Чем займетесь, когда построите один из самых эффективных центров обработки данных на Земле? Инженеры Microsoft ни на миг не колебались, отвечая на этот вопрос. Практически сразу же после ввода в эксплуатацию сверхэффективного дата-центра в Дублине они начали работу по его улучшению.

Объект ценой в 500 миллионов долларов США был запущен в 2009 году. Он стал один из первых ЦОД, работающих без чиллеров. Тысячи серверов в машзалах площадью 51 тыс. квадратных метров на протяжении практически всего года охлаждаются при помощи свежего наружного воздуха (технология фрикулинга). Это помогает рэдмондовцам экономить большие деньги, стабильно предоставляя услуги десяткам миллионов пользователей в Европе, на Ближнем Востоке и в Африке.

В начале прошлого года Microsoft вложила в объект дополнительные $ 130 млн. В ходе расширения и модернизации дата-центра его вычислительная мощность выросла почти в два раза. Этот шаг позволил специалистам Microsoft реализовать на практике несколько новых улучшений своей конструкции. Доработки позволили более чем в два раза повысить плотность размещения вычислительного оборудования в разрезе каждой серверной стойки, а также минимизировать использование электроэнергии.

Специалистам Microsoft удалось добиться уменьшения коэффициента эффективности энергопотребления (Power Usage Effectiveness; PUE) на объекте с 1.24 до 1.17. Напомним, метрика PUE позволяет сравнить общее энергопотребление объекта с количество энергии, используемой для запитки только IT-оборудования. Средний PUE для корпоративных дата-центров составляет около 1.8.

Улучшения вследствие роста объема полезных данных

Максимизация эффективности новых дата-центров и повышение плотности размещения вычислительного оборудования знаменуют собой следующий виток гонки вооружений в индустрии ЦОД. По словам экспертов, примеру Microsoft вскоре последуют и другие ведущие игроки рынка, стремящиеся увеличить эффективность своих серверных ферм, которые были введены в эксплуатацию во времена памятного строительного бума в данном секторе (с 2007 по 2010 год).

«Все мы движется в направлении постоянного развития и совершенствования», сказал Дэвид Готье, глава Microsoft по проектированию дата-центров, который участвовал в разработке и запуске объекта в Дублине в 2009 году.

Готье отмечает, что улучшения достигаются главным образом за счет непрерывного анализа полезной информации, которая поступает в руки инженеров после начала эксплуатации новых дата-центров. Топ-менеджер Microsoft говорит, что при помощи анализа собранных данных команда специалистов рэдмондовцев доказала возможность более агрессивного использования естественного охлаждения (фрикулинга) в ирландском ЦОД.

«Поначалу мы старались сохранять консервативность, потому что речь шла о новой технологии охлаждения, которую мы практически не использовали раньше», сказал Готье. На первом этапе для обеспечения резервного охлаждения специалисты Microsoft установили небольшое количество модулей DX (Direct eXpansion, прямое расширение). Этот термин описывает систему, построенную по принципу совмещения хладагента и испарительного змеевика. Так вот модули DX в Дублине должны были применяться, если температура поднималась выше 30 градусов по Цельсию. Но климат в Дублине гораздо более мягкий.

По словам представителей софтверного гиганта, в регионе практически круглый год наблюдается идеальная температура и уровень влажности для эксплуатации дата-центров с системами фрикулинга. Поэтому модули DX были демонтированы, что обернулось снижением нагрузки на электросеть. Высвободившееся электричество было использовано для запитки дополнительных серверов в машзалах.

На место модулей DX специалисты Microsoft «на всякий случай» поместили менее энергоемкие дублирующие системы охлаждения. Они пригодились бы в случае установления необычно теплой погоды в регионе, хотя такой сценарий крайне маловероятен. В этих дублирующих системах используется механизм адиабатического охлаждения, принцип действия которого состоит в распылении воды внутри охладительного модуля в виде мельчайших капель, которые испаряются под воздействием тепла, что сопровождается соответствующим понижением температуры воздуха. Системы адиабатического охлаждения воздуха находят применение в чиллерах, сухих градирнях и прочих установках для кондиционирования и охлаждения воздуха.

Но Microsoft решила не останавливаться на достигнутом и при очередной модернизации объекта отказалась от использования адиабатических систем охлаждения. Инженеры мотивировали свое решение тем, что они попросту не требуется при эксплуатации оборудования в Ирландии с ее идеальным «климатом». «В Дублине просто удивительный климат,» резюмировал Готье.

Большая плотность размещения оборудования – прежний углеродный след

В машзалах дата-центра Microsoft теперь используются более мощные и энергоэффективные серверы, чем прежде. Инженеры доработали машзалы, чтобы те вмещали больше серверных шкафов и серверов. Каждый ряд шкафов находится на специальной платформе с системой «горячих» коридоров. Кроме того, сами коридоры стали уже, что позволило освободить больше пространства для серверов в каждом машзале. Эти доработки, наряду с достижениями чипмейкеров в области повышения вычислительной мощности и эффективности процессоров, помогли Microsoft увеличить эффективность своих серверов.

Но это далеко не полный перечень доработок. Список примененных в ходе очередной модернизации объекта усовершенствований включают в себя установку энергосберегающих светодиодных ламп, которые связаны с датчиками движения. С их помощью Microsoft использует меньше электроэнергии для освещения, так как ламы загораются лишь во время присутствия в машзалах сотрудников компании. Кроме того, рэдмондовцы стали применять окрашенные в белый цвет серверные шкафы, что также позволяет сэкономить на счетах за электроэнергию, так как белые поверхности отражают больше света, чем другие, а это снижает потребность в интенсивном искусственном освещении.

Инициатива в области интенсификации экономии энергии рэдмондовцев распространяется и на резервные системы электропитания. Microsoft теперь использует в ирландском ЦОД относительно маломощные источники бесперебойного питания, которые помогают при кратковременных перебоях в подаче электричества от сети. Массив ИБП обеспечивает работоспособность системы на протяжении около 1 минуты. В это время выполняется переключением нагрузки на местные дизельные электрогенераторы. Такой подход позволяет Microsoft отказаться от огромных помещений, которые заполнены исключительно аккумуляторными батареями.

Компания Microsoft не одинока в своих попытках найти лучшее применение для помещений внутри своих ЦОД. Так, совсем недавно специалисты Google «урезали» электромеханическую инфраструктуру своих дата-центров в Даллеса, штат Орегон (США), чтобы изыскать дополнительное место для большего количества более мощных серверов. Объект в Даллесе был построен в 2006 году.