Règles d'ingénierie du Data Center
SOMMAIRE La problématique La climatisation Les planchers techniques L énergie L urbanisation L industrialisation Conclusion
LA PROBLEMATIQUE
Rappel sur les Tiers Chaque tiers correspond à des niveaux d équipements et de disponibilité différents : 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.
Rappel sur les Tiers
La problématique Data center existants Manque d environnement technique (M², énergie, climatisation) Peu ou pas de solutions pour agrandir Nouvelles contraintes environnementales (Green IT) Explosion des coûts de l énergie Nouvelles générations de serveurs, plus puissants et denses au M² (ratio Kw /m²) PUE (Power usage effectiveness/efficiency) élevé (2,2-2,5) Serveurs souvent sous utilisés spécialement Windows et Linux Le retour des utilisateurs DC Chaleur/clim Puissance Elec. Résistance sol 72% 29% 44% Livre blanc CRIP 2009
LA CLIMATISATION
LA CLIMATISATION Le traitement de l'air d'un local informatique est impératif en tenant compte des trois critères suivants: -Température. -Taux d'humidité. -Taux de poussière Pour 1KVA IT 1KVA clim Plusieurs pistes possible pour réduire considérablement la consommation des groupes de froid: -Cold Corridor -Amélioration de l aéraulique de la salle -Augmentation des consignes
Climatisation Le cold corridor Pourquoi un cold corridor? Augmenter la densité des racks Augmenter les consignes de températures Bénéficier à 100% de l efficacité du système de climatisation Réduire le nombre de cycle de production de froid (économie d énergie) Réduire l empreinte carbone Les avantages - Le cold corridor permet d uniformiser les températures et hygrométrie et d augmenter les vitesse de soufflage et ceci à n importe quelle hauteur du rack - Réduction de l ordre de 15% à 20% de la consommation du poste de climatisation - Un résultat immédiat sur un changement des consignes de froid Les inconvénients - Le cloisonnement engendre une montée en température accélérée en cas de panne de climatisation - Surcoût à considérer pour mettre le corridor aux normes (détection/extinction incendie)
Climatisation Les «best practices» Pour une Aéraulique plus efficace Groupe froid le plus proche possible des salles Urbanisation des salles en allées chaude et froide Désobturer l arrière des rack du câblage courant fort et faible pour laisser circuler l air chaud Grille de soufflage et de reprise d air adapté au débit volume/heure et à la densité de la salle Panneaux d obturation en face avant des racks pour éviter le mélange air chaud/froid Confinement des zones de soufflage Plancher étanche 30% d efficacité aéraulique supplémentaire Distribution du courant fort et faible par le haut (si possible), pas de câblage en faux plancher!! Mesurer pour pouvoir améliorer Sonde thermique et hygrométrique en salle et exploitation des sondes internes serveurs Mesure de la consommation du poste climatisation, des températures et hygrométrie de la reprise d air Augmentation des températures de consignes Audit de la salle: températures, humidité, vitesse de soufflage, renouvellement horaire
PLANCHERS TECHNIQUES
Planchers techniques Planchers techniques, les chiffres: - Baies haute-densité de 800 à 1300Kg soit +/- 2 Tonnes/m² Planchers techniques: Permettent la bonne circulation de l air frais par le bas. Il faut éviter au possible tout encombrement des planchers. La tendance est de passer l intégralité du câblage Cfort/Cfaible par le haut pour une meilleure gestion du froid.
Planchers techniques Descente d air chaud du plafond Allée chaude Ouverture sur plancher et pertes d air froid Allée froide Allée chaude Plancher rebouché Allée froide
Planchers techniques Manchons de protection des passages de câbles Allée chaude Allée froide Plancher rebouché
L ENERGIE
Energie Les équipements -LES ONDULEURS -LES GROUPES ÉLECTROGÈNES -LES PDU (unité distribution d'alimentation ) Ces équipements sont un maillon essentiel dans la chaîne de la haute disponibilité. Il est impératif de suivre les maintenances préventives!!!
Energie Le câblage Afin d éviter au mieux les déperditions électriques d un câblage classique, les gaines à barres par le haut sont maintenant préconisées.
Energie La terre Suivant les standards, un système de mise à la terre performant a les caractéristiques suivantes: 1. Chaque terre doit être connectée proprement, la qualité générale de la terre est équivalente à la plus mauvaise terre de l installation. 2. La terre doit être visualisable directement 3. Doit être correctement dimensionnée pour absorber les problèmes électriques possibles 4. Tous les équipements métalliques du Data Center se doivent d être connectés à la terre (ex: Racks, armoires, portes, châssis, passages de câbles, tuyaux d eau, masse métallique du bâtiment, ) 5. Assurer la continuité électrique entre l ensemble des racks et armoires. 6. Et bien évidement, porter un bracelet de protection électrostatique pour éviter toute décharge
Energie HVDC (High Voltage Direct Current) HVDC existe dans les Data Center depuis quelques temps. Une interface d alimentation commune, interopérabilité entre les besoins des télécoms et de la data Très grande efficacité énergétique Facilitation d installation, d utilisation et de maintenance (Même réseau pour des équipements hétéroclites (serveurs, NGN, télécoms ). Simple et fiable
URBANISATION
Urbanisation Mettre en œuvre une gestion Urbaniser, c'est organiser la transformation progressive et continue du système d information visant à le simplifier, à optimiser sa valeur ajoutée et à le rendre plus réactif et flexible vis à vis des évolutions stratégiques de l'entreprise, en s'appuyant sur les opportunités technologiques du marché. De quoi est faite mon infrastructure? Par où passent mes câbles? Quel est le taux de remplissage sur mes baies, mes armoires, mes racks, mes switchs? En cas d incident, quelles sont mes solutions de contournement? Comment réduire au minimum le temps d intervention des exploitants. Etc.
Urbanisation Les solutions Règles d Urbanisation et d Exploitation Appliquées Baies et travées Organiser la salle suivant le principe des allées chaudes et allées froides Etablir et maintenir la continuité des allées Homogénéiser la hauteur des baies dans les allées Dans le cas d équipements de forte puissance construire les allées en mode fermé Distribution de l air Positionner les armoires de climatisation, perpendiculaires aux allées, Gérer les débits d air( pression, vitesse) par des armoires de climatisation à vitesses variables Positionner et organiser les équipements IT en répartissant les puissances consommées Obturer les passages de câbles dans les allées chaudes Obturer les U inoccupés dans les baies
Urbanisation Les solutions Faux plancher Définir une hauteur du faux plancher en rapport avec le volume d'air à fournir Calculer et sélectionner les dalles pour les débits requis des équipements à proximité Réduire et organiser les obstacles à l intérieur du faux plancher au minimum Avoir une hauteur sous plafond au dessus des baies les plus hautes au moins 1,3 fois supérieure à celle du faux plancher. Gestion d exploitation Contrôler la température et les flux produits par la climatisation sur les équipements IT Mesurer et valider les marges opérationnelles entre les capacités et les ressources Bâtiment Limiter les apports de chaleur extérieur en particulier en été.
INDUSTRIALISATION
Facility management Industrialisation / Automatisation
Facility management Industrialisation / Automatisation
Facility management Les bénéfices Amélioration de la qualité de service Coordination des changements effectués par différentes équipes Amélioration de la réactivité Continuité et disponibilité Formalisation des processus Sécurité et conformité Réduction des coûts opératoires Accélération du Retour sur Investissement
Conclusion
Les chiffres à retenir Evolution des coûts de construction par m² de plateau informatique /m² /m² Les difficultés rencontrées: 10 000-72% la climatisation/chaleur 7 500-29% puissance électrique 5 000-44% résistance au sol 19 96 19 98 20 00 20 02 20 04 20 06 20 08 20 10 2 500 L énergie: 1KVA utile (utilisation IT) 1 KVA de climatisation Climatisation: 350m3 d air/h/kw Consommation électrique: Augmentation de 20 à 25%/an Planchers techniques: +/- 2 Tonnes/m²
Les solutions possibles - Une bonne gestion de l urbanisation pour une bonne gestion du froid et de l énergie - Une bonne hauteur sous plafond et sous plancher pour circulation de l air - Une utilisation des allées chaudes et allées froides - Un câblage énergie par barres d alimentation pour moins de perdition - Un câblage réseau et énergie, au plus court, par le haut pour une meilleure gestion et efficacité aéraulique en plancher
MERCI