domingo, 9 de diciembre de 2018

Métricas para optimizar cooling en el Datacenter

En las discusiones de optimización de un Datacenter, cooling es una de las primeras variables que se identifican pues el manejo y mejora del flujo de aire son esenciales. Tener la posibilidad por ejemplo de realizar ajustes a las unidades de cooling o reducir los hotspot permiten bajar costos operativos, aplazar el CapEx o extender el ciclo de vida de un equipamiento

En términos de optimización, lo que tratamos de evitar siempre es el bypass que es cualquier área abierta donde el aire proveniente de un piso elevado no contribuye al cooling. El Bypass Airflow es el ratio de flujo volumétrico que no pasa por los servidores o dispositivos y es común utilizar 4 métricas fundamentales


IT Intake Air Temperature

Esta es una de las métricas mas importantes en la industria y particularmente en los pisos elevados. El objetivo es identificar que la temperatura en cada uno de los dispositivos en el Datacenter/colo/gabinete sea lo mas parejo posible y lograr tener una variación de < -15°C entre lo mas frío y lo mas caliente de cada pasillo frío. También es posible usando el valor mas alto con 26°C (dependiendo de los SLAs obviamente). Hay Datacenters que incluso operan con temperaturas superiores a 26°C para aprovechar mas horas de free cooling.

Cabinet / Rack Open Area


Utilizar blanking panels es una mejor practica en la industria y que permite cerrar areas en las cuales se pueda generar una mezcla de aire frio/caliente, sin embargo no siempre lo hacemos por completo y quedan áreas abiertas como el espacio entre los rieles de montaje. Reducir las areas abiertas es importantes ya que de lo contrario el IT Intake Temperature aumentara

Raised Floor Bypass Open Area


Un open area es cualquier área abierta en el piso elevado donde el flujo de aire pueda escapar sin estar soportando el enfriamiento de algún equipamiento. Los lugares mas comunes son:
  • Aberturas de cables sin sellar 
  • Palmetas perforadas en el pasillo caliente u otras áreas abiertas
  • Aberturas en la distribución de energía (falta de coolboots por ejemplo)
El objetivo es tener siempre <10% del área. Estos espacios generan un bypass del flujo de aire si se encuentra por ejemplo en un pasillo caliente.

Delta Ts (ΔT )


ΔT es el cambio en la temperatura, y las metricas mas comunes son:

ΔT a través del equipamiento IT que sin importar el manejo del flujo de aire en el colo, la temperatura del flujo de aire del equipamiento va a ser constante para cualquier carga dada. Cada kilowatt consumido por un equipo se transformara a kW de calor agregado al flujo de aire frío a través del equipamiento IT y existe una relación fija entre el flujo de aire, la temperatura diferencial y el calor (energia)

Ecuación de Transferencia de Calor

CFM = (3.16 x W) / ΔT

  • CFM = cubic feet per minute, flujo de aire a través del servidor
  • 3.16 = es el factor de densidad del aire al nivel del mar en relación a F°
  • ΔT = aumento de temperatura del aire a través de los servidores en  F°

Por otro lado también esta el ΔT a través de las unidades de cooling. Idealmente este ΔT debe ser igual al ΔT a través del equipamiento TI, pues entonces el flujo volumétrico (CFM) de aire puede ser igual al ratio de flujo del equipamiento TI. Como dato, las unidades de enfriamiento con chilled water tienen un rango mucho mas amplio de ΔT

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