Hoe koel je een datacenter?

De datacenters van tegenwoordig kampen allang niet meer met ruimtegebrek. De voornaamste uitdaging is de ruimte optimaal koelen en zo de factuur voor koeling en stroomverbruik in het algemeen zo laag mogelijk houden. Hieronder vindt u tips van experts.

Nog niet eens zo lang geleden had een datacentermanager slechts één probleem: hoe aan voldoende ruimte te geraken om dat steeds stijgend aantal servers te blijven herbergen? Totdat tien jaar geleden tegelijk twee technologieën opkwamen: virtualisatie enerzijds en bladeservers anderzijds.

Groen
Virtualisatie oogt behoorlijk groen: deze technologie maakte het mogelijk om soms tientallen servers te herleiden tot één of slechts enkele toestellen. Dit leverde uiteraard enorme energiebesparingen op. Eén hard werkende server verbruikt nog altijd minder dan twintig of meer luie broertjes. En bovendien was het ruimteprobleem in één klap opgelost.

Ineens waren de datacenters weer halfvol en mocht de zoektocht naar nieuwe locaties voor jaren gestaakt worden.

Maar de opeenstapeling van gevirtualiseerde servers zorgde tegelijk voor een ongewenst neveneffect: een hard draaiende server produceert wel meer hitte dan een sporadisch werkend exemplaar. En als er zoveel naast en boven elkaar worden gezet, dreigt het datacenter wel minder te verbruiken aan stroom voor de servers, maar wordt de stroomfactuur voor de koeling des te groter. Zeker met de intrede van de bladeservers, waardoor veel meer servers in één rack kunnen worden geplaatst.

Optimale koeling
De zoektocht naar ruimte is daardoor vervangen door een andere zoektocht: die naar optimale koeling van de bestaande ruimte in de datacenters. En bij uitbreiding naar een zo laag mogelijk stroomverbruik, voor koeling en voor de servers zelf.

Hierdoor is ook de manier om colocation en andere datacenterdiensten te verkopen ingrijpend gewijzigd, stelt Samuel De Wever, algemeen directeur en eigenaar van Benesol: “ Vroeger verkochten we rackspace, en kreeg je er power bij, nu verkopen we power en krijg je rackspace erbij.”

De activiteit van de datacenters wordt dus ook berekend op hoeveel stroom er kan worden verkocht, wat momenteel leidt tot onderbenutte datacenters wat de beschikbare ruimte betreft. “De datacenters ogen dan misschien wel leeg, maar ze zijn ‘stroomvol’”, zegt Samuel De Wever hierover.

Benesol is een van de partijen die hard hebben gewerkt om het koelingprobleem onder controle te krijgen. Vorig jaar bouwden ze binnen het KPN-datacenter een omgeving met geoptimaliseerde koelingoplossingen.

Dit houdt onder meer dynamic cooling in: een oplossing die op basis van de hoeveelheid verbruikte stroom berekent hoeveel koeling er nodig is, en die dus continu aanpast aan de activiteit van de servers. Maar ook het gebruik van cold corridors, goed afgesloten gangen waar de koele lucht doorheen stroomt, en het inzetten van koude lucht van buiten het datacenter dragen hiertoe bij.

“Zo besparen we 65% op onze energiefactuur voor het gedeelte koeling", zegt De Wever trots. “En op 100.000 kW per maand zijn dat behoorlijk grote bedragen.”

Zonnepanelen
Ook LCP is volop bezig met de bouw van een nieuw datacenter in Oostkamp, waarin groene IT centraal zal staan. Concreet betekent dit dat ze onder meer gebruikmaken van buitenlucht voor de koeling en van zonnepanelen voor de stroomaanmaak.

Wanneer het officieel wordt geopend, wellicht in september, hoopt LCP te kunnen draaien met een energiefactuur die 50% lager ligt dan het gemiddelde van tegenwoordig voor een dergelijke infrastructuur.

Meten van stroomwaarden
Een belangrijk element in het verlagen van de energiefactuur is het volgen en continu meten van de stroom- en energiewaarden.

“Deze metingen worden op geregelde basis aan de klant bezorgd”, aldus Laurens Van Reijen, managingdirector van LCL. “Maar ook vergeleken met andere datacenters, om te zien hoe goed we scoren. En deze metingen dienen dan ook als basis voor continue verbeteringen.”

Wie vandaag begint aan het bouwen van een datacenter heeft het voordeel dat hij van meet af aan rekening kan houden met een optimaal energieverbruik. “Het is dan ook bijzonder belangrijk om voldoende aandacht te besteden aan het ontwerp en andere aspecten die aan de bouw voorafgaan, zoals de locatie”, zegt Daniel Minschart, hoofd van Technology Services bij HP België.

Vooral over de locatie moet voldoende nagedacht worden, oordeelt Minschart: “Naast voor de hand liggende zaken – zoals je datacenter niet bouwen in het verlengde van een scherpe bocht – zijn er ook energie-efficiënte overwegingen mogelijk: je datacenter zo dicht mogelijk bij groene stroom bouwen, bijvoorbeeld.”

Toekomst in gedachten
Het datacenter zelf wordt best gebouwd met de toekomst in gedachten, zegt Minschart: “Enerzijds moet je dus voldoende ruimte voorzien voor groei, maar anderzijds bouw je ook best in tiers, waarbij tier 1 voor de minst bedrijfskritieke servers is en tier 3-4 voor de meest veeleisende omgevingen. Belangrijk hierbij is dat het datacenter zo wordt ontworpen dat je vlot servers van de ene tier naar de andere kan verschuiven als de bedrijfscontext verandert.”

Tot slot willen we u ook niet de bedenking van de bij de universiteit Gent en onderzoekscentrum IBBT actieve Willem Vereecken onthouden. Die formuleerde hij op een colloquium rond datacenters, georganiseerd door datacenterinfrastructuurpartner Ingenium:

“Sommige internationaal actieve bedrijven en datacenterbouwers laten hun datacenters de zon volgen. Ze hebben datacenters op verschillende locaties, en dan kunnen verwerkingsopdrachten gestuurd worden naar dat datacenter waar op dat moment de zon het hardste schijnt en/of de wind het hardste waait. Zodat men maximaal gebruik kan maken van de op dat moment beschikbare natuurlijke energie.”

Een minder bruikbare tip wellicht voor de meeste lezers, maar het stemt wel tot nadenken hoe ver men wil gaan om die energiefactuur in te tomen.

Op de site van APC, de leverancier van infrastructuur voor het datacenter, vindt u naast vele ander whitepapers een 10-puntenlijst voor het oplossen van koelingproblemen in datacenters:

1) Gezondheid: Check regelmatig de gezondheid van de koelinstallaties.

2) Onderhoud: Zorg dat de koelinstallaties regelmatig worden onderhouden.

3) Panelen en kabels: Zorg ervoor dat racks met panelen van elkaar gescheiden worden, anders stroomt de warme lucht zo weer binnen. Zorg ook voor een ordelijke plaatsing van de kabels. Een wirwar van kabels verhindert dat warme lucht efficiënt afgevoerd wordt.

4) Vloer: Verwijder alle obstructies onder de vloer en zorg ervoor dat de vloer geen gaten heeft (vloertegels die ontbreken of waarin gaten zijn uitgesneden voor de kabels). Bij datacenters met verhoogde vloer wordt koele lucht vaak via de vloer aangezogen. Hoe minder obstructies, hoe makkelijker de koude lucht zich naar de server kan banen.

5) Ventilatiegaten in de vloer: Indien koude lucht via de vloer wordt aangebracht, zorg ervoor dat de ventilatiegaten zich zo dicht mogelijk bij de ‘intake’ van de servers bevinden.

6) Warme gang/koude gang: De meeste racks zuigen aan de voorzijde koele lucht aan en blazen hete lucht via de achterzijde uit. Stel je racks zo op dat er rijen worden gevormd van racks met het front naar elkaar toe en rijen met de achterkant naar elkaar toe. Zo voorkom je dat een volgende rij servers de warme lucht van de vorige rij aanzuigt.

7) CRAC: Zet je Computer Room Air Conditioning zo neer dat deze een warme gang koelt.

8) Luchtdoorstroming: Installeer apparaten die de luchtdoorstroming tussen de racks optimaliseren.

9) Verspreid high-densityracks: Zorg ervoor dat racks met high-densityservers verspreid over het datacenter staan. Zo krijgt men geen ‘hete eilandjes’, wat voor koelingproblemen kan zorgen. Wil je ze toch bij elkaar zetten, isoleer ze dan van de rest van het datacenter.

10) Self-contained high-densitydevices: Installeer bij voorkeur isolatiecellen voor high-densitysystemen. Zo blijft hun warmte beperkt tot de ruimte waarin ze zich bevinden.