistre détecte sur Batterie l alarme Virtual Operations, une et Machine les et Manager tâches Virtuelles calcule à l impact anomalie travers sont SCOM sur serveurs PRO déplacées sur des serveurs Pack en zone sécurisée.

89 Comment faire un datacenter «Green» Utiliser les dernières technologies pour produire l énergie sécurisée et le refroidissement des installations Onduleurs modulaires haut rendement > 96% Solution de climatisations de précision intégrées dans les rangées pour extraire la chaleur au plus près de la source 100% compatible avec les applications «haute densité» (10 à 30 kw dans une baie) Le confinement thermique des couloirs chauds pour un gain global de 30% sur la production de froid. Un relèvement de la température de soufflage à 23/25 C mini 25/27 C voir au-delà...pour les plus téméraires Régime d eau élevé (15/20 C) permettant de réduire l a consommation électrique et de favoriser le mode «free-cooling» ou «récupération de chaleur». Utiliser les spécificités environnementales de la région pour optimiser la performance énergétique: Température extérieure permettant l utilisation du free-cooling air/eau (environ 5000h/an) Se baser sur une approche modulaire, flexible, évolutive, standardisée, simplifiant au maximum les processus de conception, mise en œuvre et exploitation Approche globale avec engagement de performance de bout en bout Interopérabilité des systèmes de gestion Mise en adéquation maximale de l ET et de l IT StruxureWare TM for data centers

90 L art est unique Pas votre infrastructure informatique Standardisée Modulaire Extensible - Intégrée Répétitive Compréhensible - Prévisible

91 Make the most of your energy

92 Limites de 3 types d urbanisation haute densité Comment urbaniser une salle hébergeant 640kW d équipements? Cas 1 : 320 racks chargés à 2kW TRADITIONNELLE Cas 2 : 40 racks chargés à 16kW EN RANGEES Cas 3 : 16 racks chargés à 40kW CONFINEMENT

93 Cas 1 : 320 racks de 2 kw Infrastructure: 28 Climatiseurs périmétriques Urbanisation en allée chaude/allée froide Soufflage par faux plancher (60 cm) Surface de la salle: 672 m² Equipements informatiques : 205 m² Armoires de climatisation : 19 m² Distribution électrique : 3 m² 227 m² de surface utile Consommation électrique 1343 kw Equipements informatiques : 640 kw Armoires de climatisation : 200 kw Production Eau Glacée: 416 kw Pertes onduleurs : 70 kw Eclairage + auxiliaires : 17 kw PUE 2,1 DCiE 47%

94 Cas 1 : 320 racks de 2 kw 24m 28m

95 Cas 2 : 40 racks de 16 kw Infrastructure: 24 climatiseurs en rangées Pas de faux plancher Pas de confinement Urbanisation en allée chaude & allée froide Surface de la salle: 185 m² Equipements informatiques : 26 m² Armoires de climatisation : 16 m² Distribution électrique : 3 m² 45 m² de surface utile Consommation électrique 997 kw Equipements informatiques : 640 kw Armoires de climatisation : 72 kw Production Eau Glacée: 203 kw Pertes onduleurs : 78 kw Eclairage + auxiliaires : 4 kw PUE 1,56 DCiE 64%

96 Cas 2 : 40 racks de 16 kw 15,2m 12m

97 Cas 3 : 16 racks de 40 kw Infrastructure: 18 climatiseurs en rangées Confinement de l allée chaude Pas de faux plancher Surface de la salle: 108 m² Equipements informatiques : 10 m² Armoires de climatisation : 12 m² Distribution électrique : 2 m² 24 m² de surface utile Consommation électrique 964 kw Equipements informatiques : 640 kw Armoires de climatisation : 54 kw Production Eau Glacée: 191 kw Pertes onduleurs : 76 kw Eclairage: 3 kw PUE 1,5 DCiE 66%

98 Cas 3 : 16 racks de 40 kw 15m 7m

99 En synthèse : pour une même charge (640kW) Urbanisation Traditionnelle En rangée Confinement Densité par baie 2kW 16kW 40kW Surface de la salle 672m² 185m² 108m² -72% -84% Surface utile 227m² 45m² 24m² -80% -89% Efficacité Energétique 47% 64% 67% Quantité baies % -95% Economies annuelles (Electricité) Economies (CO2 et kwh) - -27% -30%

100 Cartographie de l Efficacité Energétique et des composants installés entre le point de livraison énergétique et les équipements informatiques PUE : 1,7 - DCiE : 59% Coût annuel de l inefficacité : Chaque kw informatique économisé en fait gagner 1,7 sur la facture EDF (1200 /an/kw)

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