Один из крупнейших китайских интернет-провайдеров Tencent инвестировал значительные средства в исследования и разработку ряда новых технологий, включая высоковольтные линии электропередачи постоянного тока (HVDC) и микромодульные дата-центры. Старший инженер по проектированию и строительству дата-центров китайской компании Ли Дианлин рассказал о переориентации бизнеса Tencent на инновации во время своего выступления на недавней конференции DCD Converged Shenzhen Conference 2014, которая состоялась в Шэньчжэне (Китай).

Микромодульный дата-центр от Tencent

Инженеры Tencent создали сразу несколько прототипов микромодульного ЦОД. После многочисленных испытаний и проверок, они, наконец, представили «финальную версию», которая с недавнего времени применяется в дата-центрах компании.

Согласно определению Tenent, микромодульный дата-центр является вычислительной платформой, состоящей из нескольких стоек с IT-оборудованием, а также модулей охлаждения, электропитания, кабелей и системы мониторинга.

«Наш ЦОД как воробей. Он небольшой, но имеет все пять важнейших внутренних органов (сердце, печень, селезенку, легкие и почки),» говорит Ли. «Если мы будем рассматривать серверы в качестве стандартных кирпичей, а монтажные стойки назовем кухней, балконом или в ванной комнатой, то микромодульный ЦОД будет представлять собой небольшую квартиру. Мы можем реплицировать и агрегировать микромодули для комплектации оборудованием одного-единственного крупного дата-центра и даже всего кампуса ЦОД».

Микромодульные дата-центры Tencent основываются на инновационных системах охлаждения и решениях для распределения электроэнергии. В них не используются система оптимизации температурного режима серверов на базе фальшпола, которая весьма популярна в стандартных дата-центрах. Вместо этого китайские инженеры применили внутрирядные системы охлаждение и технологию изоляции воздуховодов (в данном случае «холодных» коридоров) для уменьшения энергопотребления и стоимости системы охлаждения ЦОД.

Что касается электропитания, Ли сказал, что в большинстве дата-центров Tencent традиционные системы источников бесперебойного питания (ИБП) попросту не используются. Вместо этого китайцы используют следующую модель организации электроснабжения ЦОД: HVDC (50%) + обычная электросеть (50%).

«Внедрение новой модели электропитания, основывающейся целиком и полностью на высоковольтных линиях электропередачи постоянного тока, позволит нам приблизить КПД системы распределения электроэнергии дата-центра к заветным 100%. Все потому, что в данном случае потери от многократных преобразований постоянного тока в переменный сводятся к минимуму. С помощью энергосберегающего «режима сна» (Sleep Mode) эффективность системы HVDC может достигать 94% и более. Это весьма перспективный вариант, но в настоящее время мы остановились на гибридной модели, совмещающей обычную электросеть и HVDC для повышения надежности ЦОД. Центральная электросеть в данном случае используется в качестве основного источника электропитания, а HVDC – в качестве резервного», заявил Ли.

Проект Pingshan

В качестве примера успешного применения этой концепции Ли привел дата-центр Tencent в городе Пиншань. Здесь концепция микромодульных ЦОД была использована для быстрого развертывания вычислительных мощностей и обеспечения высокого уровня энергоэффективности. Дата-центр в Пиншане был построен специалистами шэньчжэньской дочерней компании China Unicom по заказу Tencent. На сегодняшний день это самый мощный и крупный ЦОД на базе микромодульной концепции из всех, что был созданы компанией Tencent и ее партнерами.

Основным подрядчиком в рамках этого проекта была компания ZTE Communications. Компания Tencent принимала участие в строительстве дата-центр в качестве партнера и поставщика соответствующих технологических решений, созданных согласно сформулированным ранее стандартам и правилам.

По словам Ли, в ходе работы над первой очередью ЦОД было развернуто 20 микромодулей, в ходе второй очереди – еще 40. В итоге в дата-центре было размещено в общей сложности более 1200 монтажных стоек. Весь проект занял всего четыре месяца. На завершение второго этапа потребовалось 45 дней. Это время было необходимо, чтобы установить, протестировать и ввести в эксплуатацию 40 микромодулей. Подобные результаты демонстрируют преимущества микромодульных дата-центров в области простоты репликации и быстрого развертывания.

Топ-менеджер отметил, что в пиншаньском дата-центре используются две различных модели микромодульных дата-центров. Одна состоит из 12 стоек, другая – из 18. Микромодули, состоящие из 12 стоек, были размещены в участках машзалов, которые изобилуют несущими колоннами, а микромодули, состоящие из 18 стоек, были размещены на открытых участках машзалов. Этот метод позволяет максимально эффективно и гибко использовать доступное пространство внутри машзала ЦОД.

Блоки с электроэнергетическим оборудованием и внутрирядные кондиционеры, размещаемые в пределах микромодулей, также можно гибко настраивать в соответствии с мощностью IT-оборудования внутри монтажных соек. В настоящее время микромодули поддерживают возможность размещения в одной стойке IT-оборудования общей мощностью в 12 кВт (макс).

Заслуживает внимания и тот факт, что провинция Гуандун, где расположен пиншаньский дата-центр, характеризуется субтропическим климатом, для которого характерны высокая температура и влажность. Но, воспользовавшись различными передовыми технологиями, включая гибридный механизм электроснабжения на базе связки HVDC и обычной электросети, а также систему внутрирядного охлаждения и «холодные» коридоры, китайские инженеры смогли достичь довольного низкого коэффициента эффективности использования энергии (Power Usage Effectiveness; PUE). Результаты испытаний показывают, что при текущей загрузке (около 30%) дата-центр в Пиншане может достичь PUE около 1.5 единиц. Специалисты уверены, что при увеличении нагрузки и повышении рабочей температуры серверов им удастся понизить PUE, как минимум, до 1.4 единицы.

На волне нового тренда

Микромодульные дата-центры находят все более широкое применение, как в Китае, так и за его пределами. Крупные международные интернет-гиганты, включая Google, Facebook и Yahoo, используют микромодульные технологии для создания своих собственных дата-центров. Не отстают от них и китайские IT-вендоры, включая Huawei, ZTE Communications, Inspur и C-Cube. Все эти компании уже выпустили в продажу свои собственные микромодульные дата-центры.

Ли полагает, что будущее сегмента микромодульных ЦОД будет завесить от стандартов и правил, которые вырабатываются в настоящее время. Он также полагает, что активное применение этой технологии при строительстве ЦОД Tencent в Северном Китае в конечном итоге должно заставить компанию добавить в своим микромодульные дата-центры механизмы естественного воздушного охлаждения (фрикулинг), а также экономайзеры на стороне холодной воды и воздуха, что позволит достичь еще большей энергоэффективности.