Operação de Data Center de Alta Temperatura

comentado por Bruno Domingues em setembro 16, 2009

Ultimamente tem havido muita discussão a respeito de economia de energia elétrica em ambientes de Data Center, principalmente no que se diz respeito à mudança de estratégia de refrigeração. A bem da verdade, a maioria dos Data Centers que conheço no Brasil não adotam todas as melhores práticas na sua construção e operação, criando desta forma bastante espaço para melhorias.

O índice comumente utilizado para medir a eficiência de um Data Center é o PUE (Power Usage Efficiency), que é definido pela seguinte relação:

Ou seja, divide-se a energia total consumida pelo Data Center (ie. Iluminação, ar condicionado, equipamentos de IT, etc.) pela energia consumida apenas pelos equipamentos de IT do Data Center. O resultado será o PUE. Só para se ter uma idéia, na maioria dos Data Centers no mundo, o maior consumo depois dos equipamentos de IT propriamente são o sistema de refrigeração, que consomem de 23 a 65% da energia total do Data Center.

Os Data Centers considerados estado da arte, consomem algo como 7-10% do total de energia do Data Center em refrigeração, o que nos leva ao tópico chave deste post: Remover a refrigeração deixando o Data Center operando a uma temperatura mais elevada pode ser uma boa estratégia para reduzir o consumo de energia elétrica total?

Conforme já havia discutido em outro post, a temperatura mais elevada pode representar economia de energia, desde que seja implantadas algumas boas práticas na organização do Data Center; porém, considerar essa como uma estratégia mais extremista pode surtir o efeito inverso ao desejado.

Quando se deixa a temperatura do Data Center subir, automaticamente se economiza energia no sistema de refrigeração; porém, com o aumento de temperatura, o efeito indesejado do aumento da ineficiência de passagem de corrente no Silício, aumentando sua dissipação térmica (Si Leakage), bem como maior consumo de energia pelo aumento de rotação das ventoinhas dos servidores, para aumentar o fluxo de ar (mais quente) para refrigerar os componentes do servidor.

Como se pode deduzir, é o típico problema de otimização: encontrar o ponto ideal de temperatura de operação do Data Center, a sua distribuição de servidores, de acordo com sua densidade/carga, afim de aumentar a eficiência, pois este é o caminho para economizar energia, não havendo fórmula mágica ou radical. Pensar em Data Center operando a 40C com a tecnologia atual, é um pouco ficção científica. Puxar demais a maquinaria do seu Data Center para buscar uma economia pode não justificar o risco de colocar equipamentos operando a tão alta temperatura.

O calcanhar de Aquiles

No caminho da estratégia de desligar o ar condicionado, está a capacidade do servidor em lidar com temperaturas mais altas, e neste sentido diversos elementos entram em jogo na tecnologia atual para contribuir a favor ou contra, como escolha do tipo de servidor (torre, rack convencional ou blades), eficiência de fluxo de ar pelo chassi, densidade do rack, densidade de memória, escolha do processador (LV, E ou X), uso de discos ou não no servidor e se sim, de qual tipo (HDD ou SSD) e a disposição destes na sala do Data Center.

Blades tem ganhado a fama de esquentar demais, o que tecnicamente é um mito, pois na realidade eles normalmente esquentam menos que os servidores regulares porém sua densidade é maior, fazendo com que haja maior dissipação de energia por cm³, mas não maior consumo nem maior dissipação térmica absoluta. Pelo fato das blades serem utilizadas em ambientes de computação densa, normalmente vem equipados com processadores de menor consumo de energia (50W em comparação com os regulares que são 80W), são muitas vezes utilizados somente com o HD ou SSD em RAID 10 (quando vem) do sistema operacional para realizar o boot e possui arquitetura de lâmina e chassi otimizado para refrigeração… mas porque eles ainda levam a culpa de esquentarem demais? Porque para realizar o benefício de computação densa não basta comprar o produto na prateleira e ligar na tomada, é necessário realizar a separação de corredores quentes dos frios e garantir o fluxo de ar continuo através do chassi para refrigerar os componentes.

Uma coisa é certa, se num futuro a curto-médio prazo for possível ter Data Centers sem ar-condicionado, estes ajustes no Data Center serão requisitos, portanto quando houver oportunidade, implante-as! Não precisa imaginar que é necessário uma grande obra no Data Center, veja essa solução simples, eficaz e barata de um rack com chaminé que cria basicamente o mesmo efeito de corredores quentes e frios (que já havia comentado).

Existem também uma outra alternativa mais exóticas para remover o ar-condicionado da equação, como construí-lo na Lapônia ou Sibéria, pois bastaria abrir a porta do Data Center para refrigerá-lo, mas se este não é o seu caso lembre-se que há soluções baratas hoje que se pagam rapidamente.

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