Что мешает операторам китайских ЦОД использовать фрикулинг для охлаждения серверов?

В последнее время Китай все чаще упоминается в заголовках новостей, посвященных регионам с наиболее высоким уровнем загрязнения воздуха. При этом грязный воздух выступает серьезной проблемой не только для системы здравоохранения Поднебесной, но и для местной индустрии ЦОД.

Как известно, нагнетание внутрь серверной фермы наружного воздуха для целей охлаждения вычислительного оборудования является одним из самых эффективных способов повышения энергоэффективности ЦОД. Фрикулинг позволяет реже использовать энергозатратные механические системы охлаждения и снижает общий углеродный след дата-центра.

Тем не менее, высокая концентрация загрязняющих веществ в атмосфере делает применение данной технологии проблематичным ввиду необходимости использования фильтров повышенной эффективности и частой замены расходных материалов для них.

Негативное влияние загрязнения воздуха на надежность инфраструктуры ЦОД уже смогли в полной мере оценить операторы китайских дата-центров, принадлежащих поисковому гиганту Baidu. Представители компании озвучили доклад на эту тему в ходе недавней конференции DCD Internet 2015, проходившей в Сан-Франциско, штат Калифорния (США).

Пекинский смог

Исследования показывают, что наиболее высокая концентрация загрязняющих веществ в атмосфере характерна для восточной части Китая. К сожалению, именно в этом регионе расположено большинство дата-центров Baidu.

При этом во время принятия решения по поводу возведения ЦОД в восточной части Китая специалистов поискового гиганта качество воздуха интересовало в последнюю очередь. Гораздо более важными для них были преимущества с точки зрения близости развитой телекоммуникационной и энергетической инфраструктуры, а также наличие в восточно-китайских мегаполисах достаточного количества квалифицированных специалистов.

В распоряжении Baidu имеется сразу три дата-центра в Пекине, где уровень смога бьет все рекорды и является, а также еще одна серверная ферма в провинции Шаньси к западу от столицы Поднебесной.

Перечень загрязняющих веществ, от высокой концентрации которых страдают как рядовые китайцы, так и операторы ЦОД, включает среди прочего диоксид серы, оксид азота и твердые частицы диаметром ниже 2,5 мкм (PM 2.5). Эти вещества попадают в воздух вместе с выхлопными газами автомобилей и продуктами сгорания, покидающими угольные электростанций, а также оказываются в атмосфере в результате пожаров.

При оценке качества воздуха с точки зрения концентрации PM 2.5 эксперты отталкиваются от рекомендуемого Всемирной Организацией Здравоохранения (ВОЗ) уровня: не выше 20 микрограмм на квадратный метр. В случае Пекина этот показатель может превышать 700 микрограмм на квадратный метр.

Китайское правительство недавно сообщило о значительном улучшении качества воздуха в Пекине, что было обусловлено ужесточением экологической политики в прошлом году. Но проблемы сохраняются, усложняя работу операторов ЦОД. Эксперты отмечают, что из-за пекинского смога загрязняющие вещества активно накапливаются в системах кондиционирования воздуха дата-центров, снижая их КПД. При этом воздействие таких веществ также значительно увеличивает скорость коррозии электроники.

Загрязнение воздуха как драйвер инноваций в сегменте охлаждения ЦОД

Чтобы избавить себя от данной проблемы инженеры Baidu решили интегрировать продвинутый механизм очистки воздуха в систему фрикулинга. Они пришли к выводу, что в данном случае наиболее эффективен подход, предполагающий распыления жидкости (воды или специального реагента со сложным химическим составом). Тем не менее, в последующем необходимо трать много энергии на осушение воздушных масс.

Китайские инженеры также реализовали систему косвенного фрикулинга, совмещенную с высокоэффективной системой изоляции воздуховодов. Этот механизм автоматически регулирует холодопроизводительность на основе температурных данных с серверов и информации по плотности размещения IT-оборудования в монтажных стойках.