domingo, 6 de janeiro de 2013

Otimizando os custos com refrigeração em um data center

Uma fontes de gastos recorrentes de um data center com certeza é a refrigeração, tanto no consumo de energia como na manutenção dos equipamentos, porém surgem outros custos indiretos como estrutura para suportar a carga elétrica (necessidade de troca de fiação elétrica e transformadores). Apesar disso poucos data center procuram otimizar este aspecto, o que é um grande erro. Com alguns truques simples, é possível otimizar a refrigeração de uma data center, reduzir custos e diminuir os problemas de manutenção.

Em um data center, cada Watt consumido se transforma em calor, diretamente. Se os equipamentos de um data center (tirando o consumo do ar-condicionado) estão consumindo 4.000W/h de energia, esse data center estará gerando 4.000W/h de calor, que precisa ser removido. Um sistema de refrigeração (depende da sua eficiência) consome de 3 a 5 vezes mais energia do que consegue remover do ambiente, assim, 4.000W/h de calor vai exigir aproximadamente 15.000W/h de ar condicionado (considerando um ciclo de 50% ligado, 50% desligado). Ou seja, um data center que tenha equipamentos que consumam 4KWh gasta no total quase 20KWh. Considerando um custo médio de R$ 0,30 por KWh isso dá um total de mais de R$ 52.000,00 por ano só de energia elétrica, sem considerar a manutenção do ar-condicionado. Se houver uma economia de 20% nesse custo, são R$ 10.000,00 de economia no ano. Além disso, o meio ambiente agradecerá imensamente.

Um bom começo é na escolha dos equipamentos. A informação referente ao consumo dos servidores, switches, roteadores você encontra nos catálogos dos fabricantes. Compare também essa informação na hora de realizar uma nova aquisição. Também vale a pena verificar o consumo do que você já tem (será que aquele switch antigo mas que "ainda funciona" não está gerando um gasto de energia exagerado?).

O segundo ponto é a regulagem do ar-condicionado. Na época dos mainframes e inicio da tecnologia de componentes de microprocessados, era necessário praticamente uma sala frigorífica para manter esses equipamentos. Hoje em dia não é mais necessário ter uma sala de data center gelada. Desde 2008 o Google vem liderando uma campanha para que se aumente a temperatura dos data center para 26C (80F). A 26C dá para entrar no data center de bermuda. Neste artigo interessante temos mais detalhes: Google: Raise Your Data Center Temperature 

Naquele artigo é comentado sobre um estudo da Intel que mostra que o aumento da temperatura - com a tecnologia de componentes de hoje - não aumenta a taxa de falhas e o artigo também comenta que cada grau a mais significa 4% a menos de consumo de energia.

Existem alguns argumentos contra o aumento da temperatura do data center que podemos responder:

  • "O Google tem servidores especiais, que aguentam maior temperatura". Isso é verdade, porém o argumento do Google é voltado para ambientes normais. Nos data center Google (que usam servidores especiais) a temperatura média é ainda maior, na casa dos 30C.
  • "Manter a temperatura baixa dá mais tempo de resposta em caso de falha". Isso também é verdade. Um data center a 22C demora mais para esquentar (no caso de pane no ar-condicionado) que um que esteja a 26C. Porém apenas uns 10 minutos a mais... No caso do seu data center, em 10 minutos você consegue reparar o ar-condicionado? Acho que não. Por outro lado um ar-condicionado trabalhando a 22C vai falhar com muito mais frequência que outro a 26C. Aumentar a temperatura não impacta muito no tempo que você terá para responder a uma falha, mas impacta muito na durabilidade e confiabilidade dos equipamentos de ar-condicionado.
  • "Os equipamentos duram mais quando estão refrigerados". Isso era uma verdade antigamente, hoje eles já são projetados para trabalhar em ambientes com temperaturas mais altas, o próprio estudo da Intel descrito no artigo indicado acima mostra isso.

Também é importante tirar do data center toda fonte desnecessária de calor. Alguns exemplos:
a iluminação, mesmo que com lâmpadas "frias", geram calor. Utilizem sensores de presença ou crie políticas de manter as luzes apagadas.

Os ventiladores nos topos dos racks normalmente servem apenas para gerar ruído e calor. Hoje em dias os racks ficam preenchidos completamente, barrando o fluxo de ar de baixo para cima (ex.: normalmente logo abaixo do ventilador do rack existe um switch que bloqueia completamente o fluxo de ar). Além de não servir para praticamente nada, o motor do ventilador gera calor.

Uma outra dica é compreender como o ar-quente e o ar-frio se comportam. Quando eles se misturam, o frio gerado pelo ar-condicionado não chega diretamente aos equipamentos e diminui a sua eficiência. Existem empresas de consultoria para analisar com detalhes esses fluxos, porém se você seguir algumas dicas simples pode também ter bons resultados:

  • o ar frio desce pelas laterais (paredes), ar-quente sobe pelo centro. Direcione o ar-condicionado para as bordas da sala de data center e deixe o centro o mais livre possível.
  • procure usar equipamentos e racks que façam ventilação "frente-trás" aonde o ar-frio entra pela frente e saia por trás (ou vice-versa). Assim você consegue colocar os racks um do lado do outro. Além disso irá criar corredores com ar frio (frente dos racks) e corredores de ar quente, sem que os fluxos de ar se misturem.
  • eliminar porta frontal e traseira. Faça o controle de acesso na porta do data center. Se não for possível, utilize portas vazadas, que protejam os equipamentos sem barrar o fluxo de ar.

Por último, vale a pena dar uma olhada na isolação térmica (espuma) que protege os canos do ar-condicionado (caso seu sistema seja split), principalmente os canos de liquido frio. Com o tempo essa espuma se decompõe, expondo os canos, que acabam "perdendo o frio" antes de chegar nos condensadores.

Me acompanhe no Twitter: http://twitter.com/mlrodrig
Postar um comentário