انتخاب سردبیر معرفی ۱۸ مرکزدادهٔ پیشروی جهان معرفی مراکز داده

مرکزداده دانشگاه سیراکیوز

مرکز داده دانشگاه سیراکیوز برای عملیات رایانش اصلی دانشگاه و کارهای آزمایشگاهی و پژوهشی
مرکزدادهٔ دانشگاه سیراکیوز برای عملیات رایانش اصلی دانشگاه و کارهای آزمایشگاهی و پژوهشی

مرکزدادهٔ دانشگاه سیراکیوز [1]

آنچه می‌خوانید

مرکزدادهٔ پیشروی دانشگاه سیراکیوز تاسیسات دو منظوره است؛ هم نیاز فاوای بخش اداری دانشگاه را برطرف می‌کند، هم در خدمت پژوهش‌های علمی است که سیستم‌های مرکزداده را بررسی می‌کنند. به همین دلیل است که افزونگی این تاسیسات کم‌نظیر است: از هر دو سیستم سرمایش با هوا و سرمایش با آب استفاده می‌کند و سرمایش طبیعی هم دارد. از هر دو سیستم برق AC و DC بهره می‌برد و هم برق شهری مصرف می‌کند، هم خودش برق تولید می‌کند.

این تاسیسات سیستم CHP دارد که هم‌زمان برق و گرمایش و سرمایش را فراهم می‌کند. برای تولید برقِ داخل تاسیسات از توبین گازی مقیاس‌کوچک بهره می‌برد. برای سرمایش از سیستم سرمایش آبی حلقه‌بسته با مبدل‌های برودتیِ درب عقب RDHx و مبدل‌های برودتی جنبی استفاده می‌کند.

مرکزدادهٔ این دانشگاه که عضو پیمان تغییرات آب‌وهوایی رؤسای دانشگاه‌های آمریکا است، گواهینامه LEED‌ نقره دارد.

مصاحبه با کریس سِدور نایب‌رئیس بخش فاوا و مدیر ارشد فاوای دانشگاه سیراکیوز.

آشنایی با مرکزدادهٔ دانشگاه سیراکیوز

مرکز داده دانشگاه سیراکیوز برای عملیات رایانش اصلی دانشگاه و کارهای آزمایشگاهی و پژوهشی
مرکزدادهٔ دانشگاه سیراکیوز

تصویر: مرکزدادهٔ دانشگاه سیراکیوز در نیویورک، هم سالن سرورِ عملیات رایانش اصلی دانشگاه است و هم تاسیسات امور آزمایشگاهی و پژوهشی.

بیشتر مراکزدادهٔ مدرن به‌اندازهٔ کافی سیستم افزونه دارند؛ اما کمتر می‌توانند با افزونگی و راهکارهای محتاطانهٔ زیرساخت فیزیکیِ مرکزدادهٔ اصلی دانشگاه سیراکیوز برابری کنند.

این مرکزداده را در سال ۲۰۰۹ ساخته‌اند تا با آن سیستم‌های فاوای اداری و دانشگاهیِ ۱٬۵۰۰ عضو تمام‌وقت و نیمه‌وقتِ هیئت علمی و نزدیک به ۲۰ هزار دانشجوی این دانشگاه را اداره کنند. این مرکزداده افزونگی به‌معنای واقعی دارد: از هر دو جریان برق AC و DC بهره می‌گیرد و از هر دو نوع سیستم سرمایش با هوا و سرمایش با آب استفاده می‌کند. همچنین افزون بر منبع تولید برق خودِ تاسیسات، از منبع برق شهری نیز بهره می‌گیرد. بیشتر مراکزداده یکی از این فناوری‌ها را برمی‌گزینند؛ اما این مرکزداده از همهٔ آن‌ها با‌ هم بهره گرفته است.

علت آن است که این تاسیسات ۱٬۱۰۰ متر مربعی، هم‌زمان برای عملیات رایانش اصلی دانشگاه و برای کار پژوهشیِ پیشرفته استفاده می‌شود. محققان در این آزمایشگاه سیستم‌های مکانیکی و الکتریکی فعال مرکزداده را تحلیل می‌کنند. آنگاه با استفاده از داده‌های جمع‌آوری‌شده، مدل‌ها و ابزارهای شبیه‌سازی ایجاد می‌کنند. با این ابزارها مصرف انرژی مرکزداده را پایش و مدیریت می‌کنند و به پیش‌بینی‌هایی دست می‌یابند.

تعجبی ندارد که از طراحی این مرکزداده چنین بهره‌وری انرژی بسیار خوبی به دست آمده است. آن‌ها برای مهیاکردن برق اصلی از ۱۲ توربین مقیاس‌کوچک ۶۵ کیلوواتی با سوخت گاز طبیعی استفاده می‌کنند. برای فراهم‌کردن سرمایش، ۲ چیلر جذبی با ظرفیت ۱۵۰ تن تبرید دارند. برای مهیاکردن گرمایش، ۲ مبدل حرارتی را به خدمت گرفته‌اند. همهٔ این‌ها با هم سیستم CHP را تشکیل می‌دهند که هم نیاز آب سرد مرکزداده را فراهم می‌سازد و هم به ساختمان ۸٬۵۰۰ متر مربعیِ کناری گرما می‌دهد. گرمای بازیافتی که به‌طور کلی این سیستم تولید می‌کند، برابر ۴٫۱ میلیون BTU ـ[2] است.

«کریس سِدور» (Chris Sedore) نایب‌رئیس بخش فاوا و مدیر ارشد فاوای دانشگاه سیراکیوز، در مصاحبهٔ زیر می‌گوید هنگام طراحی و ساخت این مرکزدادهٔ دو منظوره، چه درس‌هایی آموخته و با چه چالش‌هایی روبه‌رو شده است.

مشخصات تاسیسات

نشان دانشگاه سیراکیوز (Syracuse)

  • نام سازمان: دانشگاه سیراکیوز
  • مکان: ایالت نیویورک، شهر سیراکیوز (Syracuse)
  • شروع‌به‌کار: دسامبر ۲۰۰۹
  • ویژگی‌های چشمگیر: توربین‌های گازی مقیاس‌کوچک برای تامین برق، سیستم CHP برای تامین سرمایش و گرمایش و برقِ ساختمان مرکزداده و ساختمان کناری، استفاده از هر دو نوع برق AC و DC، سیستم سرمایش آبی حلقه‌بسته با مبدل‌های برودتی درب عقب RDHx و مبدل‌های برودتی جنبی، دارای گواهینامه LEED‌ نقره
  • مدت زمان طراحی و ساخت: ۱۴ ماه
  • اندازه: ۱٬۱۰۰ متر مربع مساحت کل، شامل ۵۶۰ متر مربع سالن سرور
  • برق: دو منبع افزونه ۷۵۰ کیلوواتی، ۶۰۰ کیلووات ظرفیت برای فاوا
  • رتبه‌بندی: کلاس دو  (Tier 2)
  • تعداد رک: ۷۰ رک
  • ظرفیت برق: میانگین ۸ کیلووات بر رک، حداکثر ۳۵ کیلووات
  • زیرساخت‌ها: کابل‌کشی ساخت‌یافته در بالای رک‌ها، کابل‌های برق و لوله‌کشی آب برای سیستم سرمایش با مایع و سیستم سرمایش با هوا همگی از کف کاذب ۹۰ سانتی‌متری
  • بار سازه‌ای: ۲٬۲۰۰ کیلوگرم بر متر مربع
  • سیستم اطفای حریق: Novec 1230
گواهی‌نامهٔ LEED

«مدیریت انرژی و طراحی زیست محیطی» (Leadership in Energy and Environmental Design) یا به‌اختصار LEED سیستم رتبه‌دهی به طراحی و ساخت و عملکرد ساختمان‌های سبز است که از سال ۱۳۷۷ ش. آغاز شده است. مالکین ساختمان‌ها می‌توانند داوطلبانه در این رتبه‌دهی شرکت کنند. LEED معیارهای مشخصی در سنجش دارد که مطابق آن هر ساختمان با گرفتن حداقل امتیاز ۴۰ و حداکثر امتیاز ۱۱۰ یکی از چهار رتبهٔ «تایید شده»، «نقره»، «زرین» و «پلاتین» را بر اساس سنجش در ۶ موضوع زیر دریافت می‌کند:

نشان گواهی‌نامه LEED

  1. سازهٔ سازگار با محیط زیست
  2. بهره‌وری آب
  3. بهره‌وری از انرژی و سازگاری با جو زمین
  4. مواد و مصالح و منابع
  5. کیفیت محیط داخلی ساختمان
  6. نوآوری و طراحی

این سیستم رتبه‌دهی هم‌اکنون در بیش از ۱۳۵ کشور جهان اجرا می‌شود.

متن مصاحبه

الگر: می‌دانم با اینکه این مرکزداده تاسیسات رایانشی فعال و اصلی دانشگاه است، شما از آن برای سنجش میزان بهره‌وری سیستم‌های مراکزداده هم استفاده می‌کنید. می‌شود گفت اینجا آزمایشگاهی است تحقیقاتی برای آزمودن چیزهایی که می‌توان در مراکزداده انجام داد.

سدور: بی‌شک همین طور است. من مرکزدادهٔ دیگری را نمی‌شناسم که به این شکل و با چنین هدفی ساخته باشند. تاسیساتی دیده‌ام که فقط هدف تحقیقاتی داشته‌اند؛ یعنی آن‌ها را می‌سازند و در آن‌ها بار آزمایشی قرار می‌دهند تا آزمایش بشود. مراکزداده‌ای هم که عملیات رایانشی اصلی سازمان‌ها را بر عهده دارند بسیار هستند. با این حال به نظرم مرکزداده‌ای با چنین کاربرد تلفیقی که ما ساخته‌ایم بی‌مانند است.

برای عملی‌کردن چنین کاری، تحلیل‌های زیادی انجام داده‌ایم و گزینه‌های طراحی زیادی اجرا کرده‌ایم. از خودمان پرسیدیم: «کجا نیاز به ارزیابی و سنجش داریم و چگونه باید سنجش را انجام بدهیم تا مطمئن بشویم می‌توان فلان چیز را اندازه‌گیری کرد؟» اکنون معیارهای خوب بسیاری موجود هستند؛ اما شاید به اندازه‌ای که محققان ما می‌خواهند علمی نباشند.

نمای قسمت بیرونی دیوار ساختمان مرکز داده دانشگاه سیراکیوز
نمای قسمت بیرونی دیوار ساختمان مرکزدادهٔ دانشگاه سیراکیوز

تصویر: نمای نزدیک از بیرون دیوار ساختمان مرکزدادهٔ دانشگاه سیراکیوز

الگر: می‌توانید از چیزهایی که در این مرکزداده اندازه‌گیری می‌شود، چند نمونه بگویید؟

سدور: البته اینکه همه‌چیز را اندازه‌گیری می‌کنیم که شوخی است؛ این حرف کمی اغراق‌آمیز است. با این حال ما اینجا سنجش‌های دقیق بسیاری انجام می‌دهیم. برای نمونه در بخش توزیع برق می‌توانیم کل مصرف را در تمام طول مسیر برق‌رسانی اندازه‌گیری کنیم. از اتصال به منبع برق یعنی شبکهٔ برق شهری یا توربین‌ها، تا زنجیره توزیع برق تا خود پریز‌های روی رک‌ها. این کاری که دربارهٔ مصرف برق بیشتر سرورها می‌کنیم، مثل این است که از خود همان سرور بپرسیم چقدر برق مصرف می‌کند. بدین ترتیب می‌توانیم عملکرد سیستم را در سرتاسر زنجیره ببینیم. به همین ترتیب فضای سرمایشی را هم می‌سنجیم تا ببینیم عملکرد سیستم سرمایشی چگونه است. در واقع این نوآوری عبارت است از جمع‌آوری مقادیر زیادی داده دربارهٔ عملکرد قسمت‌های مختلف سیستم. چیزی که ما اکنون دربارهٔ آن تحقیق می‌کنیم این است که چگونه همهٔ این داده‌ها را جمع‌آوری و پردازش کنیم؛ طوری که هم برای اهداف اجرایی و هم برای اهداف تحقیقاتی بتوان استفاده کرد.

الگر: پس از جمع‌آوری و پردازش داده‌ها، با آنچه به دست می‌آورید چه می‌کنید؟ نتایج را در اختیار کسانی می‌گذارید که می‌خواهید سرورهایشان را به این مرکزداده بیاورند؟ یا در دسترس عموم می‌گذارید تا کل صنعت مرکزداده از آن بهره‌مند شود؟

سدور: بی‌شک امیدواریم چیزهایی را که یاد می‌گیریم به اشکال گوناگون با دیگران سهیم بشویم. انتشار مطبوعات آموزشی از قبل یکی از فعالیت‌های ما بوده است. بدین ترتیب امیدواریم دربارهٔ راه‌های مختلفِ دستیابی به مرکزدادهٔ با بهره‌وری بسیار خوب، مقالاتی از محققان و فارغ‌التحصیلان این دانشگاه منتشر کنیم. یکی از انگیزه‌های ما فهمیدن این نکته است که چرا بیشتر وقت‌ها از چیزهایی که در طراحی در نظر می‌گیرند، نتایجی که انتظار دارند به دست نمی‌آورند. چنین مشکلی هم در ساخت‌وساز مرکزداده وجود دارد و هم به‌طور کلی در ساختمان‌سازی. ما واقعا دوست داریم در جایگاهی باشیم که بتوانیم به اصلاح‌کردن این مدل‌ها کمک کنیم؛ برای اینکه تا می‌شود در عمل همان نتایجی را به دست آورند که در طراحی پیش‌بینی کرده‌اند.

الگر: به‌طور کلی راهبرد دانشگاه سیراکیوز دربارهٔ مرکزداده چیست؟ آیا همین یک مرکزداده نیاز شما را تا آیندهٔ قابل پیش‌بینی برآورده می‌کند یا در نظر دارید بعد از این مراکزدادهٔ دیگری هم بسازید؟

سدور: هنگام طراحی این مرکزداده، من دربارهٔ رایانش اصلی می‌گفتم: «پیش‌بینی می‌کنم این مرکزداده به‌راحتی نیازهای برق و سرمایش ما را تا ۵ سال دیگر تامین کند و باور دارم که از نظر فضا نیز تا ۱۰ سال آینده نیازهای ما را برآورده خواهد کرد.» پیش‌بینیِ کافی‌بودن برق و سرمایش برای آینده، از پیش‌بینیِ کافی‌بودن فضا خیلی سخت‌تر است. آن‌وقت که این را گفتم مجبور نبودم برای درست‌بودن پیش‌بینی خودم قول شرف بدهم! با این حال این پیش‌بینی‌ها ما را به مسیری برد که می‌خواستیم.

بدین ترتیب پیش‌بینی نمی‌کنم برای ظرفیت اصلی خودمان مرکزدادهٔ دیگری بسازیم. با این حال احتمال دارد یک مرکزدادهٔ کوچک‌تر برای پشتیبانی از سیستم‌های اصلی بسازیم که تجهیزات Core شبکهٔ محوطهٔ شمالیِ دانشگاه را هم در خود جا بدهد.

الگر: به‌سادگی نمی‌توان ساختمان مرکزدادهٔ شما را از نوع مرکزدادهٔ سنتی دانست. بر چه اساس انتخاب کردید کدام‌یک از اجزای زیرساخت فیزیکی افزونگی داشته باشد؟

سدور: سوال بسیار خوبی است. هنگام ساخت این مرکزداده ما تلاش می‌کردیم الزاما بر اساس قاعده‌های سرانگشتی و تجربه‌های موفق پیش نرویم. البته این‌طور کار کردن همیشه بد نیست؛ با این حال ما واقعا می‌خواستیم در طراحی این مرکزداده همه‌چیز را تا حد ممکن بهینه کنیم. در هنگام نتیجه‌گیریِ قطعی دربارهٔ اینکه در کدام قسمت‌ها افزونگی داشته باشیم، تصمیم‌گیری ما بر اساس میزان احتمال از کارافتادگی و احتمال قطع‌شدن برق در قسمت‌های مختلف سیستم بود. برای نمونه پیشینهٔ کار توربین‌های مقیاس‌کوچک را بررسی کردیم.

«تلاش می‌کردیم الزاما بر اساس قاعده‌های سرانگشتی و تجربه‌های موفق پیش نرویم. البته این‌طور کار کردن همیشه بد نیست؛ با این حال ما واقعا می‌خواستیم در طراحی این مرکزداده همه‌چیز را تا حد ممکن بهینه کنیم.»

از نظر من یکی از چیزهایی که در طراحی مرکزداده بسیار مهم است، تغییرپذیر بودن آن است. بدین ترتیب چنانچه تغییر در سیستم برق ضرورت پیدا کند، من می‌خواهم زیرساختِ قابل ارتقا داشته باشم. این همانند همان اصول طراحی ماژولار در فاوا است. در برخی جاها اجزای تاسیسات لزوما با چنین رویکردی طراحی نمی‌شود که خوشبختانه کار ما این‌طوری نیست. شما وقتی برای ساختمان سیمان آوردید و خالی کردید، دیگر باید یک کاریش بکنید. پیش از چنین کاری باید بگویید: «خوب اگر این را به‌شیوهٔ دیگری طراحی بکنیم، تغییرپذیریِ خیلی بیشتری خواهیم داشت».

برگردیم به سوال شما. دربارهٔ افزونگی باید بگویم ما کوشش کرده‌ایم عوامل شناخته‌شدهٔ تاثیرگذار بر بازدهی و ریسک را در همهٔ اجزای سیستم بررسی کنیم و سپس بر اساس همین ویژگی‌ها دربارهٔ افزونگی تصمیم بگیریم.

برق اصلی مرکز داده دانشگاه سیراکیوز از ۱۲ توربین مقیاس کوچک ۶۵ کیلوواتی تامین می‌شود که به‌جای UPS هم عمل می‌کنند.
۱۲ توربین مقیاس‌کوچک ۶۵ کیلوواتی که به‌جای UPS هم عمل می‌کنند.

تصویر: برق اصلی مرکزدادهٔ دانشگاه سیراکیوز از ۱۲ توربین مقیاس‌کوچک ۶۵ کیلوواتی تامین می‌شود که علاوه بر تامین برق اصلی به‌جای UPS هم عمل می‌کنند.

الگر: دربارهٔ توربین‌های مقیاس‌کوچک بیشتر توضیح بدهید. به نظرم این از ویژگی‌های جالب مرکزدادهٔ شما است و چیزی است که در مراکزدادهٔ دیگر زیاد به چشم نمی‌خورد.

سدور: توربین مقیاس‌کوچک واقعا فناوری بسیار جالبی است. این‌ها در واقع موتورهای جت کوچکی هستند که با سوخت‌های گوناگون همچون گاز طبیعی یا دیزل یا گاز حاصل از تجزیهٔ زباله‌های دفن‌شده کار می‌کنند. ما در این مرکزداده ۱۲ تا از این توربین‌ها داریم که برق تولید می‌کنند و هوای گرم پس می‌دهند. مقدار نامی برق تولیدشدهٔ هریک از آن‌ها ۶۵ کیلووات است.

در مرکزدادهٔ ما توربین‌های مقیاس‌کوچک کمی استثنایی هستند؛ چون شیوهٔ مونتاژشان به‌گونه‌ای است که می‌توانیم از آن‌ها به‌جای UPS هم استفاده کنیم. به‌دلیل نوع ساختار اینورترهای درون آن‌ها، می‌توانیم یک ردیف باتری در مرکزِ جریان توربین نصب کنیم و بگذاریم توربین‌ها برای تولید برقی که مرکزداده نیاز دارد، از این باتری‌ها استفاده کنند.

الگر: چه‌چیز باعث شد شما به‌جای استفاده از منابع متداول برق شهری و ژنراتور پشتیبان، برای منبع اصلی برق از توربین‌های مقیاس کوچک استفاده کنید؟

سدور: اگر دیدگاه شما فقط این‌طوری باشد که: «ما برق لازم داریم و می‌خواهیم آن را از بهترین راه به دست بیاوریم»، مزایای استفاده از شبکهٔ برق شهری در بیشتر مناطق بسیار بهتر از تولید برق در محل است. با این حال باید دیدِ کلی داشته باشید. باید همه‌چیز را در نظر بگیرید؛ از جایی که برق تولید می‌شود تا وقتی که از آن در مرکزداده استفاده می‌شود. باید ببینید در این زنجیره کجا هدررفت دارید. این مسئله در موسسهٔ ما اهمیت بیشتری دارد؛ چون یکی از امضاکنندگان «پیمان تغییرات آب‌وهوایی رؤسای دانشگاه‌های آمریکا» [3] هستیم و واقعا تلاش می‌کنیم آثار زیست‌محیطی کارهایمان را در نظر داشته باشیم.

نیروگاهی که زغال‌سنگ می‌سوزاند، انرژی زیادی را به‌شکل گرما هدر می‌دهد. در چنین وضعیتی می‌توانیم از گرما که محصول جانبی فرایند تولید برق است، هم برای سرمایش مرکزداده و هم برای گرمایش ساختمان کناری استفاده کنیم. در مقایسه با برق شهری، با این شیوه بهتر و کامل‌تر از انرژی استفاده می‌کنیم. این در محاسبات هزینه هم موثر است.

پیمان تغییرات آب‌وهوایی رؤسای دانشگاه‌های آمریکا

پیمان تغییرات آب‌وهوایی رؤسای دانشگاه‌های آمریکا (ACUPCC) طرحی است با هدف تقویت سازگاری با محیط زیست و کاستن از میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای در محیط‌ها و مجتمع‌های آموزشی. دانشگاه سیراکیوز همراه ۱۵۱ موسسهٔ دیگر در سال ۲۰۰۷ منشور ACUPCC را امضا کرده است. این دانشگاه در سال ۲۰۰۹ برنامه‌ای را در بخشی از این طرح تدوین و آغاز کرد تا بتواند مقدار خالص کربن منتشرشدهٔ این دانشگاه را تا سال ۲۰۴۰ به صفر برساند.

الگر: سیستم CHP این مرکزداده هم‌زمان سرمایش و گرمایش و برق تولید می‌کند؛ دراین‌باره بگویید. 

هوای داغ خروجی توربین‌های مقیاس کوچک مرکز داده در مبدل‌های حرارتی جریان می‌یابد. آب داغی که از آن به دست می‌آید برای گرمایش ساختمان کناری به کار می‌رود.
مبدل‌های حرارتی

تصویر: هوای داغ خروجیِ توربین‌های مقیاس‌کوچک که ۳۰۷ درجه حرارت دارند، در مبدل‌های حرارتی (تصویر) جریان می‌یابد. از آن آب داغی فراهم می‌شود که برای گرمایش ساختمان کناری به کار می‌رود.

سدور: الگوی کار سیستم CHP ما به این شکل است که گاز به توربین‌های مقیاس‌کوچک می‌رود و برق از آن خارج می‌شود. این برق برای فراهم‌کردن نیاز سالن مرکزداده است. سپس گرمای ناشی از کار توربین‌ها به دو جا می‌رود. یا وارد مبدل حرارتی می‌شود که آب گرم تولید می‌کند. از این آب گرم برای گرمایش ساختمان کناری استفاده می‌کنیم. یا وارد سیستمی می‌شود که به آن چیلر جذبی می‌گویند. چیز خیلی خوبی است! چیلر جذبی هوای گرم را می‌گیرد و با آن آب سرد تولید می‌کند. شبیه مبرد پروپان است؛ البته اگر تا حالا اسم آن به گوشتان خورده باشد. موتوری است که از گرما آب سرد تولید می‌کند. ظرفیت آب سرد ما حدود ۳۰۰ تن تبرید است که از آن سرمایش بسیار زیادی فراهم می‌شود. شاید برای همهٔ وضعیت‌های احتمالی در ساختمان کناری کافی نباشد؛ اما در بیشتر مواقع هم‌زمان برای تامین سرمایش مرکزداده با بار کاریِ کامل و ساختمان کناری کافی است.

الگر: فرض کنید بخواهیم در ساخت مرکزداده چنین سیستمی داشته باشیم؛ اما ساختمان دیگری در کنار مرکزداده نباشد که بتوانیم از فرآورده‌های فرعی این راهکار استفاده کنیم. یعنی فقط یک ساختمان جدا داریم. آیا چنین حالتی سبب کاهش مزایای این راهکار می‌شود، یا ممکن است استفاده از آن مفید نباشد؟

سدور: چه سوال خوبی! این بستگی دارد. در واقع باید از چند جنبه به این مسئله نگاه کرد. یکی هزینهٔ برق در منطقه‌ای است که سایت مرکزدادهٔ شما در آن است؛ یعنی تفاوت بین هزینهٔ خرید برق و هزینهٔ تولید آن. اگر تاسیسات شما در منطقه‌ای باشد که در آن بهای گاز طبیعی بسیار کم و بهای برق نسبتا گران باشد که چنین مناطقی واقعا هم وجود دارند، استفاده از سیستم CHP فقط با توجه به میزان برق و سرمایشی که در مرکزداده نیاز دارید معقول خواهد بود. در این حالت ممکن است نتوانید از همهٔ مزایا و فرآورده‌های فرعی آن بهره‌مند بشوید؛ اما در هر حال خواهید توانست نیاز سرمایش مرکزداده را فراهم کنید.

جنبهٔ دیگر این مسئله آب‌وهوا است. اگر مرکزدادهٔ شما در آریزونا [4] باشد، می‌باید تمام‌وقت سرمایش مصنوعی فراهم کنید؛ در آنجا این راهکار خوب نتیجه می‌دهد. از طرفی اگر مرکزداده در شمال کانادا باشد، از آن راهکار تنها چیزی که به دست می‌آورید برق است. چون در بیشتر مواقع می‌توانید از هوای سرد بیرون برای سرمایش طبیعی استفاده کنید؛ پس در چنین جایی کارساز نخواهد بود. بدین ترتیب باید وضعیت را در نظر داشته باشید.

مسئلهٔ دیگری که برای برخی از صاحبان مرکزداده اهمیت پیدا می‌کند، محدودیتی است که شرکت برق محلی برای تامین نیرو دارد. شاید به هر دلیلی مثلا قرار داشتن در منطقهٔ شهری نتوانید از این طریق برای مرکزداده برق کافی مهیا کنید. فرض کنید در منهتن مرکزداده‌ای دارید با ۲٬۸۰۰ متر مربع فضا؛ اما چون برق کافی ندارید نمی‌توانید تجهیزات را در آن راه بیندازید. در چنین وضعی شاید بیرزد که از این راهکار استفاده کنید؛ حتی اگر نتوانید از برخی از آن فرآورده‌های فرعی این راهکار مانند استفاده از گرمای توربین‌ها در چیلر جذبی بهره بگیرید و ناچار شوید آن را به‌هدر بدهید. به این هم توجه کنید که بدین شکل برای بهره‌برداری از ملکی که در اختیار دارید، مشکل جدی پیدا می‌کنید. برای فهمیدن اینکه استفاده از راهکار CHP برای شما گزینهٔ مناسبی هست یا نه، باید دربارهٔ سرمایه‌گذاری روی آن از همهٔ جوانب بررسی کنید و وضعیت را خوب درک کنید.

دو چیلر جذبی با طرفیت ۱۵۰ تن تبرید که بخشی از کار سرمایش مرکز داده دانشگاه سیراکیوز را انجام می‌دهد.
دو چیلر جذبی با طرفیت ۱۵۰ تن تبرید

تصویر: دو چیلر جذبی با طرفیت ۱۵۰ تن تبرید که بخشی از کار سرمایش مرکزدادهٔ دانشگاه سیراکیوز را انجام می‌دهد.

کار دیگری هم می‌توان با راهکار CHP کرد. می‌توانید به‌جای اینکه فقط برای منبع اصلی برقِ کل مرکزداده یا فقط برای منبع پشتیبان از آن استفاده کنید، برای مهیاکردن مقدار پایه یا مقداری معینی از برقِ بار فاوا استفاده کنید. فرض کنید مرکزداده‌ای ۱ مگاواتی داشته باشیم. در این حالت با استفاده از سیستم CHP، نیم مگاوات برق تولید می‌کنیم که با آن سرمایش کامل خواهیم داشت. این‌طوری هر ذره از برقی را که تجهیزات فاوا استفاده می‌کند به گرما تبدیل می‌شود و می‌توانیم با آن سرمایش ۱۰۰ درصدی داشته باشیم. در این حالت با CHP نه همهٔ برق مرکزداده، بلکه فقط ۵۰ درصد از آن را تولید می‌کنیم. سپس گرمایی را که تجهیزات فاوا با مصرف این ۵۰ درصد برق تولید می‌کنند، به چیلر جذبی می‌دهیم تا ۱۰۰ درصد سرمایشی را که در مرکزداده نیاز داریم برایمان فراهم کند. این شیوهٔ استفاده از سیستم CHP بسیار متداول است؛ زیرا در تولید چنین ترکیبی از برق و سرمایش بسیار خوب عمل می‌کند.

الگر: اگر دمای بیرون به‌اندازهٔ کافی خنک باشد می‌توان از سرمایش طبیعی استفاده کرد. شما پیش‌بینی می‌کنید چند روز از سال می‌توانید از سرمایش طبیعی بهره بگیرید؟

سدور: با استفاده از مبدل‌های برودتی می‌توانیم ۱۲۰ روز از سال سرمایش طبیعی با هوای آزاد داشته باشیم.

سالن سرور مرکز داده دانشگاه سیراکیوز
سالن سرور مرکزدادهٔ دانشگاه سیراکیوز

تصویر: سالن سرور مرکزداده دانشگاه سیراکیوز

الگر: دمای هوای ورودیِ سرورهای این مرکزداده چقدر است؟

سدور: جالب است که این سوال را پرسیدید. یکی از وظایف تحلیلی ما این است که ببینیم دمای بهینهٔ هوای ورودی چقدر است. در این بررسی‌ها مسائل جالبی پیش می‌آید. تاکنون کارهای زیادی در تایید افزایش دمای سالن سرور انجام داده‌اند. بیشتر موافق هستند که افزایش دمای سالن سرور کار خوبی است و من هم مخالفتی با این نظر ندارم. با این حال در این شیوهٔ سرمایش که ما داریم، مشخص نیست دمای بهینه دقیقا چه‌اندازه است. شما شروع می‌کنید به بررسی وضعیت بهره‌وریِ واحد‌های تهویهٔ مطبوع مرکزداده. اگر مرکزداده سنتی باشد، باید هواسازها را بررسی کنید، چه از نوع CRAC باشند و چه از نوع CRAH. همچنین باید انرژی‌ای را که برای به‌جریان‌انداختن هوا مصرف می‌کنید در نظر بگیرید. اگر از مبدل‌های برودتی درب عقب RDHx یا مبدل‌های برودتی جنبی استفاده می‌کنید، با این بهینه‌سازی ممکن است کمی بهتر بشود؛ چون شاید منطقی‌تر باشد که دما را کمی بیشتر یا برعکس کمی کمتر کنید. برای اینکه پاسخ این پرسش را بیابید، واقعا ضروری است که این موضوع را تحلیل کنید.

الان به‌دلایل مختلف نمی‌توانم چیز مشخصی ذکر کنم؛ اما می‌دانم که بعد از انجام بخشی از مدل‌سازی، به برخی نتایج نامعقول رسیده‌ایم. می‌خواهیم قبل از اینکه دمای طراحی را تعیین کنیم، مطمئن بشویم که نتیجه از نظر بهره‌وری واقعا بهینه است.

الگر: گفتید برای سرمایش این مرکزداده از راهکار با مایع استفاده می‌کنید که اگر درست فهمیده باشم ویژهٔ مرکزداده خودتان است. این راهکار از کجا آمده است؟

سدور: در واقع این کار حاصل شراکت دانشگاه سیراکیوز و IBM است. در این تاسیسات مبدل‌های برودتی درب عقب RHDx و مبدل‌های برودتی جنبی، حداقل آن‌هایی را که ما استفاده می‌کنیم همه از نوآوری‌های IBM هستند.

مبدل برودتی درب عقب RDHx ساخت IBM که گرما را از سخت‌افزارهای درون رک‌های مرکز داده دور می‌کند.
مبدل برودتی درب عقب RDHx ساخت IBM

تصویر: مبدل برودتی درب عقب RDHx تولید IBM که گرما را از سخت‌افزارهای درون رک‌های مرکزداده دور می‌کند.

ما با IBM شراکت کردیم تا ببینیم چطوری می‌توانیم این سیستم سرمایشی را سرهم کنیم. IBM از ۴۰ سال پیش تاکنون از سرمایش با مایع استفاده می‌کند. همکاری با آن‌ها جالب است چون مستنداتی از ۳۰ یا ۴۰ سال پیش رو می‌کنند که در آن دربارهٔ مسائل و نگرانی‌های مربوط به شاخص‌های طراحیِ این نوع سیستم‌ها صحبت شده است.

الگر: در صنعت مرکزداده معتقدند سیستم سرمایش با مایع بهینه‌تر از سرمایش با هواست؛ ولی هزینهٔ سرمایه‌ای بیشتری می‌خواهد. از سویی همواره نگران وجود آب در مرکزداده هستند. بسیاری در این صنعت به‌سختی تلاش کرده‌اند تا آب را از سالن سرور دور نگه دارند. آن‌ها هنوز دربارهٔ آوردن آب به درون رک‌ها تردید دارند. آیا شما هم چنین نگرانی‌هایی داشته‌اید؟

سدور: خوب اگر بگویم هرگز چنین نگرانی‌هایی نداشته‌ایم که دروغ گفته‌ام! دست‌کم در ابتدای کار نگران بودیم. با این حال اگر به سیستم‌هایی که اکنون در اینجا نصب می‌کنیم توجه کنید، می‌بینید از آن‌ها استفاده کرده‌ایم؛ ولی خطرات احتمالیِ ادارهٔ مرکزداده چندان بیشتر نشده است. برای نمونه ما توزیع آب سرد مبدل‌های RHDx را از زیر کف انجام می‌دهیم. بدین ترتیب اتصالات لوله‌کشی آب برای مبدل‌های درب عقب و مبدل‌های جانبی همگی در زیر کف قرار دارد. پس اگر آب نشت کند، در همان زیرِ تجهیزات خواهد بود و آسیبی نخواهد زد.

ما به‌مدت طولانی از این سیستم‌های سرمایش با مایع استفاده کرده‌ایم. سابقهٔ خوبی هم دارند؛ IBM مرجع بسیار خوبی برای سابقهٔ این سیستم‌ها است. با این حال آیا هیچ مشکلی رخ نداد؟ چرا؛ راستش برخی جاها مشکلاتی با آب داشتیم. زمانی که فرایند طراحی سیستم‌های اطفای حریق را شروع می‌کردیم، من از چند مرکزداده بازدید کردم. تعدادی از آن‌ها سیستم آب‌فشان داشتند؛ این برایم جالب بود. نکته این است که اصلا بعید است ما اینجا دچار آتش‌سوزی بشویم. برخی هم از سیستم‌های اطفای حریقِ لوله خشک استفاده کرده بودند. با این حال وقتی هزینهٔ سایر راهکارهای اطفای حریق را سنجیدیم، به این نتیجه رسیدیم که نسبت سود به ضرر، در همین شیوه که انتخاب کرده‌ایم بهتر است.

با این حال آیا این باعث نگرانی است؟ بله. می‌توانم به شما بگویم که اگر دست من باشد، دیگر مرکزداده را با کف کاذب نمی‌سازم و توزیع زیرساخت را سقفی و از بالای رک‌ها اجرا می‌کنم. با این کار هم از افزایش هزینهٔ سرمایه‌ای جلوگیری می‌کنم، هم از سایر مشکلاتی که کف کاذب پیش می‌آورد. این شامل توزیع سقفی آب سرد برای سرمایش با مایع هم خواهد بود. اگر این کار درست اجرا بشود، گمان نمی‌کنم خطر چندانی در پی داشته باشد؛ آن‌چنان که نتوانیم از پس آن بر بیاییم.

الگر: شما در این مرکزداده از جریان برق DC استفاده می‌کنید. من زیاد شنیده‌ام که حرف استفاده از برق DC را می‌زنند؛ چون با آن می‌توان از هدررفت برق در هنگام تبدیل DC به AC و دوباره به DC جلوگیری کرد. با این حال تا جایی که من می‌دانم، این اولین مرکزدادهٔ فعال و اصلی سازمانی است که این روش را واقعا اجرا کرده است. چطور شد که این روش را به کار بردید و چگونه این کار باعث صرفه‌جویی شد؟

سدور: ما زنجیرهٔ اتفاقاتی را که برای برق مرکزداده رخ می‌دهد در نظر گرفتیم. منظورم تبدیل پیاپیِ AC و DC به یکدیگر است که در اینجا اهمیت پیدا می‌کند؛ حتی دربارهٔ تامین برق هریک از دستگاه‌ها. شما هریک از دستگاه‌ها را که به منبع تغذیهٔ سوئیچینگ معمولی وصل می‌کنید، اولین چیزی که رخ می‌دهد این است که برق AC را با ولتاژ ۱۲۰ یا ۲۴۰ می‌گیرد و به برق DC با ولتاژ نامی ۳۸۵ یا ۴۰۰ تبدیل می‌کند تا بتوان آن را مستقیم وارد دستگاه کرد. اینجا یکی دیگر از آنجاهایی است که همکاری ما با IBM اهمیت پیدا کرد؛ چون ما با همکاری این شرکت دربارهٔ نسل‌های بعدی این فناوری کار می‌کنیم. ما به این نتیجه رسیده‌ایم که استفاده از برق DC آینده درخشانی دارد

قطعا دربارهٔ اینکه چه تجهیزاتی می‌توانند از برق DC استفاده کنند، نگرانی‌هایی وجود دارد. بعضی‌ها از استفاده از برق AC نفع شخصی می‌برند و می‌گویند صرفه‌جویی در استفاده از برق DC خیلی کمتر است. به‌نظر ما استفاده از برق DC در درازمدت معنادار خواهد بود و از نظر تجاری تغییراتی ایجاد خواهد کرد.

چیز دیگری که به این موضوع مربوط است، برمی‌گردد به آنچه پیش‌تر دربارهٔ تولید برق در خود سایت گفتم. اینجا از توربین استفاده می‌کنیم چون امتحانش را پس داده و عمکردش به‌خوبی شناخته و درک شده است؛ ولی پیل سوختی هم به‌زودی رایج می‌شود. یک موضوع جالب دربارهٔ پیل‌های سوختی این است که به‌خودی‌خود برق DC تولید می‌کنند. با در نظر گرفتن این مسئله وقتی توسعهٔ آن‌ها را در ۱۰ یا ۱۵ سال آینده در نظر می‌گیریم، به این نتیجه می‌رسیم که نقش برق DC از این هم پررنگ‌تر خواهد شد. زیرا این امکان را فراهم می‌کند که برق مستقیم از محل تولید به دستگاه برسد؛ بدون اینکه به هیچ‌یک از آن مراحل آزاردهندهٔ تبدیل نیاز باشد. در اینجا پیل‌های سوختی ماجرای جالبی دارند. آن‌ها در واقع مثل باتری عمل می‌کنند و از تعداد زیادی سلول کوچک تشکیل شده‌اند. اگر جریان برق ۴۰۰ ولتی نیاز داشته باشید، کافی است تعداد مناسبی از آن‌ها را سرهم کنید تا نیروی خروجی ۴۰۰ ولتی را به دست آورید. موضوع دیگر دربارهٔ پیل‌های سوختی که از دیدگاه مرکزداده واقعا جذاب است، این است که بسیار قابل اطمینان هستند. بدین ترتیب چنان‌که خیلی از ما پیش‌بینی می‌کنیم، همچنان که فناوریِ آن رشد و توسعه می‌یابد، نقش برق DC در مراکزداده از این هم بیشتر خواهد شد.

باید این را هم بگویم که توربین‌ها نیز می‌توانند به‌خودی‌خود برق DC تولید کنند. این هم موضوعی است که می‌خواهیم در مرکزداده آن را بررسی کنیم.

سخت‌افزارهای مرکز داده دانشگاه سیراکیوز: تجهیزات ساخت IBM شامل یک ردیف تجهیزات ذخیره‌سازی، یک دستگاه مین‌فریم با برق DC، ابررایانهٔ مجهز به سرمایش مستقیم CPU با مایع
سخت‌افزارهای مرکزدادهٔ دانشگاه سیراکیوز

تصویر: سخت‌افزارهای مرکزدادهٔ دانشگاه سیراکیوز: تجهیزات تولید IBM شامل یک ردیف تجهیزات ذخیره‌سازی، یک دستگاه مین‌فریم که از برق DC استفاده می‌کند، ابررایانهٔ مجهز به سرمایش مستقیم CPU با مایع. سرمایش مستقیم CPU با مایع با سیستم توزیع آب سردِ ساختمان انجام می‌شود. سه درب رک تمام‌قد که در سمت چپ تصویر می‌بینید، همان مبدل‌های برودتی درب عقب RHDx هستند.

الگر: شما گزینهٔ تامین برق AC را هم دارید…

سدور: قطعا. توزیع برق این‌گونه است که ما ۵۰۰ کیلووات برق AC و حدود ۱۰۰ کیلووات برق DC برای فاوا در اختیار داریم. هم‌اکنون نمی‌توانیم همهٔ تجهیزات ضروریِ این مرکزداده را مجهز به برق DC بکنیم. بنابراین پیش‌بینی می‌کنیم دست‌کم تا چند سال آینده، بیشتر تجهیزاتمان همچنان با برق AC کار کنند.

الگر: برای اینکه بتوانید از هر دو نوع جریان برق در مرکزداده استفاده کنید، باید کار خاصی می‌کردید؟

سدور: بله؛ ولی کمی. باید مطمئن شد که برق‌کار خوب می‌داند چی‌به‌چی است. در مرکزدادهٔ معمول به‌راحتی و با یک نگاه به کابل می‌توان فهمید که برق DC است یا AC. در مرکزدادهٔ ما باید برق‌کارها را قبل از شروع کار متوجه کرد؛ برای اینکه در اینجا هر دو برق AC و DC را داریم. سیستم توزیع برق این تاسیسات کمی متفاوت است و چیزهایی هست که باید از پیش دانست. با این حال راستش کسانی که در فرایند ساخت‌وساز با ما کار می‌کردند و همچنین برق‌کارهای خودِ دانشگاه سیراکیوز، با مهارتشان من را غافل‌گیر کردند و نشان دادند که کارِ چندان دشواری نیست. البته در حاشیه بگویم که در واقع هم همین طور است. سازندگان سیستم‌های مکانیکی بزرگ‌تر، همانند پمپ‌ها و هواکش‌های بزرگ و چیزهایی که در زیرساخت معمول استفاده می‌شود، دارند کم‌کم تفاوت‌هایی را که میان این زمینه‌های صنعتی وجود دارد کنار می‌گذارند. بدین ترتیب دیگر برق‌کارها به‌طور کلی باید از این موضوع سر در بیاورند.

الگر: از طراحی و ساخت این مرکزداده چه آموختید؟

سدور: یکی از چیزهایی که یاد گرفتیم این بود که برای این نوع پروژه‌ها گروهی لازم است که واقعا برای این کار مناسب باشد. شرکت‌های مهندسی و معماری و شرکت‌های طراحی مرکزداده زیاد هستند؛ می‌توان آن‌ها را به کار گرفت و مرکزدادهٔ عالی یا حتی مرکزدادهٔ با بهره‌وری خوب و منطقی به دست آورد. با این حال اگر بهتر از مرکزدادهٔ معمول می‌خواهید، بی‌شک باید گروهی داشته باشید که با سنت‌شکنی مشکلی نداشته باشد. برای نمونه مدیر ارشد اطلاعات شما مشتاق باشد چیزهای جدید را در نظر بگیرد و بگوید: «می‌دانم تا حالا کسی این کار را نکرده است. ولی من با توجه به‌شیوهٔ آماده‌شدن پروژه و ماهیت مولفه‌ها و سابقهٔ آن‌ها و موارد اثبات‌شده و چیزهای دیگر، اعلام می‌کنم که بله حاضرم مرکزداده‌ام را بر اساس این چیزهای جدید بسازم.»

نکتهٔ دیگری که من بیشتر اوقات می‌گویم و به‌ویژه دربارهٔ شرکت‌ها یا موسسات بزرگ‌تر صدق می‌کند، این است که حتما باید بین کارکنان فاوا و کارکنان تاسیسات رابطهٔ کاریِ بسیار خوب برقرار باشد. من سازمان‌ها یا موسساتی دیده‌ام که در آن‌ها این رابطه چندان خوب نبوده است؛ انگار بین این دو بخش خط سیاهی کشیده باشند و بگویند: «من در بخش تاسیسات خدمات‌دهنده هستم و شما در بخش فاوا مصرف‌کننده‌‌اید؛ لازم نکرده نگران کارهای من باشید.» پس اگر می‌خواهید بهینه‌سازی کنید، بدانید که وابستگیِ درهم‌تنیده‌ای میان اجزای دو بخش تاسیسات و فاوا وجود دارد. کارکنان این دو بخش باید همبستگی بسیار خوبی داشته باشند.

الگر: هنگام اجرای پروژه با چالش‌های پیش‌بینی‌نشده یا مشکلات غیرمنتظره هم مواجه شدید؟

سدور: راستش امید نداشتم به این سادگی بتوانیم افراد تیم را در پروژه‌ای چنین نوآورانه و جدید به همکاری واداریم؛ آن‌ها بسیار خوب بودند. البته واقعا می‌خواستیم همهٔ اجزای مختلف را بررسی کنیم. بیشتر چیزهایی را که در این مرکزداده داریم، به‌شکل آماده تهیه کردیم و سفارشی نیستند. فقط چند تا از چیزهایی که در این مرکزداده به کار رفته‌اند ویژه‌اند و واقعا نمی‌توان هیچ‌جای دیگری مانند آن‌ها را یافت. گمان می‌کنم توربین مقیاس‌کوچکِ خاصی که استفاده کرده‌ایم، برای اولین بار در نوع خود بود و هنوز هم در نوع خود بی‌نظیر است. حالا دیگر شرکت تولید توربین Capstone به‌زودی آن را تولید انبوه می‌کند و به بازار می‌فرستد. افزون بر این ما کار را در ابتدا با این هدف شروع کردیم که بگردیم و همهٔ گزینه‌هایی را که به نظرمان مناسب است پیدا کنیم؛ سپس آن‌ها را طوری کنار هم بگذاریم که هیچ‌کس تا آن‌وقت آن‌طوری کار نکرده باشد. به هر حال این کار راحت‌تر از چیزی از آب درآمد که انتظار داشتیم.

الگر: مرکزدادهٔ شما نسبتا تازه‌ساز است. با این حال اگر به عقب برگردید و کل آن را از اول طراحی کنید؛ کاری هست که بخواهید طور دیگری انجام بدهید؟

سدور: اجازه بدهید این سوال را در دو حالت پاسخ بدهم. در حالت اول اگر می‌خواستم اینجا را از نو بسازم، طوری که همین دو هدف و ماموریت فعلی را داشته باشد، یعنی تاسیسات آزمایشگاهی و مرکزدادهٔ اصلی دانشگاه، احتمالا چندان تغییری در آن نمی‌دادم. به این دلیل که برای رسیدن به هر دوی این اهداف، وجود تمام جنبه‌های گوناگونی که اکنون در این مرکزداده اجرا کرده‌ایم ضروری است.

در مرکز داده دانشگاه سیراکیوز، سرمایش با هوا و سرمایش با مایع از طریق کف کاذب ۹۰ سانتی‌متری توزیع می‌شود.
توزیع سرمایش با هوا و با مایع از کف کاذب ۹۰ سانتی‌متری

تصویر: در مرکزدادهٔ دانشگاه سیراکیوز سرمایش با هوا و سرمایش با مایع از کف کاذب ۹۰ سانتی‌متری توزیع می‌شود.

در حالت دوم اگر به من می‌گفتید همه‌چیز را از نو شروع کنم و تاسیساتی بسازم که به همان اندازهٔ حالت اول بهره‌وری داشته باشد؛ اما فقط مرکزدادهٔ اصلی و ویژهٔ عملیات رایانشی سازمان باشد، بی‌شک کف کاذب را از طرح حذف می‌کردم. ممکن است مسائل جزئی دیگری را نیز در نظر می‌گرفتم. یکی از کارهایی که تقریبا بی‌درنگ پس از ساختن این مرکز انجام دادیم این بود که در آن برای استفادهٔ پژوهشگران و دیگران، فضاهای محصور [5] ایجاد کردیم. پس از افتتاح مرکزداده، خیلی زود مجبور شدیم این فضاهای محصور را دو برابر کنیم؛ چون درخواست برای چنین محیطی از پیش‌بینی ما بسیار بیشتر شد.

موضوع دیگر این است که وقتی داشتیم روی فرایند ساخت این مرکزداده کار می‌کردیم، همواره دو گزینهٔ «مجازی‌سازی» و «رایانش ابر» وجود داشت. دربارهٔ هزینهٔ استفاده از خدمات ابر در چرخه فناوری، من تحلیل شخصی خودم را دارم. به این شکل که اگر درصد استفاده (Utilization) بیش از ۶۰ درصد باشد، روشن است که استفاده از مرکزدادهٔ فیزیکی ارزان‌تر درمی‌آید؛ البته فقط بر اساس چرخهٔ فناوری. اما اگر الان طراحی مرکزداده را از نو شروع کنم، بی‌شک می‌خواهم دربارهٔ خدماتی که باید بدهیم همهٔ گزینه‌های ممکن را بررسی کنم. ما در همان ابتدای کار به‌جز ساخت مرکزداده، گزینه‌های بسیار دیگری را نیز در نظر گرفتیم؛ مانند اجارهٔ فضا در ساختمان اشتراک مکانی. حتی اگر آن استفادهٔ تحقیقاتی را هم که در نظر داشتیم نادیده می‌گرفتیم، بازهم برآورده‌کردن نیازهایمان با توجه به امکاناتی که دو سال پیش در آغاز این فرایند در دسترس داشتیم، بسیار مشکل بود.

موسساتی که به‌اندازهٔ سیراکیوز هستند یا شاید کمی بزرگ‌تر یا کوچک‌تر، باید تلاش کنند در راهبرد خود در زمینهٔ مرکزداده که زمینه‌ای است همیشه در پیشرفت و تغییر، سرمایه‌گذاری درستی انجام بدهند.

الگر: گفتید فناوری‌های به‌کاررفته در این مرکزداده حتی اگر هم‌اکنون بی‌مانند باشند، به‌زودی به‌طور گسترده وارد بازار خواهند شد. با این حال شما مولفه‌های بسیار دیگری نیز دارید که به نظر من باعث می‌شود این مرکزداده چندان سنتی نباشد. مثل توربین‌های مقیاس‌کوچک، CHP، سرمایش با مایع، برق DC. به نظر شما از این راهکارها کدام‌یک فراگیر و مناسب استفاده در همهٔ مراکزداده است و کدام‌یک را باید با توجه به وضعیت با دقت انتخاب کرد؟

سدور: این موضوع به برخی از جنبه‌ها بستگی دارد که پیش از این دربارهٔ آن‌ها صحبت کردیم. اینکه منبع تغذیهٔ برق شما چگونه است یا اینکه منطقهٔ شما از نظر وضعیت آب‌وهوایی چطوری است. من در سخنرانیم در همایش فناوری در نیویورک گفتم: «ببینید! اگر در ایالت نیویورک هستید و سیستم سرمایش طبیعیِ هوامحور یا آب‌محور ندارید، سخت در اشتباهید. چون باید همیشه از این روش استفاده کنید.»

به نظر من مرکزداده را که می‌سازید، به هر اندازه‌ای که باشد، ناچار می‌شوید از سرمایش با مایع استفاده کنید. مسئله مقرون‌به‌صرفه بودن آن نیست. واقعیت این است که وقتی ظرفیت رک‌های شما افزایش پیدا می‌کند و مثلا به ۳۰ کیلووات در هر رک می‌رسد، خنک‌کردن آن‌ها با جریان هوای سرد از کف کاذب خیلی دشوار می‌شود. کار به جایی می‌رسد که نسبت دما با جریان هوا و مقدار انرژیِ مصرفی فن‌ها، دیگر منطقی و معقول نخواهد بود. اکنون برخی آینده‌نگری می‌کنند و معتقدند باید به‌شیوهٔ سرمایش مستقیمِ داخل سرور با مایع رو بیاوریم. برای نمونه ما یک رک IBM P575 داریم که مجهز به سرمایش مستقیم CPU با مایع است؛ به این دلیل که اصلا نمی‌شد بدون سرمایش با مایع از این رک استفاده کرد. به‌عقیدهٔ من سرانجام مجبور خواهید شد از این رویکرد سرمایشی استفاده کنید. چون ویژگی‌های فیزیکیِ چنین رک‌هایی، استفاده از این رویکردی را ایجاب می‌کند. از نظر انرژی هم به نظر من این رویکرد در هرجایی نتیجه‌بخش است. همچنین در سرمایش مستقیم با مایع از مشکلات شیوهٔ سرمایش با هوا، مانند نقاط داغ خبری نیست. این موضوع برای تولیدکنندگانِ بسیاری که با پیشنهاد ساختن مدل دینامیک سیالات (CFD) برای این مرکزداده پیش من می‌آیند، خبر خوبی نیست. بدین ترتیب با بهره‌گرفتن از رویکرد سرمایش با مایع، از نظر عملیاتی دیگر آن خطرات و نگرانی‌ها را نخواهید داشت.

دربارهٔ شیوهٔ ویژهٔ تولید برق در این مرکزداده، باید بگویم که این روش در همه‌جای جهان به یک اندازه کاربرد ندارد. این مسئله واقعا به بهینه‌سازی و به‌صرفه‌سازی در محل برمی‌گردد که باید آن را بررسی و درک کنید.

هدایت برق در تابلو برق مرکز داده دانشگاه سیراکیوز: از توربین‌ها به سخت‌افزارها، از توربین‌ها به باتری‌های پشتیبان برای کامل نگه‌داشتن شارژ آن‌ها، از باتری‌ها به توربین‌ها برای بارگذاری مجدد توربین‌های بدون بار
تابلو برق مرکزدادهٔ دانشگاه سیراکیوز

تصویر: تابلو برق مرکزدادهٔ دانشگاه سیراکیوز برای هدایت برق از توربین‌ها به سخت‌افزارها، از توربین‌ها به باتری‌های پشتیبان برای کامل نگه‌داشتن شارژ آن‌ها، از باتری‌ها به توربین‌ها برای بارگذاری دوبارهٔ توربین‌های بدون بار

دربارهٔ استفاده از برق DC هم باید بگویم به نظرم به تغییر و تحولات بازار بستگی دارد. من با تولیدکنندهٔ سروری که نامش را نمی‌گویم صحبت می‌کردم که می‌گفت: «اگر نتوانم یک میلیون دستگاه از این‌ها را بفروشم، به تولیدش نمی‌توانم فکر کنم.» بدین ترتیب باید محرکی در بازار ایجاد بشود تا کاربران به این راهکار جذب شوند و از بهره‌وری حاصل از آن استفاده کنند. گمان می‌کنم برای این باید ۵ تا ۱۰ سال بگذرد. وقتی کسی از من می‌پرسد که آیا از برق DC استفاده کند یا نه، معمولا به او جواب می‌دهم که اگر تجهیزاتی دارید که می‌دانید می‌توانند با برق DC کار کنند و از نظر تعداد آن‌قدر هستند که برایتان صرف کند، من به‌جای شما باشم از برق DC استفاده می‌کنم. در غیر این صورت بهتر است آینده‌نگری کنید. اگر برنامه شما این است که عمر مرکزداده بیش از ده سال باشد، می‌توانید تجهیزات برق DC را در مرکزداده راه بیندازید. این چیزی نیست که من بگویم همین الان همه باید در مرکزدادهٔ خود به‌کار ببرند.

الگر: هدف شما این است که سرانجام بتوانید هم از پس بار کاریِ برنامه‌ها بر بیایید و هم سرمایش را در خودِ این مرکزداده مهیا کنید. از طرفی بار فاوا و منابع مرکزداده را انتقال بدهید تا بتوانید از آن‌ها پشتیبانی کنید. چگونه می‌خواهید به این هدف برسید؟

سدور: سوال بسیار خوبی است. این موضوع دو جنبه دارد که یکی از آن‌ها فاوا است؛ اینکه چگونه بار کاری را میان منابع رایانشی و منابع ذخیره‌سازی و منابع شبکهٔ مرکزداده توزیع کنیم. زمینه‌ای که ما می‌توانیم در آن مانور بدهیم، مجازی‌سازی است. اکنون ما با محصول vSphere شرکت VMware آزمایش‌هایی انجام می‌دهیم. این‌گونه محصولاتِ مجازی‌سازی می‌توانند به‌طور خودکار بار کاری را تعدیل کنند، ادغام کنند، سرورهای فیزیکی را خاموش و روشن کنند تا ظرفیت سرور را بر اساس مقدار بار کاری زیاد یا کم کنند. بدین ترتیب از نظر فاوا باید از ابزارهایی که داریم بهره بگیریم تا ترکیب مناسبی از افزونگی و عملکرد و بهره‌وریِ انرژی را فراهم کنیم.

در تاسیسات چیزهایی چالش برانگیزی وجود دارد که پرداختن به آن‌ها فرصت‌هایی بسیار خوب به دست می‌دهد. اول اینکه باید در تصمیم‌های خودمان به شاخص‌های مربوط به تاسیسات توجه کنیم. طوری که بتوانیم بگوییم: «خوب! بسیار خوب است اگر در تاسیساتمان بار کاری را از نظر مکانی با هم ادغام کنیم و فقط ۱۰ سرور مختلف را از ۱۰ رک مختلف برای پایانهٔ بار داشته باشیم.» دیگر اینکه خوب است بتوانیم به سیستم‌های تاسیسات بگوییم از نظر مصرف در چه وضعیتی هستیم تا آن‌ها بتوانند تولید بهینه داشته باشند. من ادعا نمی‌کنم که همین‌الان به این مرحله رسیده‌ایم؛ داریم تلاش می‌کنیم چنین بهینه‌سازی‌ای را اجرا کنیم. البته به بخشی از آن رسیده‌ایم. VMware این کار را می‌کند. ما اکنون در محیط آزمایشی آزمایش‌های تعیین مقیاس خودکارِ بار کاری را انجام می‌دهیم.

حالا سازمان‌های بزرگ‌تر را در نظر بگیرید. ما اکنون برای پشتیبانی فنی، رویکرد Follow The Sun ـ[6] را دنبال می‌کنیم. شاید شما بتوانید برعکس آن را در مرکزدادهٔ خودتان اجرا کنید و مثلا ببینید در چه زمانی از شبانه‌روز برق بیشتری در دسترس است. خوب! معمولا شب‌ها در منطقه یا قارهٔ خاصی برق بیشتری در دسترس است؛ چون مردم خواب هستند و مصرف انرژی کم می‌شود. در این حال چرا بار کاری مرکزدادهٔ خود را منتقل نکنیم به جایی که انرژی در آن بیشتر و ارزان‌تر یا شاید هم سبزتر و با محیط زیست سازگارتر است؟

الگر: در پایان آیا نکات دیگری هم هست که بخواهید دربارهٔ این مرکز یا به‌طور کلی دربارهٔ شیوه‌های طراحی مرکزداده بگویید؟

سدور: نکته‌ای هست که برای مدیران ارشد اطلاعات چالشی به شمار می‌آید. می‌خواهم به آن‌ها بگویم به‌جای اینکه برای رعایت احتیاط به‌شیوه‌های شناخته‌شده بچسبید و دنبال همان‌ها بروید، این تمایل را در خودتان به‌وجود آورید که چیزهای جدید بیازمایید. اطلاعات مناسب جمع‌آوری کنید، تحقیق و بررسی کنید، کمی هم خطر کنید تا بتوانید مرکزدادهٔ جدید و نوآورانه بسازید.

« به‌جای اینکه برای رعایت احتیاط به‌شیوه‌های شناخته‌شده بچسبید و دنبال همان‌ها بروید، این تمایل را در خودتان به‌وجود آورید که چیزهای جدید بیازمایید. اطلاعات مناسب جمع‌آوری کنید، تحقیق و بررسی کنید، کمی هم خطر کنید تا بتوانید مرکزدادهٔ جدید و نوآورانه بسازید.»

پانویس

[1]  این مطلب بخش شانزدهم از کتاب «گردشی در مراکزدادهٔ نامدار جهان»، عنوان به‌زبان اصلی «The Art of the Data Center» است. گفت‌وگوکننده داگلاس الگر (Douglas Alger)، مترجم پرواز خیّر، ویراستار پرهام غدیری‌پور، به‌کوشش دکتر بابک نیکفام، تهیه‌شده در باشگاه مراکزداده.

[2] مخفف‌ (British Thermal Unit) به‌معنی معیار انگلیسى‌ سنجش‌ حرارت‌

[3] The American College & University Presidents’ Climate Commitment (ACUPCC)

[4] هوای منطقهٔ آریزونا به‌دلیل همسایگی با صحرای موهاوی، گرم و خشک است و دمای آن در فصل تابستان به ۵۰ درجهٔ سانتیگراد می‌رسد.

[5] به‌انگلیسی (Data Center Cage): فضای محصور قفس‌مانند با نرده و حصار

[6] Follow The Sun: رویکردی است که براساس آن خدمات‌دهی به‌شکل روزبه‌روز، میان سایت‌های مختلفی که هریک در مناطق زمانی مختلف هستند جابه‌جا می‌شود. به این ترتیب بار کاری یا وظیفه همیشه در منطقه‌ای فعال است که روز است. مثلا گروه پشتیبانی فنی در پایان روزِ آمریکا، کار را به گروه پشتیبانی فنی در هند می‌سپارد که صبح است. سپس این گروه نیز کار را در پایان روز هند، دوباره به گروه پشتیبانی فنی در آمریکا واگذار می‌کند. به این ترتیب پشتیبانی ۲۴ ساعته با تاخیر کمتر و سرعت پاسخگویی بیشتر فراهم می‌شود.

درج دیدگاه

برای درج دیدگاه کلیک کنید

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

سوال امنیتی *