Server otaqlarında EC mühərrikləri PUE-nin azaldılmasına necə töhfə verir?

PUE və serverlərin soyudulmasının gizli xərcləri

Güc İstifadə Effektivliyi (PUE) – ümumi obyekt enerjisi ilə IT avadanlıqlarının enerjisi arasındakı nisbətdir. Mükəmməl PUE 1,0-dır, yəni hər vatt hesablama üçün sərf olunur. Həqiqi şəraitdə isə çoxlu server otaqları 1,6–2,0 aralığında işləyir. Artıq enerji hara gedir? Ventilyatorlar və soyutma sistemləri. Tipik mərkəzi verilənlər məntəqəsində ümumi enerji istehlakının təxminən 30–40%-i havanın hərəkət etdirilməsi və istiliyin çıxarılması üçün sərf olunur. Mən yüzlərlə server otağından keçmişəm və bir şey həmişə aydındır: köhnə AC ventilyator-konvektor qurğuları və sabit sürətli dövrələr böyük miqdarda elektrik enerjisi israf edirlər. Bir obyekt meneceri mənə aylıq enerji fakturasını göstərdi. Soyutma ventilyatorlarının yalnız özü isti günlərdə serverlərin özündən daha çox pul xərcləyirdi. Bu, texniki xüsusiyyətlər siyahısında görünməyən gizli xərclərdir. PUE-nin azaldılması ventilyator enerjisinin azaldılmasından başlayır.

EC ventilyatorları AC ventilyatorlara nisbətən ventilyatorların enerji istehlakını iki dəfə azaldır

Ventilyatorların enerji itkiyə ən çox səbəb olan komponenti AC induksiya mühərrikidir. Dəyişkən tezlikli sürücü (VFD) qoşulmadıqca bu mühərrik sabit sürətlə işləyir; lakin VFD-nin özü də itkiyə səbəb olur. Elektron şəkildə kommutasiya olunan (EC) mühərrik daimi maqnitlərdən və daxili idarəetmə qurğusundan istifadə edir. Rotorun mis itkiləri yoxdur. Lawrence Berkli Milli Laboratoriyasının apardığı bir tədqiqata görə, ventilyator tətbiqlərində kölgəli qütb və ya PSC mühərrikinin EC mühərrik ilə əvəz edilməsi eyni hava axını üçün enerji istifadəsini 40%-dən 60%-ə qədər azaldır. Burada real dünyadan bir nümunə verilir. İkmiş soyutma qurğusundan ibarət kiçik bir kolokasiya server otağı orijinal olaraq mərkəzdənqaçma ventilyatorları və AC mühərrikdən istifadə edirdi. Hər bir ventilyator 80 vatt enerji çəkirdi. EC ventilyatorlara keçid edildikdən sonra eyni hava axını üçün hər bir ventilyator yalnızca 38 vatt tələb edirdi. Ümumi ventilyator gücü 1600 vatt-dan 760 vatt-a endi. Qayıtma müddəti bir ildən az idi. Bu, laboratoriya nəticəsi deyil. Bu, faktiki elektrik hesabı azalmasıdır.

Server yükünə real vaxtda sürət idarəetməsinin uyğunlaşdırılması

Serverlər 24/7 tam yük ilə işləmir. Onların istilik çıxışı gündüz vaxtı, istifadəçi tələbi və emal tapşırıqlarına görə dəyişir. Sabit sürətli ventilyator serverlər boşdakı zaman belə %100 sürətlə işləyir, nəticədə otaq artıq soyudulur və enerji israf olunur. EC ventilyatorlar standart 0–10 V və ya PWM sürət idarəetmə girişi ilə təchiz olunub. Ventilyator sürətini birbaşa temperatur sensoruna və ya İT yüklənmişlik siqnalına qoşmaq mümkündür. Mən EC ventilyator əsaslı kompüter otağı havalandırma sistemləri quraşdıran bir hosting provayderi ilə birlikdə çalışmışam. Onlar idarəetmə alqoritmini isti koridor temperaturunu dəqiq 80°F (26,7°C) saxlamaq üçün qurmuşdular. Gecələr server fəaliyyəti azaldıqda EC ventilyatorlar sürətlərini %35-ə endirmişdilər. Nəticə? Onların PUE göstəricisi altı ay ərzində 1,8-dən 1,45-ə endi. Soyutma sistemi artıq özünü əngəlləmirdi. Təsisi idarə edən şəxs mənə deyib ki, EC ventilyatorlar yalnız lazım olan hava axını təmin etdiyinə görə soyutma qurğusu da daha az işləyir.

Serverlərin əksər vaxt yerləşdiyi sahədə daha yaxşı hissəvi yük səmərəliliyi

Çoxluqda mərkəzi verilənlər mərkəzlərinin operatorları zirvə yükü üçün layihələndirirlər, lakin serverlər ortalama olaraq qabiliyyətinin 40%-dən 60%-nə qədərini istifadə edirlər. Belə hissəvi yüklənmə şəraitində AC fanlar çox səmərəsiz olur. Əgər siz AC mühərrikinə dəyişkən tezlikli sürücü (VFD) tətbiq edirsinizsə, bu sürücü özü nominal gücün 3%-dən 8%-nə qədərini istilik kimi sərf edir. Və aşağı sürətlərdə mühərrikin səmərəliliyi kəskin azalır. EC mühərriklərinin belə bir problemi yoxdur. Onlar sürətin 20%-dən 100%-nə qədər aralığında 80% və daha yuxarı səmərəliliyi saxlayırlar. Affinitet qanunu bizə fanın gücü sürətin kubu ilə dəyişdiyini göstərir. Beləliklə, sürətin 20% azalması təxminən 50% enerji sərfi azalmasına səbəb olur. Lakin bu yalnız mühərrikin səmərəliliyini saxlaya biləcəyi halda mümkündür. AC mühərrikləri bunu bacarmır. EC mühərrikləri isə bacarır. ASHRAE Texniki Komitəsi 9.9-un mərkəzi verilənlər mərkəzlərində soyutma ilə bağlı ağ kağızı EC fan massivlərinin dəyişkən hava həcmi sistemləri üçün ən yaxşı hissəvi yüklənmə performansını təmin etdiyini təsdiqləyir. Əksər saatlarda orta yüklə işləyən server otaqları üçün EC fanlar yeganə məntiqli seçimdir.

İsti koridor-soyuq koridor tutma sistemi ilə ağıllı inteqrasiya

Hava axını düzgün istiqamətləndirilmədikdə, ən yaxşı ventilyator belə dəyərini itirir. Müasir server otaqları isti və soyuq koridorların izolyasiyasından istifadə edirlər. Lakin filtrin yüklənməsi və serverlərin əlavə edilməsi və ya çıxarılması ilə statik təzyiq dəyişir. EC ventilyatorlarının özündə intellektual sistemlər mövcuddur. Onlar statik təzyiqi hiss edə bilir və təyin olunmuş nöqtəni saxlamaq üçün avtomatik olaraq sürətini tənzimləyə bilir. Mən bunu Çikaqoda yerləşən bir maliyyə məlumat mərkəzində praktikada gördüm. Orada sıradakı iyirmi soyutma qurğusu var idi və hər birində fan divarı düzülüşündə dörd EC ventilyatoru yerləşirdi. Bina idarəetmə sistemi hər bir ventilyatora təzyiq siqnalı göndərirdi. Yüksək sıxlıqlı server rəfi yaxınlığında isti nöqtə meydana gəldikdə, ən yaxın EC ventilyatorları bütün ventilyatorları sürətləndirmək əvəzinə fərdi olaraq sürətlənirdi. İllik soyutma enerjisi sərfi 35% azaldı və onların PUE göstəricisi 1,65-dən 1,32-yə yaxşılaşdı. Green Grid-in havanın idarə edilməsi ilə bağlı ən yaxşı təcrübələrə dair təlimatı belə zonalaşdırılmış, tələb əsaslı idarəetməni tövsiyə edir. Hər bir ventilyatorun öz idarəetmə qurğusu olması səbəbindən EC ventilyatorları bu idarəetməni praktik olaraq mümkündür edir.

Uzunmüddətli ROI və Davamlılıq Hesabatı

İlkin xərclər adətən əsas etiraz səbəbidir. Eyni ölçülü AC ventilatorla müqayisədə EC ventilatorun qiyməti daha yüksəkdir. Lakin ümumi sahiblik xərcləri başqa bir hekayə danışır. EC ventilatorlar daha soyuq işlədiyinə, start kondensatoru və ya mərkəzdənqaçma açarı kimi arızalanmağa meylli mexaniki komponentlərə malik olmadığına görə daha az mexaniki arıza verir. Onların qorunmuş yataqları 50 000 saat və ya daha çox işləyir. İndi enerjiyə qənaət baxımından nəzər salaq. Hər biri orta hesabla 400 vatt fan gücü istehlak edən 25 soyutma qurğusundan ibarət 500 rack server otağı üçün AC-dən EC-yə keçid illik təxminən 200 000 kilovat-saat enerjiyə qənaət etdirir. Ortalama ticari elektrik tarifinin 1 kWh üçün 12 sent olduğu nəzərə alındıqda, bu, illik 24 000 ABŞ dolları qənaət deməkdir. Bundan əlavə, karbon azalması illik təxminən 140 metrik ton CO2 təşkil edir. Bu göstərici birbaşa sizin davamlılıq hesabatınıza daxil olur. Zamanla təmin edilmiş performans və uzunmüddətli tərəfdaşlıq tələb edən operatorlar üçün Fanova kimi təcrübəli təchizatçılar, doğrulanmış külək tüneli hesabatları, dəqiq uyğunlaşma xidməti və üç il müddətində tam zəmanət ilə EC ventilator həlləri təqdim edir. Fanova 2003-cü ildən bəri EC mühərriklərini istehsal edir və 80 ölkədəki müştərilərini dəstəkləyir. PUE azalması sadəcə bir şüar deyil, həqiqi biznes məqsədi olduqda Fanova bu məqsədin həyata keçirilməsi üçün mühəndislik və təchizat zənciri etibarlılığı təmin edir.