مطالب ویژه مقالات

جلوگیری از هزینهٔ ناشی از برآورد نادرست در زیرساخت مرکزداده

آئین‌نامهٔ مهندسی مرکز داده ترجمهٔ فارسی مقالات نیل راسموسن - APC White Papers
ترجمهٔ فارسی مقالات نیل راسموسن
در APC White Papers

جلوگیری از هزینهٔ ناشی از برآورد نادرست در زیرساخت مرکزداده [1]

مقدمه

این مقاله نشان می‌دهد بیشترین هزینهٔ قابل پیش‌گیری در مرکزدادهٔ معمول ناشی از برآورد بیشتر از اندازه (Oversizing) برای بخش زیرساخت مرکزداده (DCPI) است. مراکزداده اغلب فقط با ۵۰ تا ۶۰ درصد از زیرساخت فیزیکی و برق موجود خود کار می‌کنند. «ظرفیت استفاده‌نشده‌» از هزینه‌های سرمایه‌ای قابل پیش‌گیری است که هزینه عملیاتی از جمله نگهداری و انرژی را نیز در پی دارد.

این مقاله سه بخش دارد. نخست به توصیف حقایق و آمار مرتبط با برآورد نادرست می‌پردازیم. سپس دلایل برآورد نادرست را بیان می‌کنیم. در بخش پایانی نیز طراحی و روش پیش‌گیری از چنین هزینه‌هایی را ارائه می‌دهیم.

حقایق و آمار دربارهٔ برآورد نادرست

بی‌شک کسانی که در حوزهٔ فناوری اطلاعات یا تاسیسات کار می‌کنند، همگی در دوران فعالیت خود فضاهای پرنشده یا ظرفیت برق اضافه یا زیرساخت‌های بی‌استفاده را در مراکزداده دیده‌اند. برای درک بهتر موضوع ابتدا می‌بایست اصطلاحاتی را که در این زمینه به‌کار می‌رود تعریف کنیم. جدول ۱ اصطلاح‌های به‌کاررفته در این مقاله را تعریف کرده است.

جدول ۱: تعریف اصطلاحات در موضوع برآورد نادرست
اصطلاح تعریف
چرخهٔ عمر طراحی‌شده
(Design Lifetime)
عمر مفید کلی که برای مرکزداده برنامه‌ریزی شده و معمولا ۱۰ تا ۱۵ سال است.
ظرفیت طراحی
(Design Capacity)
بیشینهٔ مصرف فاوا که مرکزداده می‌تواند تامین و پشتیبانی کند. ممکن است تمام یا بخشی از تجهیزات برق و سرمایش که برای تامین چنین ظرفیتی نیاز هست، در همان هنگام تنظیمات اولیه و راه‌اندازی نصب بشود.
ظرفیت نصب‌شده
(Installed Capacity)
قابلیت مصرف تجهیزات نصب‌شدهٔ برق و سرمایش که همواره با «ظرفیت طراحی» برابر یا از آن کمتر است.
مصرف پیش‌بینی‌شده
(Expected Load)
تخمین ظرفیت فاوا در هنگام راه‌اندازی نهایی سیستم یا در طول چرخهٔ عمر سیستم. معمولا مقدار این مصرف با گذشت زمان تغییر می‌کند و از مقدار راه‌اندازی نهایی بیشتر می‌شود.
مصرف واقعی
(Actual Load)
مقدار واقعی مصرف در حین راه‌اندازی نهایی یا در طول چرخهٔ عمر سیستم. معمولا مقدار این مصرف با گذشت زمان تغییر می‌کند و از مقدار هنگام راه‌اندازی نهایی بیشتر می‌شود.

مفروضات شبیه‌سازی

شرکت اشنایدر الکتریک (Schneider Electric) برای گردآوری و تحلیل دادهٔ مرتبط با برآورد نادرست، پژوهشی را انجام داده است. در این پژوهش برای توضیح طرح‌های ظرفیت زیرساخت در مراکزداده، مدل ساده‌ای با بررسی رفتار کاربران توسعه یافته است. پیش‌فرض‌های این مدل موارد زیر هستند:

  • چرخهٔ عمر مرکزداده، ۱۰ ساله طراحی شده است.
  • در طرح مرکزداده «ظرفیت طراحی» نهایی و همچنین تخمین (پیش‌بینی) الزامات مصرف فاوا در تنظیمات اولیه تعیین شده است.
  • انتظار می‌رود در چرخهٔ عمر معمول مراکزداده، «مصرف پیش‌بینی‌شده» تا نیمهٔ چرخهٔ عمر تاسیسات به‌شکل خطی از مقدار «مصرف پیش‌بینی‌شده در تنظیمات اولیه»، تا مقدار «پیش‌بینی‌شدهٔ نهایی» افزایش یابد.

مدلی که توضیح دادیم مدل برنامه‌ریزی شکل ۱ را ایجاد می‌کند که بیانگر نحوهٔ برنامه‌ریزی سیستم است.

ظرفیت طراحی و الزامات مصرف پیش‌بینی‌شده در چرخهٔ عمر مرکز داده
شکل ۱ – مقاله ۳۷

شکل ۱: نمایش ظرفیت طراحی و الزامات مصرف پیش‌بینی‌شده در طول چرخهٔ عمر مرکزداده

شکل ۱ چرخهٔ معمول برنامه‌ریزی را نشان می‌دهد. در اینجا ظرفیت تجهیزات نصب‌شدهٔ برق و سرمایش با «ظرفیت طراحی» برابر است. به‌عبارتی سیستم را در همان شروع با برآوردی بیشتر از نیاز اولیه می‌سازند. اساس برنامه چنین است که مقدار مصرف پیش‌بینی‌شدهٔ مرکزداده از ۳۰ درصد آغاز شود و به‌تدریج تا رسیدن به‌مقدار نهایی پیش‌بینی‌شده افزایش یابد. گرچه معمولا چنین است که «مصرف واقعی» در نصب و تنظیمات اولیه کمتر از مقدار پیش‌بینی‌شده است و این مقدار تا رسیدن به‌مقدار «مصرف واقعی» نهایی (که بسیار کمتر از «ظرفیت نصب‌شده» است) افزایش می‌یابد. دربارهٔ ظرفیت نامی (ظرفیت طراحی) که روی برچسب معرفی تجهیزات نوشته‌اند، باید توجه داشت که ممکن است در عمل از ظرفیت نصب‌شده بیشتر باشد. این برای داشتن افزونگی (Redundancy) یا ایجاد کردن حاشیهٔ ایمنی برای ظرفیت دل‌خواه کاربر است.

در مقالهٔ «پروژه‌های مرکزداده: مدل رشد» [2] جزئیات بیشتری دربارهٔ برنامه‌ریزی مراکزداده و عناصر اصلی در راهبرد برنامهٔ رشد و توسعهٔ موثر بیان شده است.

داده دربارهٔ نصب واقعی تجهیزات

اشنایدر الکتریک برای درک دامنهٔ برآوردهای نادرست در نصب تجهیزات از مشتریان بسیاری داده (Data) گردآوری کرده که از تحقیق روی نصب تجهیزات و همچنین مصاحبه با مشتریان به‌دست آمده است. چنان‌که بررسی نتایج نشان داد، پیش‌بینی مصرف در هنگام تنظیمات اولیه معمولا ۳۰ درصد از ظرفیت نهایی طراحی است، میزان مصرف نهایی ۸۰ تا ۹۰ درصد از آن است (برای حاشیه ایمنی). از سوی دیگر مشخص شد مصرف واقعی برای تنظیمات اولیه معمولا ۲۰ درصد از ظرفیت نهایی طراحی است، مصرف نهایی ۶۰ درصد از آن است. شکل ۱ به‌طور خلاصه این داده را نمایش می‌دهد. بدین ترتیب می‌بینیم که برآورد نادرست و بیشتر از اندازهٔ نیاز در مراکزدادهٔ متوسط به‌اندازهٔ ۱٫۵ برابر طراحی‌شان است. این مقدار در راه‌اندازی نهایی بیشتر نیز می‌شود و گاهی به ۵ برابر می‌رسد.

هزینهٔ اضافی ناشی از برآوردهای نادرست

هزینهٔ چرخهٔ عمر که از برآورد نادرست به‌وجود می‌آید، به دو بخش تقسیم می‌شوند: هزینه سرمایه‌ای و هزینه عملیاتی.

بخش سایه‌دار در شکل ۱ هزینهٔ اضافی سرمایه‌ای را نشان می‌دهد. این ناحیه قسمتی از ظرفیت طراحی سیستم است که در نصب‌های متوسط بی‌استفاده می‌ماند. ظرفیت مازاد به‌شکل مستقیم به هزینه سرمایه‌ای اضافه می‌شود و شامل مخارجی است که در تجهیزات برق و سرمایش، همچنین نصب و طراحی شامل کابل‌کشی‌ها و کانال‌کشی‌ها صرف می‌شود.

هزینه سرمایه‌ای سیستم برق و سرمایش در مراکزدادهٔ رایج ۱۰۰ کیلوواتی تقریبا برابر با ۸۷۰ هزار دلار یعنی ۸٫۷۰ دلار در هر وات است. تحلیل ما نشان می‌دهد که تقریبا ۴۰ درصد از این سرمایه (۳۴۴ هزار دلار) هدر می‌رود. این هدررفت در سال‌های اولیهٔ بهره‌برداری بیشتر نیز هست. هدررفت ناشی از برآورد نادرست با احتساب ارزش زمانی و سود پول، تقریبا برابر با ۵۰ درصد از کل هزینه سرمایه‌ای مرکزداده است. این بدان معنا است که سود حاصل از سرمایهٔ اصلی در آن مستهلک می‌شود ولی تقریبا فقط نیمی از آن را جبران می‌کند.

هزینهٔ اضافی چرخهٔ عمر که از برآورد نادرست ناشی می‌شود، مخارج کارکرد تجهیزات را نیز در بر می‌گیرد که هزینهٔ قراردادهای تعمیر و نگهداری و اقلام مصرفی و برق را نیز شامل می‌شود. هزینهٔ سالیانهٔ تعمیر و نگهداری معمولا حدود ۱۰ درصد از هزینهٔ سیستم (هزینه سرمایه‌ای) است. در نتیجه در طول ۱۰ سال چرخهٔ عمر، اگر از تجهیزات طبق توصیه‌های سازندگان مراقبت بشود، هزینهٔ نگهداری ممکن است با هزینه سرمایه‌ای کل مرکزداده برابر شود. ازآنجاکه برآورد نادرست به وجود تجهیزات بی‌استفاده‌ای می‌انجامد که به تعمیر و نگهداری نیز نیاز دارند، بخش بزرگی از هزینهٔ نگهداری در واقع دور ریختن پول است. در طول چرخهٔ عمر مراکزدادهٔ ۱۰۰ کیلوواتی، مقدار این هدررفت تقریبا به ۱۵۰ هزار دلار می‌رسد.

برآورد نادرست در مراکزداده موجب هزینهٔ اضافی بسیاری در بخش برق خواهد شد. میزان هدررفت ناشی از بی‌استفاده ماندن سیستم برق مرکزداده تقریبا به ۵ درصد از ظرفیت آن می‌رسد که با احتساب هزینه‌های سرمایش ۱۰ درصد می‌شود. در مرکزدادهٔ ۱۰۰ کیلوواتی که برآورد نادرست در آن به‌مقدار معمول باشد، هدررفت برق در طول ۱۰ سال چرخهٔ عمر سیستم تقریبا برابر است با ۱٫۵ میلیون کیلووات ساعت که درحدود ۱۵۰ هزار دلار می‌شود.

مجموع هزینهٔ اضافی در چرخهٔ عمر هر مرکزداده به‌شکل میانگین برابر است با حدود ۳۰ درصد از هزینهٔ زیرساخت برق و سرمایش آن. به‌لحاظ نظری اگر بشود زیرساخت‌ها را رفته‌رفته و متناسب با الزامات واقعی تغییر داد و همگام با آن پیش برد، می‌توان جلوی این هزینه‌های اضافی را گرفت.

این‌چنین هدررفت در هزینه سرمایه‌ای و عملیاتی برای بسیاری از شرکت‌ها پول ازدست‌رفته‌ای است که شاید چندین برابر از هزینه‌های پیش‌بینی‌نشده بیشتر باشد. برای نمونه هنگامی‌که بهره‌وری سرمایه‌‌ای شرکت‌های ارائه‌دهندهٔ اینترنت در مکانی محدود شود، دیگر امکان استفاده از فرصت‌های بیشتر را ندارند و با ضرر و زیان روبه‌رو می‌شوند.

برآورد چگونه نادرست می‌شود؟

از بررسی داده چنین برمی‌آید که بیشتر برآورد نادرست در زیرساخت مراکزداده در نصب تجهیزات رخ می‌دهد. در اینجا پرسش‌هایی پیش می‌آید: اینکه آیا برآوردهای بیشتر از اندازهٔ نیاز یا نادرست، خودخواسته و از پیش برنامه‌ریزی شده‌اند و پیش‌بینی‌پذیر هستند؟ آیا بر اثر اشتباه در برنامه‌ریزی رخ می‌دهند؟ آیا در بروز آن‌ها دلایل اساسی وجود دارد؟

برآورد بیشتر از نیاز برنامه‌ریزی‌شده

از گفتگو با مدیران فعال در نصب تجهیزات درمی‌یابیم که مراکزداده را از ابتدا برنامه‌ریزی می‌کنند تا برق در آن‌ها به‌مقدار بیشترین مصرفی که برای نیاز آینده پیش‌بینی می‌شود فراهم باشد. بدین ترتیب هر دو مقدار (ظرفیت طراحی و ظرفیت نصب‌شده) از چیزی که برای مصرف نهایی پیش‌بینی می‌شود کمی بیشتر است. بسیاری نیز رویه‌ای استاندارد دارند تا مصرف برق را کمتر از ظرفیت نگه دارند (مثلا ۸۰ یا ۹۰ درصد). آن‌ها گمان می‌کنند کار با ظرفیت پایین‌تر از ظرفیت کامل باعث می‌شود اطمینان‌پذیری (Reliability) کلی در کارکرد سیستم به حداکثر برسد.

در شکل ۱ اقداماتی را می‌بینید که انجام می‌شوند تا ظرفیت نصب‌شده از مصرف نهایی پیش‌بینی‌شده بیشتر باشد. این اقدامات نمونه‌ای هستند از برآوردهای بیشتر از نیاز که برنامه‌ریزی‌شده و خودخواسته انجام می‌شوند. برآورد کردن با این شیوه در واقع بی‌استفاده گذاشتن بخشی از ظرفیت است، با این حال مهم‌ترین عامل موثر در مقدار کلی هزینه‌های اضافی نیست.

فرایند برنامه‌ریزی برای جلوگیری از کم‌آمدن ظرفیت

در فرایند برنامه‌ریزی مراکزداده دربارهٔ نیازهای آینده چنین پیش‌فرض‌هایی را در نظر می‌گیرند:

  • هزینهٔ جبران کمبود ظرفیت موجود در مراکزداده زیاد است و باید پیش‌گیری شود.
  • افزایش ظرفیت در نیمهٔ چرخهٔ عمر تجهیزات سنتی، هزینهٔ بسیاری درپی دارد.
  • انجام کارهایی که برای افزایش ظرفیت مرکزداده در میانهٔ چرخهٔ عمر تاسیسات انجام می‌شوند، با ریسک زیاد ازکارافتادگی سیستم همراه است که پذیرفته نیست.
  • طراحی و برنامه‌ریزی لازم برای ظرفیت نهایی مراکزداده باید پیشاپیش و به‌طور کامل انجام بشود.
  • مقدار مصرف مرکزداده رفته‌رفته افزایش می‌یابد، ولی نمی‌توان پیش‌بینی مطمئنی برای این افزایش ارائه داد.

نتیجهٔ داشتن این پیش‌فرض‌ها آن است که معمولا مراکزداده را پیشاپیش برای برآوردن نیازهای نامشخصی برنامه‌ریزی و طراحی می‌کنند و آن‌ها را با ظرفیت بیشتر می‌سازند. ظرفیتی که مقدار آن را برای احتیاط از هر سناریوی رشد و توسعهٔ منطقی بیشتر در نظر می‌گیرند.

دلایل اصلی برآورد بیشتر از نیاز

طرح‌هایی که از فرایند برنامه‌ریزی بیرون می‌آید، به‌طور میانگین و چنان‌که با نتایج واقعی نیز منطبق است، بهره‌وری بسیار کمی در استفاده از ظرفیت دارند که باید از دیدگاه اقتصادی آن را نوعی نقص دانست. با این حال در بررسی فرایند برنامه‌ریزی هیچ نقص اساسی مشاهده نمی‌شود. این تناقض آشکار را می‌توان با بررسی دقیق‌تر داده (Data) و محدودیت‌های فرایند برنامه‌ریزی توضیح داد. نمودار شکل ۲ توزیع مقدار ظرفیتی را که در پروژه‌های واقعی استفاده می‌شود نشان می‌دهد؛ که برابر است با مصرف واقعی تقسیم‌بر ظرفیت واقعی نصب‌شده.

توزیع مصرف واقعی نسبت به ظرفیت نصب‌شده در مراکز داده معمول
شکل  ۲ – مقاله ۳۷

شکل ۲: نمودار توزیع مصرف واقعی نسبت به ظرفیت نصب‌شده در مراکزدادهٔ معمول

از بررسی‌ داده دیدگاه‌های زیر به‌دست می‌آید:

  • انتظار می‌رود مقدار «مصرف واقعی» در بیشتر مراکزداده تقریبا ۵۰ درصد از «ظرفیت واقعی نصب‌شده» باشد.
  • انتظار می‌رود ظرفیت بی‌استفاده و مازاد نیز در بیشتر پروژه‌ها ۵۰ درصد باشد.
  • مقدار مصرف واقعی آشکارا متفاوت است. این نشان می‌دهد در حین فرایند طراحی نمی‌توان شرایط آینده را پیش‌بینی کرد.
  • اگر ظرفیت نصب‌شده ۵۰ درصد از آنچه که اکنون متداول است تعیین می‌شد، آنگاه تقریبا ۴۰ درصد از مراکزداده در میانهٔ چرخهٔ عمر خود نمی‌توانستند الزامات مصرف را برآورده سازند.
  • برآورد کردن به‌شیوهٔ فعلی بر اساس سبک‌سنگین کردن منطقی انجام می‌شود. بدین ترتیب که برآورد بیشتری برای سیستم در نظر می‌گیرند تا از احتمال کم‌آمدن ظرفیت برق در طول چرخهٔ عمر بکاهند و سیستم را از مشکلات ناشی از تغییراتی که با افزایش مقدار «مصرف واقعی» نهایی پیش می‌آیند به‌دور نگه دارند.

می‌بینیم که نتیجهٔ دور از انتظاری به‌دست آمد: با توجه به محدودیت‌های بسیار در طراحی‌های سنتی همچنین پیش‌بینی‌ناپذیر بودن مقدار مصرف فاوا، بیشتر گرفتن ظرفیت مرکزداده در هنگام برنامه‌ریزی کاری منطقی است. اگر هزینهٔ جبران کمبود برق ضروری در مرکزداده‌ای که از تامین آن ناتوان است گران باشد، بهترین راهکار برای به‌حداقل رساندن هزینهٔ کلی سیستم (با توجه به روش‌های سنتی ساخت مراکزداده) همان است که برآوردها را بسیار بیشتر از نیاز در نظر بگیریم.

معماری و روش برای جلوگیری از برآورد بیشتر از نیاز

مشکل اصلی در فرایند برنامه‌ریزی زیرساخت مرکزداده که همان ناممکن بودن تعیین نیازها در آینده باشد، چالش پابرجایی است که بدون پیش‌بینی کردن آینده برطرف نمی‌شود. راهکار اصلی در چنین وضعیتی یافتن شکلی از راه‌حل احتمالی است که با آن بتوان از پس هر نیازمندی پیش‌بینی‌نشده‌ای برآمد.

موانع انطباق‌پذیری (Adaptability)

پس از اینکه مشکلات ناشی از برآورد بیشتر از نیاز در مراکزداده را بررسی‌ کردیم، پرسشی پیش می‌آید. اینکه چرا برآورد بیشتر از نیاز را پیشاپیش و در هنگام ساختن تاسیسات انجام می‌دهیم؟ چرا به‌جای آن در همان زمانی که نیاز پیش می‌آید راهکاری برای تامین مصرف واقعی پیدا نکنیم؟

در واقع بیشتر مراکزداده برنامه‌ای از پیش طراحی‌شده برای رشد و توسعه دارند. مثلا نصب رک‌ها اغلب مرحله‌به‌مرحله انجام می‌شود. در بخش توزیع برق نیز ساختار نهایی را مرحله‌به‌مرحله کامل می‌کنند. در برخی موارد برای نصب افزونه‌‌های UPS نیز این‌چنین عمل می‌شود. با به‌کارگیری این روش‌ها می‌توان در هزینه‌های کلی چرخهٔ عمر مرکزداده صرفه‌جویی کرد. گرچه هزینهٔ نصب تجهیزاتی که بعدتر در هنگام نیاز افزوده می‌شوند اغلب بسیار بیشتر از حالتی است که در همان ابتدا نصب می‌شوند. به همین دلیل نیز طراحان ترجیح می‌دهند تمامی تجهیزات را پیشاپیش به‌طول کامل نصب کنند. بنابراین در عمل تنها کمی صرفه‌جویی در هزینه به‌دست می‌آید.

روش و رویکرد برای ایجاد زیرساخت انطباق‌پذیر

زیرساخت در روش و طراحی مطلوب باید بتواند پیوسته خود را با تغییر نیازها سازگار کند. این‌چنین روش و معماری می‌بایست ویژگی‌های زیر را در خود داشته باشد:

  • مهندسی به‌شیوهٔ تک‌مرحله‌ای در طراحی مرکزداده کاهش یابد.
  • زیرساخت مرکزداده به‌شکل ماژولار [مطالعهٔ بیشتر] و در بلوک‌های از پیش طراحی‌شده باشد.
  • اجزای ضروری در مسیرهای عمومی و کانال‌های آسانسور نصب شده باشد، چنان‌که در آینده بتوان آن‌ها را به‌کار گرفت، بدون اینکه در مدارهای برق‌دار به کابل‌کشی نیاز باشد. این ویژگی امکان توسعه را با هزینهٔ کمتر فراهم می‌سازد.
  • در مکان مرکزداده آماده‌سازی‌های تخصصی همچون اجرای کف‌های کاذب کاهش یابد.
  • سیستم بدون نیاز به تغییر و انجام اصلاحات بتواند با پیکربندی N یا N+1 یا 2N عمل کند.
  • کارهای مربوط به نصب همچون کابل‌کشی، مته‌زنی، برش‌دهی بسیار کم باشد.
  • برای افزایش ظرفیت به مجوزهای ویژه یا طی کردن رویه‌های قانونی نیازی نباشد.
  • هزینهٔ نگهداری تجهیزات در سیستم ماژولار مساوی یا کمتر از سیستم متمرکز سنتی باشد.

سطوح اجرایی و دست‌یافتنی در انطباق‌پذیری

اگر سیستم زیرساخت فیزیکی انطباق‌پذیر شود، بخش‌های سایه‌دار در شکل ۱ که هدررفت ناشی از برآورد بیشتر از نیاز را نشان می‌دهد، به‌مقدار زیادی کاهش می‌یابد. تفاوت سطح بخش سایه‌دار میان شکل ۱ و شکل ۳ مقدار این صرفه‌جویی را نشان می‌دهد.

نمودار ظرفیت برق در طول چرخهٔ عمر مرکز داده
شکل  ۳ – مقاله ۳۷

شکل ۳: نمودار ظرفیت برق در طول چرخهٔ عمر مرکزداده

توجه داشته باشید با به‌کار بردن این شیوه، «ظرفیت نصب‌شده» در نصب و تنظیمات اولیه به‌اندازهٔ ظرفیت نهایی سالن توسعه نمی‌یابد. «ظرفیت طراحی» نیز این قابلیت را دارد که برای سازگاری با تغییراتی که بعدتر در مصرف واقعی پیش می‌آید تغییر کند. این حالت با سناریویی که در شکل ۱ توضیح دادیم متفاوت است.

ابزار TradeOff8 یا «محاسبه‌گر برنامه‌ریزی طراحی مرکزداده» [3] در تحلیل تاثیرات ماژولاریتی، همچنین در ارزیابی سبک‌سنگین کردن ویژگی‌های طراحی به تصمیم‌گیرندگان اصلی کمک می‌کند. بدین ترتیب در مراحل ساخت مرکزداده جلوی تصمیم‌های اشتباه و پرهزینه را می‌گیرد. شکل ۴ نمونه‌ای از خروجی این ابزار را نشان می‌دهد.

معماری InfraStruxure محصول اشنایدر الکتریک نمونه‌ای است از سیستم‌های انطباق‌پذیر که الزامات بالا را نیز برآورده می‌سازد. در معماری InfraStruxure می‌توان بیش از ۷۰ درصد از سیستم برق را به‌گونه‌ای اجرا کرد که همگام با نیاز مرکزداده رشد کند و توسعه یابد. اجزای سیستم برق شامل ورودی اصلی تابلو برق، پنل‌های اصلی توزیع برق، همچنین ژنراتورهای آماده‌به‌کار (Standby) معمولا همگی به‌طور کامل از پیش اجرا می‌شوند که در عمل ویژگی‌های آن‌ها را متناسب با ظرفیت نهایی طراحی تعیین می‌کنند. برای سازگاری با مصرف متغیر (Changing Load) می‌بایست UPS، سیستم باتری، واحدهای توزیع برق (PDU)، تابلو برق اضطراری، همچنین کابل‌های توزیع برق در رک‌ها همگی به‌شکل ماژولار نصب شوند. سرمایش InRow از اشنایدر الکتریک نمونه‌ای از روش سرمایشی است که برای متناسب بودن با افزایش نیاز مصرف به‌خوبی انعطاف دارد.

تصویری از محاسبه‌گر طراحی مرکز داده TradeOff8
شکل  ۴ – مقاله ۳۷

شکل ۴: تصویری از محاسبه‌گر طراحی مرکزداده (TradeOff8)

بعضی از طراحان مرکزداده در تامین توسعه‌پذیری تاسیسات (Scalability) گامی پیش‌تر نیز برمی‌دارند و دستگاه‌های برق و سرمایش را به‌شکل سیستم بسته طراحی می‌کنند. مقالهٔ «ماژول‌های بستهٔ برق و سرمایش در مراکزداده» [4] به‌تفصیل توضیح می‌دهد که چگونه اجرای این ماژول‌های تاسیساتی استاندارد که مونتاژشده و یکپارچه‌ هستند دست‌کم ۶۰ درصد سریع‌تر است و باعث صرفه‌جویی در هزینهٔ اولیه می‌شود.

مقالهٔ «تحلیل بهای تمام‌شدهٔ مراکزدادهٔ سنتی در مقایسه با سیستم بستهٔ توسعه‌پذیر» [5] نیز نشان می‌دهد چگونه از تبدیل کردن مرکزدادهٔ سنتی (که ظرفیت را بیشتر از نیاز در نظر می‌گیرد) به ماژول‌های تاسیساتی توسعه‌پذیر برق و سرمایش (که به‌تدریج توسعه می‌یابند) صرفه‌جویی به‌دست می‌آید.

توجه کنید که اینجا بیشتر به ویژگی‌های سیستم برق و سرمایش توجه کردیم که در هزینهٔ کلی زیرساخت فیزیکی مرکزداده مهم‌تر هستند. در تکمیل مبحث باید تحلیل دیگری نیز برای درک نیاز به فضای فیزیکی، الزامات محافظت از تجهیزات در برابر آتش، همچنین الزامات امنیتی انجام شود.

نتیجه‌گیری

برآوردها در مراکزداده معمولا تا ۱٫۵ برابر بیشتر از ظرفیت واقعی نهایی است. برآورد بیشتر از نیاز موجب می‌شود هزینه سرمایه‌ای همچنین هزینه در بخش نگهداری و انرژی تقریبا تا ۳۰ درصد افزایش یابد. این بخش بزرگی از هزینهٔ کلی چرخهٔ عمر مرکزداده را تشکیل می‌دهد. با اجرای روش و معماری انطباق‌پذیر در بخش زیرساخت، آن‌چنان که توسعه به‌شکل همگام با افزایش نیاز تجهیزات انجام بشود، می‌توان هزینه‌های اضافی را هم‌زمان با داشتن پایایی (Availability) بالا کاهش داد.

پانویس

[1] این مطلب بخشی از کتاب «آئین‌نامه مهندسی مرکزداده» و ترجمه فارسی مقالهٔ زیر است:

APC White Paper 37: “Avoiding Costs from Oversizing Data Center and Network Room Infrastructure” – Revision 7

نویسنده نیل راسموسن (Neil Rasmussen) [آشنایی با نویسنده و مطالعهٔ مقالات فارسی او]، مترجم نازلی مجیدی، بازنویسی و ویراستاری پرهام غدیری‌پور، به‌کوشش دکتر بابک نیکفام، تهیه‌شده در باشگاه مراکزداده

[2] APC White Paper 143: Data Center Projects: Growth Model

[3] Data Center Design Planning Calculator 

[4] APC White Paper 163: Containerized Power and Cooling Modules for Data Centers 

[5] White paper 164: TCO Analysis of Traditional vs. Scalable, Containerized Data Centers 

درج دیدگاه

برای درج دیدگاه کلیک کنید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

سوال امنیتی *