Успехи Tesla Motors вдохновили Facebook на улучшение монтажных стоек

19 ноября 2014

Успехи Tesla Motors вдохновили Facebook Вице-президент социальной сети Facebook по аппаратному обеспечению для ЦОД Мэтт Кордри очень признателен автопроизводителю Tesla Motors. Не потому, что он ездит на электромобиле (на самом деле у Кордри авто с ДВС другой марки), а потому, что популярность электрокаров может помочь Facebook добиться дальнейшего снижения стоимости эксплуатацию инфраструктуры дата-центров.

Кордри часто работает в лаборатории Facebook в Менло-Парке, штат Калифорния (США), специалисты которой трудятся над передовыми серверами, системами хранения данных и другим оборудованием, работающим благодаря электроэнергии. Соцсеть делится результатами этих проектов с внешним миром через открытую базу знаний Open Compute Project Foundation, сформированную в рамках инициированного Facebook проекта Open Compute Project (OCP). И одной из наиболее интересных для инженеров соцсети технологией в настоящее время являются литий-ионные аккумуляторы.

Инженеры Facebook только что начали тестирование литий-ионных батарей, выступающих в качестве резервного источника питания для оборудования внутри монтажные стоек. Соцсеть планирует начать широкомасштабное развертывание этой технологии в своих ЦОД уже в следующем году. Кордри говорит, что до последнего времени литий-ионные батареи были слишком дорогими, но начало массового использования подобных химических источников электроэнергии в электрических автомобилях изменило экономическую составляющую процесса производства рассматриваемых АКБ. Сейчас их серийное производство является более экономически эффективным, чем сборка громоздких и менее безопасных свинцово-кислотных аккумуляторов, широко используемых в современных дата-центрах.

Переломным моментом стало появление доступных полных электромобилей. Эти машины, в отличие от гибридов (в меньшей степени полагаются на аккумуляторы), попросту не способны работать без электричества. По словам Кордри, рост спроса на продукты Tesla Motors, а также модели электрокаров Nissan Leaf и Chevrolet Volt изменил аккумуляторную промышленность. Все потому, что при производстве таких машин дешевле и проще использовать литий-ионные, а не свинцово-кислотные аккумуляторы. В ответ на рост спроса со стороны автопроизводителей вендоры, специализирующиеся на АКБ, начали переводить свои производственные мощности на литий-ионные аккумуляторы. Это, в конечном итоге, обернулось удешевлением источников бесперебойного питания (ИБП) на базе подобных батарей для дата-центров.

Успехи Tesla Motors вдохновили Facebook

Вице-президент социальной сети по аппаратному обеспечению для ЦОД Мэтт Кордри внутри лаборатории компании Facebook демонстрирует плоды работы своей команды

Система ИБП является важной частью вспомогательного оборудования ЦОД. Если в запитывающей дата-центр центральной электросети происходит сбой, система ИБП сразу же активируется и начинает поддерживать работоспособность IT-оборудования. Заряда аккумуляторов, как правило, хватает на несколько минут, которые требуются для запуска дизельных электрогенераторов (ДГУ).

Успехи Tesla Motors вдохновили Facebook

Литий-ионная аккумуляторная батарея (сверху) проходит испытания в инженерной лаборатории Facebook

Свинцово-кислотные аккумуляторы – вроде тех, что которые используются для запуска обычных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания, — по-прежнему опережают литий-ионные с точки зрения соотношения стоимости к единице емкости. Тем не менее, как отметил Кордри, дополнительное оборудование, необходимое для подзарядки свинцово-кислотных аккумуляторов, и регулярное техническое обслуживание, в котором они нуждаются, делают подобные продукты в целом более дорогостоящими.

Они также занимают много места, что немаловажно для операторов ЦОД. Отметим, что ранее инженеры Facebook успешно разработали собственную систему резервного электропитания на базе свинцово-кислотных аккумуляторов, но она оказалась крайне громоздкой и неуклюжей, занимая отдельный монтажный шкаф высотой в 2.1 метра (7 футов). Такой системы ИБП хватает для обслуживания только шести монтажных стоек с серверами (при средней плотности размещения IT-оборудования в стойках). Facebook использует тысячи таких шкафов для обеспечения необходимого уровня надежности IT-инфраструктуры внутри своих серверных ферм по всему миру.

Успехи Tesla Motors вдохновили Facebook

Мэтт Кордри стоит рядом с одним из монтажных шкафов со свинцово-кислотными бартерами, которые в настоящее время используются для резервного электропитания серверных систем Facebook по всему миру

Около года назад инженеры социальной сети начали задумываться о разработке литий-ионных источников бесперебойного питания с высокой плотностью размещения комплектующих, заточенных под установку непосредственно в монтажных стойках. Это позволило бы полностью устранить необходимость в отдельных шкафах с аккумуляторами. Батареи аккумуляторных элементов, которые решили использовать инженеры соцсети, почти такие же, как те, которые можно обнаружить внутри электрических автомобилей премиум-класса от Tesla Motors. Разница лишь в том, что используемые Facebook батареи способны расстаться со своим зарядом всего за 90 секунд – этого времени достаточно для запуска дизель-генераторов.

«Если бы специалисты Tesla Motors создали драгстер, а не автомобиль, который должен проезжать 500 километров на одном заряде, они бы использовали именно такие батареи «, говорит Кордри.

Литий-ионные аккумуляторы имеют и другие преимущества применительно к ЦОД. Инженеры соцсети используют по одному ИБП на базе таких батарей из расчета на каждые полстойки с серверами, так что если один источник бесперебойного питания откажет, есть возможность изолировать проблему в рамках одной относительно небольшой группы серверов и быстро ее решить. Напомним, что в стандартных дата-центрах высокой мощности используется иной подход. Там один ИБП может поддерживать сотни монтажных стоек с IT-оборудованием. Если подобный ИБП откажет, операторы ЦОД разом лишатся всех «линий обороны».

Успехи Tesla Motors вдохновили Facebook

Инженер Facebook демонстрирует литий-ионный аккумуляторный элемент, используемый в новом стоечном ИБП

Размещение аккумуляторных батарей в непосредственной близости от серверов также является наиболее энергоэффективным вариантом, потому что электрический ток в подобной ситуации не проходит через избыточные преобразования, как в ситуации с внешним ИБП. Эксперты Facebook также ожидают, что литий-ионные батареи будут иметь немного более длительный срок службы, чем свинцово-кислотные – хотя реальную картину покажет только время. Инженеры соцсети пока только начали пилотное тестирование новых стоечных аккумуляторов в своих дата-центрах. В течение ближайших недель эти ИБП будут обслуживать «синтетическую IT-нагрузку», что позволит убедиться в надежности технологии. Затем начнется тестирование ИБП в связке с серверами, которые обслуживают данные клиентов соцсети.

Успехи Tesla Motors вдохновили Facebook

Инженер Facebook Зох Эбрахимзадех работает над литий-ионным аккумулятором

Кордри отказался делиться точными цифрами по поводу прогнозируемой экономии электроэнергии и затрат в количественном и стоимостном выражении, соответственно (по сравнению свинцово-кислотные аккумуляторами). Но если Facebook взялась за масштабный апгрейд всей своей инфраструктуры, можно с уверенностью предположить, что экономия может быть довольно существенной. Если пилотный проект завершится достаточно хорошо, можно будет ожидать более широкого распространения литий-ионных аккумуляторов в корпоративных и коммерческих дата-центрах по всему миру.

Специалисты Facebook спроектировали новый стоечный ИБП для использования внутри монтажной стойки Open Rack второго поколения, которая создавалась в рамках инициативы Open Compute Project. Инженеры сделали монтаж ИБП в стойку предельно простым, а также предусмотрели все необходимые интерфейсы для подключения серверного оборудования. Напомним, что стойка Open Rack первого поколения была совестима только с большими внешними монтажными шкафами, наполненными свинцово-кислотными аккумуляторами.

Успехи Tesla Motors вдохновили Facebook

Мэтт Кордри внутри инженерной лаборатории Facebook

Как и в случае других проектов, реализуемых в рамках инициативы OCP, целью в данном случае выступает создание более энергоэффективной и гибкой конструкции, чем те, которые предлагаются основными производителями вспомогательного оборудования для ЦОД в настоящее время. Любая сторонняя компания сможет получить доступ к техническим спецификациям стоечных ИБП и заказать их мелкосерийное производство.

Успехи Tesla Motors вдохновили Facebook

Так выглядит актуальная версия стоечной системы ИБП Facebook

Батарея ИБП состоит из шести аккумуляторов, включая два резервных на случай отказа основных. Она способна поддерживать работоспособность IT-нагрузки мощностью в 13.2 кВт. Это намного меньше, чем в случае стандартных ИБП для суперкомпьютеров, которые характеризуются повышенной плотностью размещения комплектующих внутри монтажной стойки, но для Facebook – равно как и большинства других корпоративных клиентов – подобной цифры более чем достаточно.

Всего комментариев: 0

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *