Auch wenn dies von keiner Rechenzentrumsbehörde direkt zum Ausdruck gebracht wurde, lautet die vorherrschende Praxis in Bezug auf diese kritischen Einrichtungen häufig: „Je kälter, desto besser.“ Einige führende Serverhersteller und Experten für die Effizienz von Rechenzentren sind jedoch der Meinung, dass Rechenzentren weitaus heißer laufen können als heute, ohne dass die Betriebszeit darunter leidet und dass sowohl die Kühlkosten als auch die CO2-Emissionen enorm eingespart werden. Ein Serverhersteller gab kürzlich bekannt, dass sein Server-Rack mit Einlasstemperaturen von 104 °F betrieben werden kann.
Warum hat es das Bedürfnis, an die Grenzen zu gehen? Die Kühlinfrastruktur ist ein Energiefresser. Dieses System, das 24x7x365 läuft, verbraucht viel Strom, um die optimale Rechenumgebung zu schaffen, die irgendwo zwischen 55 und 65 Grad F liegen kann. (Der aktuelle „empfohlene“ Bereich von ASHRAE liegt bei 18-27 C oder 64,4 Grad F bis 80,6 Grad F)
Um die Effizienz zu steigern, betreiben eine Reihe einflussreicher Endbenutzer ihre Rechenzentren wärmer und raten ihren Kollegen, diesem Beispiel zu folgen. Der Vorgang ist jedoch nicht so einfach wie das Erhöhen des Thermostats in Ihrem Zuhause. Hier sind einige der wichtigsten Argumente und Überlegungen:
Position: Eine Erhöhung der Servereinlasstemperatur führt zu erheblichen Energieeinsparungen.
Argumente für:
o Sun Microsystems, sowohl ein bekannter Hardwarehersteller als auch Rechenzentrumsbetreiber, schätzt, dass die Energiekosten für jeden Anstieg der Servereinlasstemperatur um ein (1) Grad um 4 % gesenkt werden. (Miller, 2007)
o Eine höhere Temperatureinstellung kann bedeuten, dass durch luftseitige oder wasserseitige Economizer mehr Stunden „Freikühlung“ möglich sind. Diese Informationen sind besonders überzeugend für eine Gegend wie San Jose, Kalifornien, wo die Außenlufttemperaturen (Trockenkugeltemperaturen) 82 % des Jahres bei oder unter 70 °F liegen. Abhängig von der geografischen Lage könnten die jährlichen Einsparungen durch die Ökonomisierung einen sechsstelligen Betrag übersteigen.
Argumente gegen:
o Die Kühlinfrastruktur hat bestimmte Design-Sollwerte. Woher wissen wir, dass eine Erhöhung der Servereinlasstemperatur nicht zu einer falschen Wirtschaftlichkeit führt und zu einem zusätzlichen, unnötigen Verbrauch anderer Komponenten wie Serverlüfter, Pumpen oder Kompressoren führt?
o Freie Kühlung eignet sich zwar hervorragend für neue Rechenzentren, ist für bestehende jedoch eine teure Angelegenheit. Die gesamte Kühlinfrastruktur würde eine Neukonstruktion erfordern und wäre möglicherweise zu teuer und unnötig komplex.
o Kosten aus wärmebedingten Geräteausfällen oder Ausfallzeiten gleichen die durch einen höheren Temperatursollwert erzielten Einsparungen aus.
Position: Eine Erhöhung der Servereinlasstemperatur erschwert die Zuverlässigkeit, Wiederherstellung und Gerätegarantien.
Argumente für:
o In einem Rechenzentrum vermischen sich Zuluft und Abluft häufig. Die Temperaturen werden niedrig gehalten, um diese Vermischung auszugleichen und die Servereinlasstemperatur innerhalb des von ASHRAE empfohlenen Bereichs zu halten. Eine Erhöhung der Temperatur könnte bereits bestehende Hotspots verschlimmern.
o Kühle Temperaturen sorgen für eine Hülle kühler Luft im Raum, was im Falle eines Ausfalls des Kühlsystems von Vorteil ist. Das Personal hat möglicherweise mehr Zeit, das Problem zu diagnostizieren und zu beheben und die Geräte bei Bedarf ordnungsgemäß herunterzufahren.
o Wie hoch ist im Fall des 104-Grad-F-Servers die Chance, dass jedes Gerät – vom Speicher bis zum Netzwerk – zuverlässig arbeitet? Bleiben alle Garantien bei 104 °F gültig?
Argumente gegen:
o Die Erhöhung der Temperatur im Rechenzentrum ist Teil eines Effizienzprogramms. Der Temperaturanstieg muss den Best Practices des Luftstrommanagements entsprechen: Verwendung von Blindplatten, Abdichten von Kabelausschnitten, Beseitigung von Kabelhindernissen unter dem Doppelboden und Implementierung einer Form der Lufteindämmung. Diese Maßnahmen können die Vermischung von heißer und kalter Luft wirksam reduzieren und eine sichere und praktische Temperaturerhöhung ermöglichen.
o Der 104-Grad-F-Server ist ein Extremfall, der nachdenkliche Diskussionen und kritische Nachforschungen unter Rechenzentrumsbetreibern anregt. Nach ihrer Studie arbeitet möglicherweise eine Anlage, die einst bei 62 Grad Celsius betrieben wurde, jetzt bei 70 Grad Fahrenheit. Diese Änderungen können die Energieeffizienz erheblich verbessern, ohne die Verfügbarkeit oder Gerätegarantien zu beeinträchtigen.
Position: Server sind nicht so fragil und empfindlich, wie man vielleicht denkt. Studien aus dem Jahr 2008 unterstreichen die Widerstandsfähigkeit moderner Hardware.
Argumente für:
o Microsoft betrieb von November 2007 bis Juni 2008 Server in einem Zelt im feuchten pazifischen Nordwesten. Es kam zu keinen Ausfällen.
o Mithilfe eines luftseitigen Economizers setzte Intel 450 High-Density-Server den Elementen aus – Temperaturen von bis zu 92 Grad und eine relative Luftfeuchtigkeit von 4 bis 90 %. Die Serverausfallrate während dieses Experiments war nur unwesentlich höher als die der Intel-Unternehmensanlage.
o Rechenzentren können bei einer Temperatur von über 80 °C betrieben werden und trotzdem ASHRAE-konform sein. Die Obergrenze des empfohlenen Temperaturbereichs wurde auf 80,6 °F erhöht (von 77 °F).
Argumente gegen:
o Hohe Temperaturen beeinträchtigen im Laufe der Zeit die Serverleistung. Beispielsweise erhöht sich die Geschwindigkeit des Serverlüfters als Reaktion auf höhere Temperaturen. Dieser Verschleiß kann die Lebensdauer des Geräts verkürzen.
o Studien von Rechenzentrumsriesen wie Microsoft und Intel sind möglicherweise nicht für alle Unternehmen relevant:
o Ihre enorme Rechenzentrumsfläche ist immun gegen einen gelegentlichen Serverausfall, der durch übermäßige Hitze verursacht werden kann.
o Sie können ihre Kaufkraft nutzen, um vergoldete Garantien zu erhalten, die höhere Temperatureinstellungen ermöglichen.
o Sie aktualisieren ihre Hardware höchstwahrscheinlich schneller als andere Unternehmen. Wenn dieser Server nach 3 Jahren komplett erschöpft ist, ist das kein großes Problem. Ein kleineres Unternehmen benötigt möglicherweise eine Serverlebensdauer, die länger als drei Jahre beträgt.
Position: Höhere Einlasstemperaturen können zu unbequemen Arbeitsbedingungen für das Personal und die Besucher des Rechenzentrums führen.
Argumente für:
o Betrachten Sie das 104-Grad-F-Rack. Die Temperatur im Warmgang kann zwischen 130 und 150 Grad Fahrenheit liegen. Selbst das obere Ende des Betriebsbereichs von ASHRAE (80,6 Grad Fahrenheit) würde zu Temperaturen im Heißgang von etwa 105 bis 110 Grad Fahrenheit führen. Das Personal, das diese Racks wartet, würde sehr unangenehme Arbeitsbedingungen ertragen .
o Als Reaktion auf höhere Temperaturen erhöht sich die Geschwindigkeit des Serverlüfters, um mehr Luft abzuleiten. Die erhöhte Lüftergeschwindigkeit würde den Geräuschpegel im Rechenzentrum erhöhen. Der Lärm kann sich den OSHA-Schallgrenzwerten nähern oder diese überschreiten, sodass die Bewohner einen Gehörschutz tragen müssen.
Argumente gegen
o Es versteht sich von selbst, dass mit steigender Servereinlasstemperatur auch die Warmgangtemperatur steigt. Unternehmen müssen den Arbeitskomfort und die Energieeffizienzbemühungen im Rechenzentrum sorgfältig abwägen.
o Nicht alle Rechenzentrumsumgebungen weisen ein hohes Benutzeraufkommen auf. Einige Hochleistungs-/Supercomputing-Anwendungen arbeiten in einer Lights-out-Umgebung und enthalten eine homogene Sammlung von Hardware. Diese Anwendungen eignen sich gut für höhere Temperatursollwerte.
o Die Definition von Rechenzentrum ist fließender denn je. Die herkömmliche stationäre Einrichtung kann über einen Rechenzentrumscontainer ohne kostspieliges Bauprojekt sofortige Rechenleistung hinzufügen. Der vom Rest des Gebäudes getrennte Container kann bei höheren Temperaturen betrieben werden und eine höhere Effizienz erzielen (einige motornahe Kühlprodukte funktionieren ähnlich).
Schlussfolgerungen
Die Bewegung zur Erhöhung der Rechenzentrumstemperaturen nimmt zu, wird aber auf Widerstand stoßen, bis die Bedenken ausgeräumt sind. Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit stehen im Leistungsplan eines jeden IT-Experten ganz oben. Aus diesem Grund haben sich die meisten bisher dazu entschieden, auf Nummer sicher zu gehen: um jeden Preis einen kühlen Kopf zu bewahren. Höhere Temperaturen und Zuverlässigkeit schließen sich jedoch nicht aus. Es gibt Möglichkeiten, Ihre Investitionen in Rechenzentren zu schützen und energieeffizienter zu werden.
Die Temperatur ist untrennbar mit dem Luftstrommanagement verbunden. Fachleute für Rechenzentren müssen verstehen, wie die Luft durch ihre Server-Racks gelangt, in sie hinein und durch sie hindurch. Computational Fluid Dynamics (CFDs) können durch die Analyse und Darstellung des projizierten Luftstroms auf dem Boden des Rechenzentrums hilfreich sein. Da Kühlgeräte jedoch nicht immer den Spezifikationen entsprechen und die von Ihnen eingegebenen Daten möglicherweise einige wichtige Hindernisse übersehen, sind Überwachung und Anpassungen vor Ort wichtige Anforderungen Stellen Sie sicher, dass Ihre CFD-Daten und Berechnungen korrekt sind.
Rechenzentren mit übermäßiger Kühlung sind die besten Umgebungen, um den Temperatursollwert anzuheben. Wer Hotspots oder unzureichende Kühlung hat, kann mit kostengünstigen Abhilfemaßnahmen wie Blindplatten und Tüllen beginnen. Besonders relevant sind eng gekoppelte Kühl- und Eindämmungsstrategien, da die Abluft von Servern, die oft die Ursache für thermische Probleme ist, isoliert wird und nicht in den Kaltgang gelangen kann.
Wenn der Luftstrom berücksichtigt wird, können sich Benutzer darauf konzentrieren, ihren „Sweet Spot“ zu finden – die ideale Temperatureinstellung, die den Geschäftsanforderungen entspricht und die Energieeffizienz verbessert. Um es zu finden, sind proaktive Messungen und Analysen erforderlich. Aber die Vorteile – geringere Energierechnungen, verbesserte CO2-Bilanz und eine Botschaft der Unternehmensverantwortung – sind die Mühe durchaus wert.