Preparar la infraestructura física para la consolidación en los

Preparar la infraestructura física para
la consolidación en los centros de datos
receptores receptor para la consolidación
Documento Técnico 175
Revisión 1
Por Neil Rasmussen
> Resumen Ejecutivo
La consolidación de uno o más centros de datos en uno
solo existente es algo que suele suceder. Este informe
muestra ejemplos de lo que se ha convertido en la
arquitectura estándar para preparar la infraestructura
física del centro de datos receptor. Este enfoque
tiene como resultados cronogramas más cortos y una
mayor eficiencia mientras que evita las dificultades
y complejidades anticipables más comunes que sueles
aparecer en los proyectos de consolidación.
Contenido
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Introducción
2
Método de incorporación
de bloques de alta densidad
2
Cumplir los requisitos
de capacidad
5
Preparación para
la consolidación
6
Conclusión
7
Recursos
8
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Preparar la infraestructura física de los centros de datos receptor para la consolidación
Introducción
Muchos esfuerzos de consolidación involucran la consolidación de dos o más centros
de datos en un nuevo y único. La consolidación en un centro de datos existente se suele
considerar poco práctico ya que la infraestructura física existente no se considera compatible
con los requisitos actuales, o el riesgo que pueden sufrir la operación en las intalaciones
existentes no es aceptable. Sin embargo, cada vez más esfuerzos de consolidación han
alcanzado el éxito al consolidarse en centros de datos existentes con el uso de un enfoque
eficaz que se describe en este informe.
Los problemas de consolidar en centros de datos existentes incluyen lo siguiente:
• La necesidad de mantener el centro de datos existente en operación durante
el proyecto de consolidación
• El deseo de evitar la instalación de grandes equipos, tuberías y cableados que pueden
alterar las operaciones existentes
• La baja capacidad en el manejo de alta densidad de la infraestructura existente,
que por lo general es de 3 kW por gabinete (100 W/por pie cuadrado), cuando
los nuevos equipos son más eficaces si se implementan a 8-16 kW por gabinete
• El intento de exigirle a la unidad de enfriamiento para que soporte la mayor densidad
tiene como resultado concentraciones de calor y el sobreenfriamiento, lo que se
traduce en una enorme ineficiencia (PUE de 2,2 o más)
• El piso elevado existente que, por lo general, es demasiado bajo o está saturado
con cables y tuberías para permitir el flujo de aire requerido
Las consolidaciones pocos sistemáticas y sin planeación que ocurren al intentar de manera
lenta concentrar más equipos en los centros de datos existentes, por lo general, se traduce
en varios problemas de confiabilidad, concentraciones de calor e ineficiencia. Por el contrario,
muchos operadores de centros de datos han resuelto todos estos problemas al adoptar
el método de incorporación de bloques de alta densidad descrito en este informe.
Método de
incorporación
de bloques de
alta densidad
El método de incorporación de modulos de alta densidad para la actualización de centros de
datos se basa en el concepto de "unidades" autónomas de infraestructura. Un bloque es un
conjunto prediseñado de gabinetes de TI, distribución de energía electrica y distribución de
unidades de enfriamiento enfocadas a la carga que se implementa como una unidad, en la
mayoría de los casos como un par de hileras de gabinetes, como se muestra en la Figura 1.
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Documento Técnico 175 Rev. 1
2
Preparar la infraestructura física de los centros de datos receptor para la consolidación
Figura 1
Instalación de modulos
de alta densidad en Fort
Bliss, Ejército de EE. UU.
En el método de incorporación de modulos , estos se agregan a un centro de datos existente
con el fin de aumentar la eficiencia, la capacidad y la densidad. Con el tiempo, los modulos
que se agregan van desplazando a la infraestructura existente. Finalmente, todo el centro
de datos queda convertido en una sola unidad basada en modulos dando por resultado una
alta eficiioencia al igual que si fuese un centro de datos completamente nuevo. Cada modulo
es como un centro de datos autónomo, con su propia distribución de energía electrica y de
enfriamiento, junto con tecnologías de contención de aire, de manera que apenas afecta
el entorno de alimentación y distribución de energía asi como de enfriamiento existente.
Por ejemplo, un nuevo modulo no requiere distribución de aire acondicionado por el piso
elevado existente, ya que posee unidades de enfriamiento autonomas. Todo el calor generado
por el nuevo modulo se captura y se retira dentro del mismo modulo, por lo que no crea
concentraciones de calor adicionales ni tampoco significa una demanda para los aires
acondicionados existentes.
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Documento Técnico 175 Rev. 1
3
Preparar la infraestructura física de los centros de datos receptor para la consolidación
En primer plano: Centro de datos de ingeniería CA
•
•
Figura 2
•
Implementación
de moduloslta
densidad en Sun
Microsystems, como
parte de un proyecto
de consolidación
•
•
•
•
•
(presentado por SUN en
Data Center Dynamics
en julio de 2008)
•
La realidad:
•
72k sq fts (6.689 m2) DCCC
26k sq fts(2.415 m2) Servicios
mecanicos9 MW escalable
a 21 MW
Mayor instalación de
Liebert/APC
Liberacion de 1,8 M sq fts
(167 k m2)
De 15 edificios a 2
De 152 centros de datos a 14
Terminado en 12 meses
Descuentos de utilidades de
USD$ 1,2 millones, premio
Innovation Award de
USD$250 mil
Un 39% más eficiente que
el estándar ASHRAE
(0,489 kW/ton)
Reducción de los gastos
operativos de un 30%
Modular, escalable, contempla las condiciones futuras
y altamente eficiente en un 63% menos de espacio.
Sin exceder el presupuesto y a tiempo.
En el ejemplo de la Figura 2, se usó un enfoque de modulos de alta densidad en un nuevo
centro de datos como parte de un gran proyecto de consolidación de 152 a 14 centros
de datos. Este proyecto tuvo como resultado un PUE de menos de 1,3. El enfoque basado
en modulos simplificó el diseño y aceleró el cronograma del proyecto, el cual se completó
en 12 meses.
El método de incorporación de alta densidad resulta especialmente práctico y eficaz durante
los proyectos de consolidación. Por lo general, los cliente encuentran que cada modulo
agregado es entre 5 y 10 veces más eficiente en el uso del espacio del piso que los equipos
del centro de datos que se consolidan en el mismo modulo. Por lo tanto, implementar la
arquitectura basada en modulos tiene como resultado una rápida creación de espacio libre
en el piso, este mismo espacio queda disponible para modulos adicionales. Después que se
implementan los primeros modulos, el espacio libre resultante facilita la tarea de implementación
de nuevos modulos. Cuando la conversión está completa, el espacio en el piso que se libera
puede permitir el incremento de la capacidad general del centro de datos o se puede utilizar
para otro propósito. En el ejemplo de consolidación de la Figura 2, este proyecto liberó un
espacio de 1,8 millones de pies cuadrados.
Una gran ventaja del método de incorporación de modulos de alta densidad es que gracias
a que estos autónomos, los diseños están listos para usar y no se necesitan personalizar
o adaptar a las limitaciones específicas de cada edificio o centro de datos donde se instalarán.
Si bien los modulos de alta densidad tienen un diseño estándar, se pueden adaptar fácilmente
a las aplicaciones que aparecen a continuación:
• El número de gabinetes de TI en un modulo se puede ajustar para que el el mismo
modulo se adapte mejor a los factores de forma de la sala existente.
• Por lo general, los gabinetes de TI en un modulo son racks, pero los dispositivos de
TI con gabinetes personalizados, como dispositivos de almacenamiento, se pueden
acomodar fácilmente.
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Preparar la infraestructura física de los centros de datos receptor para la consolidación
• Los valores estándar de densidad del diseño típico de un modulo son de 8 kW por
gabinete, pero también son posibles los valores de hasta 30 kW por gabinete.
• La redundancia de energía de un modulo suele ser de doble circuito y la redundancia
de enfriamiento suele ser de N+1, pero existen otras opciones.
• Los modulos de distintas capacidades, densidades o redundancias se pueden
combinar fácilmente en una instalación.
Cumplir
los requisitos
de capacidad
En muchos proyectos de consolidación se busca incrementar la capacidad final de TI de
la infraestructura del centro de datos receptor. Por ejemplo, el plan puede ser consolidar
en un centro de datos existente de 1 MW, con el objetivo de expandir la capacidad de dicho
centro de datos a 2 MW para acoger toda la consolidación deseada. Es más, puede resultar
difícil prever si 1 MW, 2 MW o cualquier otra capacidad se requiere realmente, debido
a las incertidumbres relacionadas con la virtualización y otros factores. En este caso, lo que
se necesita es la capacidad de escalar del centro de datos en el momento deseado y de
acuerdo con la necesidad. Como ya se dijo, el aumento de densidad alcanzado durante
los proyectos reales de consolidación es tan grande que se libera espacio en el piso y casi
nunca este ultimo factor es la capacidad límite de un centro de datos receptor. La limitación
siempre tiene que ver con las capacidades de suministro eléctrico y de enfriamiento.
Una incorporación de modulos de alta densidad permite la escalabilidad de la capacidad
de la siguientes formas:
• Los nuevos modulos puede usar las capacidades de la unidad de enfriamiento, el servicio
de alimentación eléctrica y de soporte existentes hasta alcanzar su utilización total.
• Cuando la capacidad existente se utiliza en su totalidad, se pueden agregar
Conectarse al recurso
a la infraestructura nuevos bloques suministrados por unidades de alimentación
eléctrica y enfriamiento modulares sin alterar o tener que reemplazar las plantas
existentes.
Documento Técnico 163
Módulos de energía y enfriamiento En la Figura 3 se muestra un ejemplo de este tipo de unidades de enfriamiento y de
en contenedores para centros de
alimentación (también conocidas como módulos para infraestructura) que se puede agregar a
datos
un centro de datos existente. En el Informe técnico n.º 163, Módulos de energía y enfriamiento
en contenedores para centros de datos, se describen estas unidades con más detalles.
Figura 3
Módulos de 500 kW de
plantas de enfriamiento
y de alimentación que
se puede agregar para
escalar la capacidad de
un centro de datos
existente
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Documento Técnico 175 Rev. 1
5
Preparar la infraestructura física de los centros de datos receptor para la consolidación
Preparación para
la consolidación
Conectarse al recurso
Documento Técnico 177
Determinar las capacidades de
energía, enfriamiento y espacio
a la hora de consolidar centros
de datos
Para preparar una infraestructura existente para la consolidación con el método de
incorporación de modulos de alta densidad, se usa el siguiente enfoque:
• Evaluar el centro de datos receptor para determinar las capacidades de la infraestructura
física existente (consulte el Informe técnico n.º 177, Determinar las capacidades de
energía, enfriamiento y espacio a la hora de consolidar centros de datos)
• Crear un plan de crecimeinto para establecer la capacidad final del centro de datos
• Establecer el plan de crecimiento de TI y conciliarlo con el plan de crecimiento de la
infraestructura (consulte el Informe técnico n.º 143, Proyectos de centros de datos:
Modelo de crecimiento)
• Seleccionar los diseños de modulos de alta densidad apropiados
• Establecer un área de "incorporación" dentro del centro de datos existente, donde
se puede instalar el primer modulo
Conectarse al recurso
Documento Técnico 143
Proyectos de centros de datos:
Modelo de crecimiento
• Consolidar las cargas existentes en el modulo de alta densidad para liberar espacio
adicional, de ser necesario
• Colocar los modulos a lo largo del tiempo y consolidar las cargas existentes de otros
centros de datos en los modulos implementados
• Agregar capacidad de unidades de alimentación y enfriamiento, según sea necesario,
para soportar el plan de crecimiento
La Figura 4 muestra un ejemplo del área de "incorporación" dentro de un centro de datos
existente real que se uso para ubicar el primer modulo de alta densidad.
Área de alta
densidad
Figura 4
Área de “incorporación”
establecida en un centro
de datos existente para
la implementación del
primer modulo de alta
densidad
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Documento Técnico 175 Rev. 1
6
Preparar la infraestructura física de los centros de datos receptor para la consolidación
Conclusión
Los centros de datos existentes se pueden usar eficazmente como centros de datos receptores
para proyectos de consolidación . Sin embargo, el enfoque común de "solo tratar de incorporar
equipos adicionales" tiene como resultado la aparición de concentraciones de calor,
problemas de confiabilidad, ineficiencia y falta de espacio. En vez de lo anterior, el uso
del método de incorporación de modulos de alta densidad permite que un centro de datos
existente se transforme en un centro de datos de alta densidad y de alta eficiencia durante
un proyecto de consolidación.
Se puede esperar que la PUE anual de los centros de datos que usan el enfoque de
incorporación de bloques de alta densidad esté alrededor de 1,35 a carga máxima, lo que no
es tan bueno como una PUE de 1,2 que es posible con un nuevo centro de datos dedicado,
pero es mucho mejor que el típico PUE de 2,0 observada antes de la implementación de la
incorporación del modulo.
La naturaleza autónoma de los modulos significa que se requiere una mínima planificación,
diseño o adaptación de ingeniería para colocar un modulo adicional en un entorno existente,
lo que permite un alto grado de estandarización y reducción del tiempo de ciclo de
la implementación.
El método de incorporación de modulos de alta densidad se ha usado de forma exitosa
en cientos de proyectos comerciales de consolidación. Es un método eficaz para las nuevas
infraestructuras, como también para transformar centros de datos existentes en centros de
datos receptores para la consolidación, incluso mientras se mantienen en operación.
Sobre el autor
Neil Rasmussen es Vicepresidente Senior de Innovación en Schneider Electric. Orienta el
destino tecnológico del mayor presupuesto mundial de Investigación y Desarrollo dedicado
al tema de la infraestructura de energía, enfriamiento y racks para redes críticas.
Neil tiene 19 patentes relacionadas con infraestructura de energía y enfriamiento para
centros de datos de alta eficiencia y alta densidad. Ha publicado más de 50 informes
internos sobre el tema de los sistemas de energía y enfriamiento, muchos de ellos traducidos
a más de 10 idiomas; últimamente, se ha dedicado al tema del aumento de la eficiencia
energética. Es reconocido internacionalmente por sus conferencias sobre el tema de los
centros de datos de alta eficiencia. Actualmente se dedica a desarrollar la ciencia de las
soluciones de infraestructura para centros de datos escalables, de alta densidad y alta
eficiencia, y es el principal diseñador del sistema InfraStruXure de APC.
Antes de fundar APC en el año 1981, Neil recibió los títulos de licenciado y máster en Ingeniería
Eléctrica del MIT, donde realizó su tesis sobre el análisis de una fuente de alimentación de
200 MW para un reactor de fusión Tokamak. Desde 1979 hasta 1981 trabajó para MIT Lincoln
Laboratories en sistemas de almacenamiento energético de volante y sistemas de energía
eléctrica solar.
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Preparar la infraestructura física de los centros de datos receptor para la consolidación
Recursos
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Implementación de modulos de alta densidad en un
centro de datos de baja densidad
Documento Técnico 134
Proyectos de centros de datos: Modelo de crecimiento
Documento Técnico 143
Módulos de energía y enfriamiento en contenedores
para centros de datos
Documento Técnico 163
Determinar las capacidades de alimentación,
enfriamiento y espacio
al consolidar centros de datos
Documento Técnico 177
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