Architecture améliorée pour datacenters à haut rendement et ...

Neil Rasmussen

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Architecture améliorée pour
datacenters à haut rendement
et haute densité
Livre blanc 126
Révision 1
Par Neil Rasmussen
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Résumé de l'étude >
Introduction 2
Plus de 60 000 000 de mégawatheures d'électricité,
qui pourraient servir à l'alimentation des systèmes
Où va toute l'é-nergie ? 3
informatiques, sont gaspillés chaque année par les
infrastructures d'alimentation et de refroidissement
Une architecture optimisée 5
des datacenters à travers le monde. Cela représente
pour datacenters
une charge financière considérable pour les entrepri-
ses et constitue un enjeu essentiel en matière de Comparaison avec les ap- 8
politique publique de protection de l'environnement. proches conven-tionnelles
Ce document décrit les principes d'une nouvelle
architecture de datacenters susceptible d'améliorer le Comparaison avec d'autres 18
rendement énergétique des datacenters de manière approches
radicale.
Limites pratiques aux per- 20
formances
Conclusion 22
Ressources 23

Architecture améliorée pour datacenters à haut rendement et haute densité




On considère que dans un datacenter type, moins de la moitié de l'électricité consommée Introduction
alimente réellement les charges informatiques. Plus de la moitié de la facture électrique
concerne en effet l'énergie consommée par le système d'alimentation, le système de ...

Sujets

• Chambre d'agriculture
• Densité
• Puissance du continu
• Schneider Electric
• Capacité (sport)
• Orbite cristallographique

Informations

• Publié par: Anja
• Nombre de lectures: 142
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 2 Mo

Extrait

Architecture améliorée pour datacenters à haut rendement et haute densité Livre blanc 126 Révision 1

Par Neil Rasmussen

 > Résumé de l'étude Plus de 60 000 000 de mégawatheures d'électricité, qui pourraient servir à l'alimentation des systèmes informatiques, sont gaspillés chaque année par les infrastructures d'alimentation et de refroidissement des datacenters à travers le monde. Cela représente une charge financière considérable pour les entrepri- ses et constitue un enjeu essentiel en matière de politique publique de protection de l'environnement. Ce document décrit les principes d'une nouvelle architecture de datacenters susceptible d'améliorer le rendement énergétique des datacenters de manière radicale.

                                                          

 

Table des matières cliquez sur une section pour y accéder directemen Introduction 2 Où va toute l'é-nergie ? 3 Une architecture optimisée 5 pour datacenters Comparaison avec les ap- 8 proches conven-tionnelles Comparaison avec d'autres 18 approches Limites pratiques aux per- 20 formances Conclusion 22 Ressources 23

Introduction

Figure 1 Consommation de l'électricité dans un datacenter

>   Comment la haute densité et les variations de charge informatique réduisent-elles le ren- dement du datacenter ? Haute densité et charge dynamique offrent en réalité une possibilité d'accroître le rendement, si elles sont soutenues par un système de refroidissement par rangée «   intelligent ». Toutefois, si on omet de reconsidérer le système d'alimentation et de refroidissement (une erreur courante), le résultat pourra être le suivant :   •   Gaspillage de froid lié à l'extension du système de refroidissement pour couvrir les points chauds. •   Charges réduites et surcapacité d'alimentation et de refroidissement : le rendement diminue parce que l'allège- ment de la charge entraîne une baisse de rendement des systèmes d'alimentation et de refroidissement.     La perte de rendement liée à l'excès d'alimentation et de refroidissement ou à leur mauvaise orientation est abordée plus loin dans ce document.

Architecture améliorée pour datacenters à haut rendement et haute densité         On considère que dans un datacenter type, moins de la moitié de l'électricité consommée alimente réellement les charges informatiques. Plus de la moitié de la facture électrique concerne en effet l'énergie consommée par le système d'alimentation, le système de refroidissement et l'éclairage. La consommation énergétique totale se divise donc en deux facteurs principaux   : (1) l'électricité consommée par les charges informatiques et (2) l'électri- cité consommée par l'équipement de servitude ( Figure 1 ). Ce document traite de l'électricité consommée par l'équipement de servitude, y compris les pertes au niveau des circuits d'alimentation et toute l'électricité utilisée par l'équipement de servitude en dehors de ces circuits.       Alimentation   UTILE     Puissance consommée par les   charges informatiques         A m li a m té e ri n e t l a d t e i   o se n d i u Le but est rv - de réduire   tude ceci   Puissance consommée par   l'é ui ement de servitude   •   Pertes des circuits d'alimenta-   tion (= chaleur)     •   Puissance consommée par   d'autres systèmes de servitude   Tout ceci peut être considéré comme « pertes »,   si l'alimentation de la charge informatique est considérée comme le « travail » utile du datacenter     Les revendeurs de matériel informatique proposent de nouvelles solutions, telles que la virtualisation, visant à réduire l'équipement informatique nécessaire à l'exécution de certaines tâches et ainsi diminuer la consommation d'électricité. Malheureusement, dans le même temps, la tendance des systèmes informatiques à fonctionner à des densités supérieures et à des puissances variables réduit le rendement énergétique des systèmes d'alimentation et de refroidissement des datacenters (voir encadré).   Il existe déjà un certain nombre de propositions qui envisagent de traiter le problème de la perte d'énergie dans les datacenters en améliorant les performances des systèmes d'alimen- tation et de refroidissement. Certaines d'entre elles, telles que le raccordement direct de conduites d'eau aux périphériques informatiques et la distribution en courant continu, qui promettaient d'accroître le rendement des systèmes de manière progressive, s'avèrent aujourd'hui peu réalisables. Ce document présente une architecture de datacenter améliorée (disponible aujourd'hui) qui permet de réduire la consommation d'énergie des systèmes d'alimentation et de refroidissement des installations classiques de plus de 50 %.   Cette nouvelle architecture ne se limite pas à la configuration physique de matériel ou à l'amélioration du rendement des périphériques de manière individuelle. Au contraire, il s'agit d'un système global qui rassemble les meilleures stratégies en matière de conception de datacenters :   •   Conception technique de chacun des périphériques   APC by Schneider Electric Livre blanc 126 Révisio n 1       2  

Où va toute l'é- nergie ?

Figure 2 Flux de l'électricité dans un datacenter 2N classique  

Architecture améliorée pour datacenters à haut rendement et haute densité   •   Distribution de l'alimentation •   Communication et coordination intercomposant •   Stratégie de refroidissement   Planification du système • •   Outils de gestion   Lorsque tous ces éléments sont pris en compte dans l'intégration du système, les gains de performance peuvent être spectaculaires.       La Figure 2 représente la circulation du flux d'énergie dans un datacenter 2N classique. L'énergie entre dans le datacenter sous forme d'énergie électrique et en ressort dans sa quasi totalité (plus de 99,99 %) sous forme de chaleur. (Le reste est converti en calcul par le matériel informatique.)      

            Notez que dans cet exemple, seuls 30 % de l'éne électrique qui entrent sur le site alimentent réellement la charge informatique (appel  e énergie UTILE dans la Figure 1) et le reste est consommé (converti en chaleur) par le matériel d'alimentation, de refroidissement et d'éclairage. (Une quantité insignifiante d'énergie sert aux systèmes de protection contre les incendies et de sécurité physique, et n'apparaît pas dans cette répartition.) Figure 2 : on dit que ce datacenter a un rendement de 30 %, car 30 % de la puissance d'entrée totale vont à la charge informatique. Ainsi, 70 % de la puissance d'entrée d'un datacenter n'est pas exploitée de manière utile (pour alimenter les charges informatiques) et est donc considérée comme génératrice d'inefficacité (ou qualifiée de « perte », selon la terminologie du modèle de rendement). Pour comprendre comment réduire cette inefficacité de manière radicale (n'oubliez pas que, dans ce modèle, TOUT le matériel en dehors de la trajectoire de l'alimen- tation est considéré comme inefficace), nous devons tout d'abord mettre en lumière les cinq phénomènes principaux qui en sont à l'origine :   1. Inefficacité du matériel d'alimentation 2. Inefficacité du matériel de refroidissement 3. Consommation électrique liée à l'éclairage

  APC by Schneider Electric Livre blanc 126 Révisio       3   n 1

Ressources APC Livre blanc 113 Modélisation du rendement électrique des datacenters

Architecture améliorée pour datacenters à haut rendement et haute densité   4. Surdimensionnement des systèmes d'alimentation et de refroidissement 5. Inefficacité due à la configuration   Si la plupart des utilisateurs comprennent que l'inefficacité du matériel d'alimentation, de refroidissement et d'éclairage engendre un gaspillage, les deux autres éléments mentionnés dans la liste ci-dessus sont en fait les plus importants et sont souvent mal compris. Ces cinq problèmes sont analysés en détail dans le livre blanc 113 d'APC, Modélisation du rendement électrique des datacenters et les caractéristiques de leur consommation énergétique sont résumées ci-dessous.     1. Inefficacité du matériel d'alimentation Les équipements tels que les onduleurs, transformateurs, commutateurs et câbles consom- ment tous de l'énergie (traduite sous forme de chaleur) lorsqu'ils fonctionnent. Leurs taux nominaux de rendement sont généralement impressionnants (90   % ou plus). Mais ces valeurs sont trompeuses et ne permettent pas de calculer l'énergie perdue en réalité. Lorsque le matériel est doublé pour la redondance ou lorsqu'il fonctionne bien en dessous de la puissance indiquée, le rendement chute de manière radicale. En outre, la chaleur générée par cette énergie « perdue   » du matériel d'alimentation devant être atténuée par le système de refroidissement , les climatiseurs consomment encore plus d'énergie.     2. Inefficacité du matériel de refroidissement Les équipements tels que les systèmes de traitement d'air, refroidisseurs, tours de refroidis- sement, condensateurs, pompes et refroidisseurs secs consomment tous de l'énergie lorsqu'ils fonctionnent (c'est-à-dire qu'une partie de la puissance d'entrée se dissipe sous forme de chaleur au lieu de contribuer au refroidissement). En fait, l'inefficacité (perte de chaleur) du matériel de refroidissement dépasse généralement de beaucoup celle du matériel d'alimentation. Lorsque le matériel de refroidissement est doublé pour la redondance ou lorsqu'il fonctionne bien en dessous de la puissance indiquée, le rendement chute de manière radicale. Ainsi, en améliorant le rendement de l'équipement de refroidissement, on améliore directement le rendement de l'ensemble du système .     3. Consommation électr ique liée à l'éclairage L'éclairage consomme de l'énergie et génère de la chaleur. Cette chaleur devant être atténuée par le système de refroidissement, ce dernier consomme davantage d'énergie, même si la température extérieure est basse. En outre, il y a gaspillage chaque fois que des lumières restent allumées alors qu'il n'y a plus personne dans le datacenter et que des zones non utilisées sont éclairées. Il est ainsi possible, en optimisant l'efficacité de l'éclairage et en limitant son utilisation au strict nécessaire, d'améliorer directement le rendement de l'ensem- ble du système.     4. Surdimensionnement Le surdimensionnement est une des premières causes de perte d'énergie, mais c'est aussi celle que les utilisateurs ont le plus de mal à identifier et à comprendre. On dit qu'il y a surdimensionnement du système d'alimentation et de refroidissement lorsque la valeur de conception de ce dernier dépasse la charge informatique. Cette situation peut se produire lorsqu'il y a combinaison des facteurs indiqués ci-dessous :   •   La charge informatique a été surévaluée et les systèmes d'alimentation et de refroidis- sement ont été conçus pour une charge trop importante.

  APC by Schneider Electric Livre blanc 126 Révisio n 1       4  

Ressources APC Livre blanc 113 Modélisation du rendement électrique des datacenters

Une architecture optimisée pour datacenters

Architecture améliorée pour datacenters à haut rendement et haute densité   •   La charge informatique est déployée progressivement, mais les systèmes d'alimentation et de refroidissement ont été conçus pour une charge future plus importante. •   Le système de refroidissement est de mauvaise qualité et nécessite un surdimension- nement du matériel de refroidissement pour refroidir correctement la charge informati- que.   S'il semble évident qu'installer du matériel d'alimentation et de refroidissement en surnombre est un gaspillage en termes d'investissement, il est souvent moins facile de comprendre l'impact de ce surdimensionnement sur le rendement énergétique de l'ensemble du système avec les pertes qu'il occasionne.   Ces pertes s'expliquent principalement par le fait que le rendement de nombreux dispositifs d'alimentation et de refroidissement chute sensiblement lorsqu'ils fonctionnent à des charges réduites. Si certains équipements électriques comme les câbles sont plus efficaces à charges réduites, la plupart du matériel comme les ventilateurs, les pompes, les transformateurs et les inverseurs accusent une baisse de rendement lorsqu'ils fonctionnent à faibles charges (en raison de « pertes fixes » qui persistent même lorsque la charge informatique est nulle). Cette baisse est rarement mentionnée sur les fiches techniques des fabricants, qui font généralement état du rendement à une charge optimale (habituellement élevée).   Pour obtenir une explication technique détaillée sur la quantification des effets du surdimen- sionnement sur la consommation d'énergie, consultez le livre blanc 113 d'APC, Modélisation du rendement électrique des datacenters.     5. Inefficacité due à la configuration La configuration physique du matériel informatique peut avoir un impact considérable sur la consommation d'énergie du système de refroidissement. Une configuration de mauvaise qualité oblige le système de refroidissement à déplacer plus d'air et à générer un air plus froid que l'équipement informatique ne le nécessite réellement. En outre, certaines configura- tions physiques sont susceptibles d'entraîner un conflit entre différentes unités de refroidis- sement, l'une s'appliquant à déshumidifier, tandis que l'autre humidifie : une situation qu'on a généralement du mal à diagnostiquer et qui entraîne une baisse de rendement considérable. La tendance actuelle qui consiste à accroître la densité de puissance dans les datacenters existants ou nouveaux contribue à amplifier ces inefficacités de manière significative. Ces problèmes de configuration sont présents dans presque tous les datacenters en fonctionne- ment et entraînent un gaspillage de l'énergie. Ainsi, une architecture qui optimise systémati- quement la configuration physique peut permettre de réduire la consommation d'énergie de manière radicale.       La section précédente décrit les cinq causes principales de l'inefficacité des datacenters. Une étude de ces causes montre qu'elles sont corrélées. Ainsi, dans une approche d'optimisation, il convient d'adopter une démarche globale plutôt que de traiter chaque problème individuel- lement. Un examen attentif des causes de perte électrique (inefficacité) montre que le rendement des datacenters peut être considérablement amélioré en développant un système intégré qui respecte les principes suivants :   •   Le matériel d'alimentation et de refroidissement non nécessaire ne doit pas être mis en service. •   Le surdimensionnement doit être réduit chaque fois que possible pour permettre au matériel de fonctionner au point le plus haut de sa courbe de rendement. •   Le matériel d'alimentation, de refroidissement et d'éclairage doit tirer profit des derniè- res technologies afin de limiter la consommation d'énergie.

  APC by Schneider Electric Livre blanc 126 Révisio n 1       5  

Figure 3 Système de datacenter intégré à rendement élevé  

Architecture améliorée pour datacenters à haut rendement et haute densité   •   Les sous-systèmes utilisés en dessous de leur capacité (pour assurer une redondance) doivent être optimisés pour fonctionner proportionnellement à la charge qu'ils auront à supporter 1   •   Des outils de gestion de la capacité doivent être utilisés pour minimiser la « capacité inutilisée » au sein du datacenter et permettre l'installation d'un maximum d'équipe- ments informatiques dans le cadre de l'enveloppe brute destinée à l'alimentation et au refroidissement, afin de pousser le système au plus haut point de sa courbe de rende- ment. •   Une configuration physique intégrée optimisée doit être inhérente au système lui-même et non dépendre des caractéristiques de la pièce où elle est située. Par exemple, un système de refroidissement par rangée doit être intégré aux racks qui contiennent le matériel informatique, indépendamment du système de refroidissement de la pièce. •   Le système doit être en mesure d'identifier et de signaler les situations qui génèrent une   consommation excessive d'électricité, afin de pouvoir rapidement les corriger. •   Le système doit comprendre des outils et règles d'installation et de fonctionnement qui maximisent le rendement opérationnel et minimise ou élimine la possibilité de mettre en place une configuration ou une installation non optimisée.   La Figure 3 représente un système de datacenter intégré qui fonctionne selon les principes énoncés ci-dessus.  

Doté d'un affichage local et relié au s stème d'administration centra

                La Figure 3 présente un système où la consommation électrique est réduite de 40 % par rapport à un système traditionnel. Les réductions de perte connexes sont détaillées dans la Figure 4 .                                                           1 Pour plus dinformations sur la capacité inutilisée, reportez-vous au Livre blanc 150 dAPC Gestion de la capacité d'alimentation et de refroidissement des datacenters     APC by Schneider Electric Livre blanc 126 Révisio n 1       6  

Architecture améliorée pour datacenters à haut rendement et haute densité   Figure 4   Gains liés à l'architecture amélioré   e ré artis ar sous-s stèmes du datacenter Charge informatique Appareils auxiliaires Éclairage Humidificateu Refroidisseu Pompes Évacuation de chaleur Climatiseu Câbles de distribution Dispositif de commutation Groupe électrogène Bandeau de prises Onduleu

Architecture améliorée   à 50 % de la charge indiquée : DCiE = 67,8 %   Référence classique   à 50 % de la charge indiquée : DCiE = 39,8 %  

0 $ 200 000 $ 400 000 $ 600 000 $ 800 000 $ 1 000 000 $ Coût d'électricité annuel à 0,10 $/kWh   Les gains de rentabilité du système amélioré se traduisent par une réduction spectaculaire des coûts d'électricité. Une charge informatique de 1 MW avec un coût électrique de 0,10 $ par kW-hr permettrait d'économiser environ 9 000 000 $ en électricité sur une période de 10 ans.   Les améliorations ci-dessus concernent un datacenter qui présente la configuration suivante : •   Capacité prévue de 2 MW •   Charge informatique réelle de 1 MW •   Infrastructure d'alimentation et de refroidissement pour 2 MW installée et en ligne •   Système d'alimentation à deux circuits, de l'entrée de service aux charges •   Systèmes de traitement de l'air N+1 •   Système à eau réfrigérée avec tour de refroidissement   Densité moyenne de puissance par rack de 7 kW • •   Agencement des racks informatiques en allées chaudes et froides •   Courbes de rendement de tous les appareils établies à partir des données réelles du fabriquant   La consommation d'énergie et les gains potentiels sont liés à ces hypothèses. En éliminant par exemple la redondance du système d'alimentation à deux circuits ou les systèmes de traitement de l'air N+1, on assisterait à une hausse du rendement et à une baisse relative des gains. Plus loin dans ce document, nous examinons plus en détail ces gains et les hypothèses qui les étayent.   Si le gain de rendement est exprimé en termes de rendement de l'infrastructure du datacen- ter (DCiE), le datacenter classique décrit ci-dessus, fonctionnant à 50 % de la charge informatique prévue, aurait un DCiE de 39,8 % et l'architecture améliorée aurait un DCiE de 67,8 % dans les mêmes conditions.     APC by Schneider Electric Livre blanc 126 Révisio n 1       7  

Comparaison avec les ap- proches conven- tionnelles

ÉLÉMENTS DE CONSTRUCTION de la nouvelle architecture Technologie pour la mise en œuvre des principes de conception  

Architecture améliorée pour datacenters à haut rendement et haute densité       La réduction des pertes d'électricité (rendement accru) décrite dans la section précédente est spectaculaire. Plus haut dans ce document, nous avons identifié cinq causes principales à l'origine de l'inefficacité des configurations traditionnelles. Comment l'architecture proposée parvient-elle à engendrer des gains de rentabilité aussi remarquables ? Quels sont les nouveaux concepts, technologies et techniques utilisés ? Ces gains concernent quelles données ? Pour répondre à ces questions, nous allons examiner de plus près les cinq éléments qui, combinés, permettent d'améliorer la nouvelle architecture:   •   Capacité d'alimentation et de refroidissement modulable, pour éviter le surdimen- sionnement •   Système de refroidissement par rangée pour améliorer le rendement du refroidis- sement •   Onduleur à haut rendement pour améliorer le rendement de l'alimentation •   Pompes et refroidisseurs à vitesse variable, pour améliorer le rendement de l'ali- mentation lors d'un fonctionnement à charge partielle ou durant les journées fraî- ches •   Outils de gestion de la capacité pour améliorer l'utilisation de la capacité de puis- sance, de refroidissement et des racks •   Outils d'agencement de la salle, pour optimiser l'agencement de la pièce pour un refroidissement plus efficace     Si certains de ces éléments peuvent être implémentés seuls, il est important de comprendre que les gains les plus significatifs proviennent de leur intégration à une architecture globale. La technique de refroidissement par rangée présente par exemple un niveau de rendement beaucoup plus élevé que le système de climatisation conventionnel de l'ensemble de la pièce, mais c'est aussi elle qui permet d'implémenter des outils d'agencement de la pièce, des outils de gestion de la capacité et un système de refroidissement modulable, à des coûts limités.   L'architecture décrite dans ce document peut être mise en uvre dans n'importe quel datacenter, quel que soit son emplacement géographique. Dans certains lieux, il est aussi possible de profiter de la fraîcheur des températures extérieures pour améliorer le rendement du système de refroidissement à l'aide des techniques de « refroidissement avec économi- seur » ou de « refroidissement gratuit ». Ces approches contribuent généralement à augmen- ter le coût initial du datacenter et le délai de recouvrement dépendra de la température extérieure et des conditions d'humidité. Les technologies de « refroidissement gratuit » complètent les approches décrites dans ce document, en tirant profit de la fraîcheur de l'air extérieur pour réduire la puissance électrique consacrée au refroidissement et ainsi augmen- ter le rendement du datacenter. Ce document ne tient pas compte du refroidissement gratuit dans le calcul des économies réalisées.   Les sections suivantes montrent la part que chacun des cinq éléments décrits ci-dessus occupent dans l'amélioration du rendement.     Capacité d'alimentation et de refroidissement modulable –> Évite le surdimensionnement Le rendement de tous les datacenters varie en fonction de la charge informatique. Lorsque les charges informatiques sont faibles, le rendement baisse invariablement, jusqu'à atteindre zéro lorsque la charge informatique est inexistante. La courbe suivante s'applique avec constance à tous les datacenters. La figure 5 représente un exemple.       APC by Schneider Electric Livre blanc 126 Révisio n 1       8  

ticerAhc amétureée plior ruoatadtnec srehaà  rutdeenntmee  tahtu eedsntié        

    Lorsque la charge informatique est bien en dessous de la valeur pour laquelle le datacenter a été conçu, le rendement décroît et le datacenter est considéré comme surdimensionné par rapport à la charge informatique. De nombreux datacenters fonctionnent dans ces conditions, parfois depuis des années, la plupart du temps parce qu'ils ont été conçus pour une charge informatique hypothétique qui n'a pas encore été atteinte.   Le Livre blanc 113 d'APC, Modélisation du rendement électrique des datacenters explique en détail pourquoi la rentabilité d'un datacenter chute lorsqu'il fonctionne à charge faible. On peut comparer ce phénomène à celui d'une voiture qui ne fait pas d'économies d'essence si elle possède un grand moteur qui fonctionne en dessous de sa puissance.   Pour résoudre ce problème de baisse de rendement dû à un surdimensionnement, le matériel d'alimentation et de refroidissement peut être développé progressivement pour s'adapter à la charge informatique. La courbe supérieure de la Figure 5 montre le résultat d'un déploiement en cinq phases successives du matériel d'alimentation et de refroidissement. À charge complète, le système d'alimentation et de refroidissement ne présente pas d'avantages en termes de rendement, mais à charges inférieures, le rendement s'accroît de manière significative. À 20 % de la charge, 1/5 du système d'alimentation et de refroidissement déployé fonctionne à plein rendement. Comme l'illustre la Figure 5, ce principe n'est applica- ble que partiellement parce que certaines infrastructures de refroidissement, telles que les pompes réfrigérantes peuvent difficilement être déployées en phases.   De nombreux datacenters fonctionnent en dessous de la charge informatique pour laquelle ils ont été conçus, en particulier les datacenters de petites tailles ou ceux qui sont au début de leur cycle de vie. L'utilisation de solutions d'alimentation et de refroidissement modulables peut permettre dans ces cas d'améliorer le rendement et de différer les coûts d'investisse- ments et d'exploitation. En outre, certaines décisions, comme la densité de puissance nécessaire à une zone future du datacenter, peuvent être différées jusqu'au déploiement effectif du matériel informatique.       APC by Schneider Electric Livre blanc 126 Révisio n 1       9  

Ressources APC Livre blanc 113 Modélisation du rendement électrique des datacenters

Figure 5 Rendement d'un datacenter en fonction de la charge informati- que : comparaison de configurations modulaires et non modulaires  

Installé en Installé en Installé en Installé en phase 2 phase 3 phase 4 phase 5

      La Figure 7 illustre les bénéfices en termes de rendement d'une architecture par rangée, par rapport au système de refroidissement traditionnel d'une salle informatique.  

Figure 6 Refroidissement par rangée avec trajectoires d'air plus courtes  

 tnemessgnar rap e  dmetè dioifrre sa eedb s sy'dnu'agete lent ncem ée.      medeen rlee ivatcifingis erèinam de orerméli à aeutnrtbic noefst pr6 enésig Fe urecèiaL . ed p alissement   refroid tsmè eedtnd  uys ourcla s n'ae etl  ep sa sedetpm nf ielriqutimaor ac  tse e  à érutps frais. Mis bou t à obtu ,ec sfe e  slaméerng l ària'bma tnaiulp  uortE  ntn.esnat ystèun s vec e, aetalitnev sed eicoe sstevià s ur hcua dvé ,'lia r le matéacué pariorfssidd emer erar éengenempat  eu,st - qi roami fnrges cha les par grené'd segallipas ges lnttavi é  eavirba àivetsslateurs es ventiqer esiutiv esset enlaà  tlernou  desoinsrges chaemtnqieub sea xunaonirnv  Ls.te n-amrofni e seuqit s des débits d'asid sev raaiitno da'aerptut aatomq  ri p iuevues tn Ce. éeistraî   m ux cca esirtîam ettn coet upermrue rpcéul selp tnôr  eudd't ir'aha cte d al  riaiorftion d'adistributêerm eirip ue t iudér nEsel tnasctjera tdes reoi ri ,l   a'mitinol s mée lees dlang am eiréti lerofntimae,qulu pt tôuqà'l  aépirhpréie de la pièce.  égna d  sed sèr seioatprn imclisatcarel  ats e àlpée consipar rang tnemessidiorferu  dpeciinpre    L emtnsiesordir fet duemenrend le    ée   –>élAmreio mess tne rapgnartème de refroidi  n   1     01     S   sy     26 1ioisév RviL     cnalb er                                                                hnScdeeiPC   Ay  b  ci    lE rrtce t etemenrendaut ét    neisetd h uaurpoe réioélame h à sretnecatad Architectur

Figure 7 Courbes de rendement de systèmes de refroidisse- ment d'une salle informa- tique comparant un système de refroidisse- ment par rangée et un système traditionnel

   

Architecture améliorée pour datacenters à haut rendement et haute densité

      Les courbes représentent le rendement du refroidissement qui correspond à l'air froid en sortie (chaleur traitée) divisée par l'entrée (chaleur traitée + consommation électrique). Nous pouvons ainsi examiner les performances de refroidissement de la salle informatique à l'aide de l'échelle de rendement classique de 0-100 %. Idéalement, le système de climatisation a un rendement de 100 % ; la courbe ci-dessus indique qu'un système de climatisation classique a un rendement de 80 % à 70 % de la charge informatique. Cela signifie que 20 % de la puissance d'entrée sont consacrés aux systèmes de ventilation et d'humidification. Par opposition, le système de climatisation par rangée montre un rendement de 95 % à 70 % de la charge informatique. Cela signifie que seuls 5 % de la puissance d'entrée sont consacrés aux systèmes de ventilation et d'humidification. Cela représente un facteur quatre de réduction des pertes.   Le graphique ci-dessus suppose une architecture à air réfrigéré de niveau 4 avec un faux- plancher d'environ 90 centimètres et une puissance moyenne de 10 kW par rack. Ces données ne s'appliquent qu'à l'unité de climatisation de la salle informatique et ne concernent pas le refroidisseur, les pompes et la tour de refroidissement. Ces dispositifs peuvent être étudiés séparément ou combinés à l'unité de climatisation de la salle informatique pour envisager le rendement du système de refroidissement du datacenter au niveau global. Notez que le refroidisseur et la tour de refroidissement consomment de l'énergie et qu'ils réduisent le rendement du système de refroidissement global à des valeurs inférieures à celles présentées sur la figure.    

                                                  2 Le rendement des systèmes de refroidissement dune salle informatique est généralement exprimé à laide dautres unités, telles que le « coefficient de performance » ou « le nombre de watts de charge informatique refroidis par watt électrique ». Ces unités sont toutefois très difficiles à relier à lexpérience quotidienne et ne sexpriment pas sous la forme 0-100% habituellement utilisée pour mesurer le rendement dautres types de matériel. Toutes les méthodes sont toutefois mathématique- ment liées et donnent les mêmes informations.   APC by Schneider Electric Livre blanc 126 Révisio n 1       11