Résolution des problèmes de refroidissement provoqués par le déploiement de serveurs haute densité en dix étapes

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1 Résolution des problèmes de refroidissement provoqués par le déploiement de serveurs haute densité en dix étapes De Peter Hannaford Livre blanc n 42

2 Résumé de l étude Le déploiement de serveurs haute densité dans un rack individuel place les responsables des centres de données face à un nouveau défi. Les constructeurs développent désormais des serveurs exigeant un refroidissement de 20 kw maximum lorsqu ils sont installés dans un seul rack. La capacité de refroidissement moyenne, qui ne dépasse pas les 2 kw par rack dans la majorité des centres de données, va visiblement demander des stratégies de refroidissement innovantes. Ce document décrit une stratégie en dix étapes permettant d optimiser l efficacité du refroidissement, la capacité de refroidissement et la densité électrique des centres de données existants. 2

3 Introduction En présence d équipements toujours plus compacts dans une même armoire, comme l illustre le schéma 1, la consommation électrique et la dissipation thermique supplémentaires requises introduisent des points chauds dans certains centres de données. Un centre de données «classique», avec conduites de refroidissement sous plancher rehaussé et unités CRAC (Computer Room Air Conditioning, conditionnement de salle informatique) assurant un refroidissement sous le faux plancher, ne parviendra vraisemblablement pas à fournir une capacité de refroidissement de plus de 3 kw par rack, quelle que soit la quantité ou la capacité des CRAC et la hauteur sous plancher. L absence de plancher rehaussé et de système de distribution d air insufflé réduit en outre la capacité de refroidissement maximale d un rack individuel. 1 Des solutions de refroidissement en rack, en mesure d accroître la capacité de refroidissement à plus de 10 kw par rack, font toutefois leur apparition. Schéma 1 Exemples de compactage La conception du système de refroidissement d un centre de données a pour objectif d établir un circuit d air entre la source d air conditionné et les entrées d air des serveurs. De même, un circuit d air doit être établi entre les sorties d échappement des serveurs et la conduite de retour d air de l unité de conditionnement d air. Il existe toutefois un certain nombre de facteurs susceptibles d affecter cet objectif. Ce document décrit les principaux facteurs qui réduisent l efficacité de fonctionnement et la densité électrique d un centre de données, avant de présenter différents moyens de contourner ces problèmes. Il fournit aussi des solutions qui permettront aux centres de données de répondre aux besoins dépassant largement la capacité prévue, sans demander pour autant des modifications d ordre majeur. Les dix sections suivantes abordent les étapes qui peuvent être mises en oeuvre pour adresser les origines des problèmes de refroidissement inefficace ou insuffisant. Elles sont présentées dans un ordre bien précis, en commençant par la plus simple et la plus économique. Si votre objectif est d atteindre une densité de plus de 6 kw 1 Pour plus d informations sur les architectures de distribution d air, reportez-vous au livre blanc n 55 d APC, «Air Distribution Architectures for Mission Critical Facilities» (Architectures de distribution d air dans les installations stratégiques). 3

4 par rack dans une zone bien précise du centre de données, il est préférable de passer directement aux mesures plus extrêmes des étapes 9 et 10 par exemple, plutôt que de vous attarder sur les premières d entre elles. 1. Réalisation d un «Health Check» (contrôle de l état général) À l instar d une voiture qui a besoin d être révisée à intervalles réguliers, il est impératif de maintenir une efficacité optimale dans un centre de données pour le bon fonctionnement des processus commerciaux qu il prend en charge et pour éviter les problèmes potentiels à l avenir. Avant d entreprendre des mises à niveaux onéreuses pour résoudre les problèmes de refroidissement dans un centre de données, certaines vérifications s imposent afin d identifier les problèmes potentiels dans l infrastructure de refroidissement. Ces vérifications permettront de déterminer «l état général» du centre de données pour éviter les défaillances d équipements électroniques liées à la température. Elles pourront également être utilisées pour évaluer la disponibilité d une capacité de refroidissement adéquate afin de répondre aux futurs besoins. L état actuel doit être consigné dans un rapport afin d établir un plan de base pour s assurer que les mesures correctives mises en oeuvre par la suite produisent des améliorations. Ces vérifications doivent porter essentiellement sur les points suivants : Capacité de refroidissement maximale. Si le réservoir ne contient pas assez d essence pour faire tourner le moteur, son réglage n y changera rien. Vérifiez que la capacité de refroidissement globale est suffisante pour répondre aux besoins des équipements informatiques du centre de données. N oubliez pas qu il faut un 1 watt de refroidissement pour neutraliser 1 watt de consommation électrique. Une demande supérieure à la capacité nécessitera des modifications d ordre majeur ou l utilisation de solutions de refroidissement «autonomes» haute densité décrites dans la suite de ce document. Unités CRAC. Vérifiez les unités de conditionnement d air de la salle informatique pour vous assurer que les températures (alimentation et retour) et l humidité mesurées correspondent aux valeurs prévues. Vérifiez les points de consigne. Remettez-les à zéro le cas échéant. Une température considérablement plus basse que la température ambiante dans le retour d air suggère un court-circuit dans le circuit d alimentation d air, obligeant l air refroidi à contourner les équipements et à retourner directement vers l unité CRAC. Vérifiez également que les ventilateurs fonctionnent correctement et que toutes les alarmes sont opérationnelles. Assurez-vous que tous les filtres sont propres. État de l eau des refroidisseurs et des boucles de condensateurs. Vérifiez l état des refroidisseurs et/ou des condensateurs externes, des systèmes de pompage et des boucles de refroidissement primaires. Assurez-vous que toutes les soupapes fonctionnent correctement. Vérifiez que les systèmes DX éventuellement utilisés sont totalement chargés. Température ambiante. Elle doit être mesurée en des points stratégiques dans les allées du centre de données. Ces points de mesure doivent généralement être centrés entre les rangées d équipements et espacés approximativement de quatre racks. 4

5 Température dans les racks. Les points de mesure doivent être situés au centre de l arrivée d air à l avant, au bas, au centre et en haut de chaque rack. Ces températures doivent être enregistrées et comparées aux températures d arrivée d air recommandées par les constructeurs d équipements informatiques. Vitesse de l air à partir des bouches d aération au plancher si un faux plancher sert de conduite de refroidissement. Elle doit produire un flux d air uniformisé à partir de toutes les bouches ou grilles d aération au plancher. Propreté et/ou obstacles sous le faux plancher. La poussière et les débris sous le faux plancher sont évacués par les grilles au sol et aspirés par les équipements informatiques. Les obstacles au sol, tels que les câbles réseau et d alimentation, bloquent le flux d air et affectent l alimentation en air des racks. Flux d air dans les racks. L espacement des équipements dans les racks ou la présence de câbles trop nombreux affecte les performances de refroidissement. Aménagement du dallage dans les allées et au sol. L usage efficace de la hauteur sous faux plancher comme conduite de refroidissement dépend de l agencement adéquat des bouches d aération et du positionnement des unités CRAC. Une description plus détaillée est fournie dans le livre blanc n 40 d APC, «Cooling Audit for Identifying Potential Cooling Problems in Data Centers» (Audit du refroidissement pour identifier les problèmes de refroidissement potentiels dans les centres de données). 2. Mise en place d un planning de maintenance pour le système de refroidissement Uptime Institute 2 a signalé des problèmes opérationnels dans plus de 50 % des centres de données visités. Bien que qualifiés collectivement de «problèmes de refroidissement insuffisant», certains d entre eux proviennent de plannings de maintenance inadéquats ou non respectés. Différents problèmes ont été observés, notamment : Bobines encrassées ou bouchées bloquant le flux d air Chargement insuffisant des systèmes DX Mauvais positionnement des points de contrôle Capteurs non calibrés ou endommagés Inversement des conduites d alimentation et de retour Soupapes défectueuses Pompes défectueuses 2 5

6 Fonctionnement inutile des pompes Systèmes de refroidissement libre non déclenchés L entretien régulier et la maintenance préventive jouent un rôle essentiel pour maintenir des performances optimales dans le centre de données. Si la maintenance du système n a été réalisée depuis un certain temps, elle doit être exécutée immédiatement. Un planning de maintenance régulier, aligné sur les recommandations des constructeurs des composants du système de refroidissement, doit être mis en place. Pour plus d informations, prenez contact avec votre société de maintenance, votre conseiller APC. 3. Installation de panneaux-caches et mise en oeuvre d un planning de gestion du câblage dans les racks L espace vertical inutilisé dans les armoires rack oblige la sortie d air chaud des équipements à emprunter un «raccourci» vers l entrée d air des équipements. Ce recyclage libre de l air chaud fait chauffer les équipements inutilement. Un guide d installation de serveur HP 3 indique : ATTENTION : toujours utiliser des panneaux-caches pour combler les espaces en U vides sur le panneau frontal du rack. Cet aménagement garantit un flux d air correct. L utilisation d un rack sans panneau-cache risque d affecter le refroidissement et de provoquer des dommages thermiques. Ce conseil trop souvent ignoré est à l origine de bien des problèmes de surchauffe à l intérieur des racks. L installation de panneaux-caches empêche l air conditionné de contourner les entrées du serveur et interdit le recyclage de l air chaud. Le schéma 2 illustre les améliorations relatives qui peuvent être obtenues à l aide de panneaux-caches. 3 HP Proliant DL360 Generation 3 Server Installation Guide (www.hp.com) 6

7 Schéma 2 Incidence des panneaux-caches sur la température d arrivée d air du serveur 4 2A : Sans panneaux-caches 2B : Avec panneaux-caches 32 C 27 C 35 C Côté 26 C 23 C 23 C Côté Panneau-cache 28 C 23 C 22 C 22 C 21 C 21 C Temp. d entrée du serveur Temp. d entrée du serveur Pour plus d informations, consultez le livre blanc n 44 d APC, «Improving Rack Cooling Performance Using Blanking Panels» (Optimisation des performances de refroidissement d un rack à l aide de panneaux-caches). Le flux d air dans le rack est également affecté par un câblage non structuré. Le déploiement de serveurs haute densité dans les racks introduit de nouveaux problèmes liés à la gestion des câbles. Le schéma 3 montre comment un câblage non structuré peut restreindre l échappement d air des équipements informatiques. Schéma 3 Exemples de câblage non structuré 4 Livre blanc n 44 d APC, Expérience menée en laboratoire APC 7

8 Le câblage redondant doit être éliminé. Les câbles de données doivent être coupés à la bonne longueur en utilisant, le cas échéant, des panneaux de câblage. L alimentation électrique des équipements doit être réalisée à l aide de PDU (Power Distribution Unit, unité de distribution d alimentation) en rack et de câbles de la bonne longueur. Pour plus d informations sur les accessoires disponibles pour résoudre les problèmes de câblage dans les racks, consultez le site Web d APC à l adresse 4. Suppression des obstacles au sol et étanchéité du plancher Dans les centres de données équipés d un plancher rehaussé, la hauteur sous faux plancher est utilisée comme conduit de ventilation pour créer un circuit d air conditionné entre les unités CRAC et les dalles perforées ou les grilles d aération au plancher à l avant des racks. Cette hauteur sous faux plancher est aussi bien souvent utilisée à d autres fins, notamment pour le câblage électrique, en fibres et réseau, ainsi que pour les systèmes de détection d eau et/ou d incendie et d extinction. Au cours de la phase de conception initiale, les ingénieurs d études calculent une hauteur sous faux plancher suffisante pour la circulation d air vers les dalles perforées ou les grilles d aération au plancher, selon le débit requis. L ajout de racks et de serveurs par la suite implique toutefois l installation de câbles d alimentation et réseau supplémentaires. Bien souvent, lorsque des serveurs ou racks sont déplacés ou remplacés, leur câblage désormais redondant est conservé sous le plancher. C est particulièrement le cas dans les installations d hébergement et de téléhébergement dont la clientèle change rapidement. Les unités d optimisation de la distribution d air, telles que celle illustrée sur le schéma 11, réduisent les problèmes de restriction du flux d air. Un câblage suspendu élimine totalement ce problème. Avec un câblage sous faux plancher, un espace suffisant doit être prévu pour permettre au flux d air de traverser les dalles perforées ou les grilles au plancher pour fournir le CFM nécessaire au refroidissement des équipements. Idéalement, les plateaux de passage des câbles doivent être placés à un «niveau supérieur» sous le plancher pour créer un conduit de refroidissement au «niveau inférieur». Les dalles manquantes doivent être remplacées et organisées pour supprimer toute discontinuité. Les emplacements de passage des câbles dans le plancher sont à l origine de la majorité des fuites d air indésirables et doivent être totalement hermétiques autour des câbles. Les dalles comportant des perforations inutilisées doivent être remplacées par des dalles ordinaires. Les carreaux près des racks vides ou inexistants doivent également être remplacés par des carreaux ordinaires. 5. Séparation des racks chauds Avec le regroupement des racks haute densité dans le centre de données, la majorité des systèmes de refroidissement perdent leur efficacité. Une distribution de ces racks sur l ensemble de l espace disponible permet de réduire le problème comme l illustre l exemple ci-dessous. 8

9 Caractéristiques d études du centre de données : Superficie du plancher rehaussé : 465 m² Hauteur sous plancher rehaussé : 762 mm Charge de l onduleur : 560 kw Espace moyen par rack : 116 m² Nombre de racks : 200 Densité électrique moyenne du centre de données : watts/m² Densité électrique moyenne par rack : watts Compte tenu de l espace à laisser dans les allées et de l espace occupé par les unités CRAC, etc., la densité moyenne par rack est de watts, en supposant qu un rack occupe un quart de l espace total au plancher. Avec une hauteur sous plancher rehaussé de 762 mm, le refroidissement maximum possible ne pourra vraisemblablement pas dépasser 3 kw par rack compte tenu de l espace nécessaire au câblage sous le plancher (alimentation, données, etc.), des caractéristiques de diffusion, etc., à moins d utiliser des unités supplémentaires assistées par ventilateur. Le schéma 4 suppose que 5 des 200 racks sont des racks haute densité regroupés sur une rangée. Schéma 4 Centre de données avec racks «chauds» regroupés En supposant une charge de 10 kw sur chacun des 5 racks «chauds» et de 2,6 kw sur les 195 autres, la charge globale par rack est de 2,8 kw par armoire, c est-à-dire au-dessous de la limite théorique de refroidissement. La rangée haute densité a cependant une charge moyenne de 10 kw par armoire que le système de refroidissement ne pourra pas prendre en charge sans adopter des solutions «d absorption» ou autonomes (voir les étapes 9 et 10 de ce document). La solution alternative consiste à disperser les racks «chauds» pour maintenir les moyennes de refroidissement illustrées sur le schéma 5. 9

10 Schéma 5 Centre de données avec racks «chauds» dispersés = Rack 10 kw, 2,6 kw sur les autres L efficacité de la répartition des charges haute densité s explique essentiellement par un «emprunt» efficient de la capacité de refroidissement sous-utilisée des racks voisins par les racks isolés à charge élevée. Cette solution ne peut cependant pas fonctionner si les racks voisins utilisent déjà toute la capacité de refroidissement dont ils disposent. 6. Mise en oeuvre d un aménagement en allées chaudes et froides À quelques exceptions près, la majorité des serveurs en rack sont conçus pour une arrivée d air à l avant et un échappement d air à l arrière. En orientant tous les racks dans le même sens sur une même rangée, l air chaud de la première rangée est évacué dans l allée et se mélange avec l air conditionné ou l air ambiant avant d arriver à l avant des racks de la deuxième rangée. Cet agencement dans un environnement équipé d un plancher rehaussé est illustré sur le schéma 6. À mesure que l air traverse chaque allée consécutive, la température d arrivée d air sur les équipements informatiques augmente. Si toutes les allées sont organisées pour orienter l arrivée d air des serveurs dans la même direction, un dysfonctionnement est inévitable. Cette situation se produit que l environnement soit équipé ou non d un faux plancher. Schéma 6 Aménagement des racks sans séparation en allées chaudes et froides Il est recommandé d organiser les rangées d équipements en allées «chaudes» et «froides» en alternance, comme illustré sur le schéma 7. L allée froide contient les grilles au plancher et les racks sont organisés de sorte que l avant (l arrivée) des serveurs soit tourné vers l allée froide. L air chaud est évacué dans l allée chaude qui ne contient pas de grille au plancher. 10

11 Cet aménagement en allées chaudes et froides s applique également aux environnements sans faux plancher. Pour plus d informations, reportez-vous au livre blanc n 55 d APC, «Air Distribution Architectures for Mission Critical Facilities» (Architectures de distribution d air dans les installations stratégiques). Schéma 7 Aménagement des racks en allées chaudes et froides 7. Réalignement des unités CRAC Les conduites d évacuation d air des unités CRAC doivent être alignées correctement pour optimiser le circuit d air conditionné vers les grilles au plancher. CRAC CRAC ALLÉE FROIDE ALLÉE CHAUDE ALLÉE FROIDE ALLÉE CHAUDE ALLÉE FROIDE CRAC CRAC Schéma 8 Aménagement classique des unités CRAC Le schéma 8 ci-dessus illustre un aménagement classique de la pièce selon lequel les unités CRAC sont positionnées uniformément le long des murs pour créer un environnement en allées chaudes et froides. Dans cet exemple, les unités CRAC le long des deux axes verticaux sont trop près de l allée froide, obligeant ainsi le flux d air à contourner les bouches d aération sur le plancher de cette allée. Il serait préférable de positionner ces unités CRAC le long des murs horizontaux pour obtenir un meilleur flux d air dans les allées. 11

12 Schéma 9 Aménagement recommandé pour les unités CRAC CRAC CRAC ALLÉE FROIDE ALLÉE CHAUDE ALLÉE FROIDE ALLÉE CHAUDE ALLÉE FROIDE CRAC CRAC Sur le schéma 9, les unités CRAC ont été déplacées des murs verticaux vers les murs horizontaux sur le plan du sol et sont maintenant alignées sur l allée chaude. Par convention, elles devraient être placées dans l allée froide pour générer un flux d air vers les bouches d aération au plancher des allées froides. Une analyse CFD (Computational Fluid Dynamics, dynamique de calcul des fluides) a cependant montré que l air chaud des allées chaudes traverse l allée froide en retournant aux arrivées des unités CRAC, provoquant ainsi un mélange d air chaud et d air froid qui augmente la température de l air conditionné à l avant (arrivée) des racks. 8. Gestion des bouches d aération au plancher Le flux d air des racks et leur agencement constituent deux facteurs essentiels pour l optimisation des performances de refroidissement. Un positionnement incorrect des bouches d aération au plancher peut toutefois provoquer un mélange de l air des CRAC avec l air chaud d échappement avant d atteindre les équipements à refroidir, provoquant ainsi les problèmes de performances décrits jusqu ici, avec les coûts associés. Les bouches de ventilation et d aspiration mal situées n ont rien d inhabituel et risquent d éliminer tous les avantages apportés par un aménagement en allées chaudes et froides. L essentiel avec les bouches de ventilation est de les placer le plus près possible des arrivées d air des équipements et de conserver l air conditionné dans les allées froides. Dans le cas de la distribution d air sous faux plancher, les dalles d aération doivent être limitées aux allées froides. Un système de distribution au plafond peut être tout aussi efficace qu un système de distribution sous faux plancher mais, là aussi, il est essentiel que les bouches de distribution soient situées au-dessus des allées froides et qu elles dirigent l air directement vers le bas à l intérieur des allées froides (plutôt que latéralement avec une bouche de diffusion). Qu il s agisse d un système au plafond ou sous le plancher, les bouches situées près des équipements qui ne sont pas opérationnels doivent être fermées dans la mesure où elles finissent pas renvoyer l air à température inférieure vers les unités CRAC, augmentant ainsi la déshumidification tout en réduisant la performance des unités CRAC. 12

13 Les bouches au plancher placées trop près de la source CRAC produisent une pression négative provoquant l aspiration de l air ambiant sous le sol comme illustré sur le schéma 10. Une simple unité de vérification de vitesse de l air permet de s assurer que la dalle d aération est positionnée pour produire la pression statique correcte. Schéma 10 Mouvement relatif de l air dans un environnement à vitesse rapide sous faux plancher CRAC ou CRAH Racks (baies informatiques) Remarque : l orientation des racks peut varier dans le centre de données. L exemple ci-dessus est différent de celui recommandé sur le schéma 9 mais a été inclus pour illustrer le modèle de flux d air décrit plus haut. L essentiel avec les bouches d aspiration est de les placer le plus près possible des échappements d air des équipements et de collecter l air chaud des allées chaudes. Dans certains cas, une conduite sur faux plafond est utilisée pour collecter l air chaud et les bouches d aspiration peuvent facilement être alignées sur les allées froides. En présence d un retour d air global au plafond, il est conseillé de positionner le retour d air des unités CRAC le plus haut possible au-dessus du faux plafond et, dans la mesure du possible, de le disperser à l aide de conduites pour essayer d aligner les retours d air sur les allées chaudes. Une conduite de retour même grossière équipée d un nombre limité de bouches plus ou moins alignées sur les allées chaudes est préférable à un retour global sur le côté de la pièce. Dans les petites pièces sans faux plancher ou conduites, les unités CRAC en amont ou en aval sont bien souvent situées dans un coin ou le long d un mur. Dans ce cas, il risque d être difficile d aligner l alimentation d air conditionné sur les allées froides et le retour d air chaud sur les allées chaudes. Les performances en seront affectées. Il est toutefois possible d optimiser les performances de tels systèmes en procédant comme suit : Placez les unités en amont près de l extrémité d une allée chaude et ajoutez des conduites pour diriger l air conditionné vers des points situés au-dessus des allées froides, aussi loin que possible de l unité CRAC. Placez les unités en aval à l extrémité d une allée froide en les orientant pour diffuser l air conditionné dans l allée froide et ajoutez un retour par conduite sur faux plafond ou un retour par conduites suspendues avec des bouches d aspiration situées au-dessus des allées chaudes. Une étude des grilles d aspiration mal positionnées a révélé une des principales causes à l origine du problème : le personnel estime que la présence d allées chaudes et froides n est pas souhaitable. Il essaie alors de remédier au problème en déplaçant les bouches de diffusion d air conditionné vers les allées chaudes et les bouches d aspiration d air chaud vers les allées froides. Le résultat qu un centre de données bien conçu s efforce d atteindre, à 13

14 savoir la séparation de l air chaud et de l air conditionné, est remis en cause par son personnel qui cherche alors à mélanger l air chaud et l air conditionné, affectant ainsi les performances tout en augmentant le coût du système. Il convient de se rappeler que les allées chaudes sont censées l être. 9. Installation d équipements destinés à optimiser le flux d air Si la capacité de refroidissement globale est adéquate, mais que l utilisation de racks haute densité a créé des points chauds, la charge de refroidissement dans les racks peut être optimisée en introduisant par la suite des équipements assistés par ventilateur pour optimiser le flux d air. De tels équipements pourront augmenter la capacité de refroidissement de 3 à 8 kw par rack. Ces équipements, tels que les ADU (Air Distribution Unit, unité de distribution d air) et ARU (Air Removal Unit, unité d extraction d air) d APC, «s emparent» en fait de l air disponible dans les espaces adjacents (schémas 11 et 12). Comme c est le cas avec toutes les unités d absorption d air, le positionnement de l unité doit être choisi avec soin pour s assurer que l air extrait de l espace adjacent ne provoque pas une surchauffe des racks voisins. Ces unités doivent être placées sur le bus onduleur critique pour éviter une fermeture thermique pendant les pannes de courant. Une surcharge thermique risque de se produire pendant le temps nécessaire au démarrage du moteur diesel, puis des unités de conditionnement d air. 14

15 Schéma 11 Unité d alimentation d air par conduite pour rack Les équipements de ventilation, tels que l ADU d APC, sont logés sur les étagères inférieures d une baie de données et dirigent le flux d air verticalement pour créer un «rideau» d air conditionné entre la porte avant et les serveurs. Des panneaux-caches (voir la section 3) doivent être utilisés pour maintenir l intégrité de la conduite. L air est aspiré par les serveurs et évacué vers l allée (chaude) pour être refroidi et rediffusé par le système de conditionnement d air de la pièce. Schéma 12 Unité d extraction d air pour rack Pour une densité supérieure, la porte arrière de la baie peut être retirée et remplacée par une unité destinée à aspirer l air dans l armoire sur un plan horizontal, telle que l ARU d APC. L air est aspiré dans l armoire par les ventilateurs des équipements informatiques du rack à partir de l allée (froide). Les ventilateurs situés à l intérieur de la porte arrière collectent l air chaud évacué dans la pièce (ou, dans le cas de l ARU, renvoyé dans la pièce par le conduit) et redirigé par le système d air conditionné de la pièce. Avec de telles unités, il est possible d obtenir une densité de 6 à 8 kw par rack. Des panneaux-caches doivent être utilisés avec ces unités. 15

16 10. Installation d unités autonomes haute densité Lorsque les besoins d alimentation et de refroidissement d un rack dépassent 8 kw, il devient de plus en plus difficile d assurer une diffusion uniformisée de l air conditionné à l avant de tous les serveurs d un rack avec un flux d air vertical. En présence d une densité extrême (dépassant 8 kw par rack), l air conditionné doit être diffusé sur un plan horizontal pour éliminer les différences de température entre le haut et le bas de la baie. Les systèmes de refroidissement autonomes haute densité sont conçus pour pouvoir être installés sans aucune incidence sur les autres racks ou sur les services de refroidissement existants dans le centre de données. Leur «neutralité» thermique dans la pièce leur permet d extraire l air conditionné de la pièce et de le renvoyer dans la pièce à la même température ou d utiliser son propre flux d air dans une armoire hermétique. Les systèmes illustrés sur les schémas 13 et 14 en sont deux exemples. Schéma 13 Système intégré de refroidissement de rack (racks multiples) Une infrastructure complète, avec distribution de câbles d alimentation, disjoncteurs, passage de câbles de données suspendus, onduleur et solutions de refroidissement correspondantes, est disponible dans les systèmes intégrés de refroidissement de rack. L air chaud évacué par les serveurs est renvoyé vers une allée chaude isolée et aspiré par l unité de conditionnement pour être diffusé dans la pièce à une température de 24 o C. Ainsi, la charge thermique est mitigée et la solution n est pas influencée par la pièce. 16

17 Schéma 14 Système de refroidissement intégré en rack (rack individuel) Pour des charges de plus forte densité pouvant aller jusqu à 15 kw par rack, une autre stratégie de refroidissement d air est recommandée. L ACS (Autonomous Cabinet System, système de baie autonome) d APC constitue un centre de données complet prêt à l emploi, avec systèmes de refroidissement, alimentation, détection d incendie et sécurité intégrée pour les charges à extrêmement haute densité. L unité de refroidissement est située dans la baie pour assurer une efficacité maximum de la diffusion d air conditionné aux équipements du rack. L air chaud est recyclé vers l unité intégrale de refroidissement et ne quitte pas la baie. 17

18 Conclusion L installation des dernières technologies informatiques dans un centre de données, notamment les serveurs Blades, offre de nombreux avantages. Néanmoins, ces équipements consomment également de 2 à 5 fois plus par rack que les technologies existantes, avec une augmentation proportionnelle de la dissipation calorifique susceptible de provoquer une interruption de service. Pour éviter la défaillance complète des équipements et des ralentissements intempestifs tout en prolongeant la durée utile des unités, il devient plus important que jamais de mettre en place un planning de vérification d état à intervalles réguliers pour s assurer que les équipements de refroidissement fonctionnent conformément aux valeurs d études en termes de capacité, d efficacité et de redondance. Les étapes décrites dans ce document aideront à maintenir une efficacité optimale dans le centre de données pour le bon fonctionnement des processus commerciaux qu il prend en charge et pour éviter les problèmes potentiels à l avenir. En suivant les directives fournies aux étapes 1 à 8 de ce livre blanc, un centre de données classique pourra maintenir les limites fonctionnelles prévues lors de sa conception. Les étapes 9 et 10 offrent des suggestions pour outrepasser les limites pratiques de conception d un centre de données classique en terme de densité de refroidissement (sans entreprendre des travaux de construction d ordre majeur), à l aide de solutions de refroidissement «autonomes» pour répondre aux besoins des applications faisant appel à de nombreux serveurs. A propos de l auteur : Peter Hannaford est Directeur Marketing Produit pour la région EMEA d APC. Membre du British Chartered Management Institute et du British Institute of Directors, il a participé à la mise en oeuvre et à la construction de plus de m² d installations de centres de données à travers le monde. 18

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