‌چگونه میزان توان مصرفی یک مرکز داده را بر مبنای تعداد رک‌ها محاسبه کنیم؟ (بخش اول)

‌چگونه میزان توان مصرفی یک مرکز داده را بر مبنای تعداد رک‌ها محاسبه کنیم؟ (بخش اول)

یکی از سخت‌ترین چالش‌های کارشناسان شبکه محاسبه توان مصرفی یک مرکز داده و اتاق سرور است که ارتباط مستقیمی با تعداد رک‌هایی دارد که درون یک مرکز داده نصب می‌شوند. به‌طور مثال، در مراکز داده‌ای که حداکثر توان مصرفی آن‌ها برابر با 380 تا 810 وات بر متر مربع انتخاب شده، این امکان وجود ندارد تا جدیدترین نسل از تجهیزات فناوری‌اطلاعات و شبکه را استفاده کرد، در سویی دیگر در یک مرکز داده که توان مصرفی در محدوده 6350 تا 10664 وات بر متر مربع انتخاب شده امکان به‌کارگیری جدیدترین تجهیزات فناوری‌اطلاعات وجود دارد، اما یک چنین مراکز داده‌ای و به ویژه رک‌سرورها با معضل عدم وجود مکانیزم‌های سرمایشی خوب و فقدان انرژی لازم روبرو هستند. به‌کارگیری درست رک‌سرورها و طراحی منطقی مراکز داده باید به گونه‌ای باشد که یک سازمان‌ بتواند حتا زمانی که چند مرحله به‌روزرسانی تجهیزات را انجام می‌دهد، مرکز داده بتواند بدون مشکل به کار خود ادامه دهد.

‌چگونه میزان توان مصرفی یک مرکز داده را بر مبنای تعداد رک‌ها محاسبه کنیم؟ (بخش اول)

الگوی محاسبه ظرفیت مرکز داده با استناد به رویکرد سنتی وات بر متر مربع چندان راهگشا نیست، به همین دلیل بیشتر متخصصان فعال در زمینه استقرار رک‌سرورها در یک مرکز داده با مشکل عدم محاسبه درست میزان مصرف انرژی مرکز داده و رک‌سرورها روبرو هستند. روش‌های سنتی محاسباتی نمی‌توانند به این پرسش پاسخ دهند که اگر یک رک را با توان بیش از مقدار مشخص در وضعیت عملیاتی قرار دهند چه اتفاقی رخ خواهد داد؟ پرسش فوق مهم و استراتژیک است، زیرا ظرفیت یک مرکز داده رایج امروزی برابر با 1.5 کیلوات در رک است، در حالی که تجهیزات رایج فناوری اطلاعات به توان مصرفی 3 تا 20 کیلوات در رک نیاز دارند. به همین دلیل لازم است میزان توان مصرفی یک مرکز داده بر مبنای الگوهای جدید که کارآمدتر هستند محاسبه شود. یک الگوی کارآمد محاسبه توان مصرفی باید بتواند سازگاری تجهیزات با میزان توان مصرفی مرکز داده را تضمین کند، مانع هدررفت انرژی، فضا و سرمایه‌ها شود و در نهایت ابزار اعتبارسنجی برنامه‌های عملیاتی فناوری‌اطلاعات را هماهنگ با قابلیت‌های طراحی سرمایش و برق ارائه کند. روشن‌ترین تعریف ظرفیت همان مقدار برق مصرفی است که رک‌ها استفاده می‌کنند. در تجهیزات فناوری‌اطلاعات میزان مصرف برق رک به وات برابر با نیاز به سرمایش به وات است. به همین دلیل اگر میزان مصرف برق هر رک به درستی محاسبه شود، امکان تعیین ظرفیت مرکز داده به شیوه دقیقی امکان‌پذیر است. البته این‌کار به سادگی امکان‌پذیر نیست، زیرا برخی از رک‌ها برق بیشتری مصرف می‌کنند و به همان نسبت گرمای بیشتری تولید می‌کنند. به‌طور مثال در شرایطی که ممکن است رک پچ‌پنل هیچ برقی مصرف نکند، اما میزان مصرف برق با یک سرور تیغه‌ای به بیش از 20 کیلوات می‌رسد. مشکل دیگری که وجود دارد، به‌روزرسانی‌های مستمر تجهیزات فناوری‌اطلاعات است که باعث می‌شوند میزان مصرف برق هر رک مرکز داده به‌مرور زمان دست‌خوش تغییراتی شود. به همین دلیل است که رویکردهای سنتی محاسبه ظرفیت قادر به پاسخ‌گویی به این تغییرات نیستند و به تدریج اثرگذاری آن‌ها در ارائه یک برآورد دقیق کاهش پیدا می‌کند. برای روشن شدن بهتر مشکلات پیش روی رویکردهای سنتی تعیین ظرفیت به مثال زیر دقت کنید:

تصور کنید که توان یک مرکز داده برابر با 538 وات بر متر مربع است. اگر کل بار تجهیزات فناوری‌اطلاعات تقسیم بر سطح اشغال شده تمامی رک‌های فناوری‌اطلاعات و فاصله‌ میان رک‌ها شود، آن‌گاه مقدار 1400 وات در هر رک به دست می‌آید (538 وات بر متر مربع ضرب در 2.6 متر مربع به ازای هر رک). با این‌حال، تجهیزات مختلف فناوری‌اطلاعات همچون سرورهای تیغه‌ای در یک مرکز داده وجود دارند که توان مصرفی آن‌ها فراتر از 1400 وات است. پیاده‌سازی یک چنین تجهیزاتی در یک مرکز داده با ظرفیت محدود به 1400 وات به ازای هر رک امکان‌پذیر نیست. به همین دلیل یک چنین مرکز داده‌ای با بیشتر تجهیزات فناوری‌اطلاعات ناسازگار خواهد بود. از سویی دیگر، اگر از تجهیرات با توان کم همچون پچ پنل‌ها در یک رک استفاده کنیم، این قابلیت را نداریم تا برق مصرف نشده را در رک دیگری استفاده کنیم، زیرا رک‌های دیگر در میزان مصرف برق و سرمایش محدود به 1400 وات هستند و امکان فرا رفتن از این مقدار وجود ندارد. به همین دلیل با مرکز داده‌ای ضعیف روبرو خواهیم بود که در عمل با بیشتر تجهیزات فناوری‌اطلاعات سازگاری ندارد و به درستی از فضای داخلی رک استفاده نکرده کرده است. از طرفی ظرفیت برق و سرمایش نیز به درستی در رک‌ها استفاده نشده است. در مطلب بعد این مبحث را ادامه می‌دهیم.