Data Center Eficiente - Solucion APC Parte 1

Data Center Eficiente

Rafael AlarcónEnterprise District ManagerVenezuela y ColombiaAPC by Schneider Electric

APC by Schneider Electric – Data Center Eficiente – Agosto 19 2011

Señales que idenfican un Data Center Eficiente

MediciMedicióónn de de DesempeDesempeññoo ArquitecturaArquitectura / / disediseññoo

● Disponilidad deseada

● La eficiencia eléctricamayor…

● Cuenta con la mayor instrumentación

● Agilidad ( escalación, reacondicionamiento, reuso)

● Plataforma estable

● Instalación repetible sin importarla geografía

● PredecibleProcesoProceso & & soportesoporte

● Denificiones de ITIL/CMM del más alto nivel

● Gestión de 7-pasos (PDCA)

● El personal adecuado, paralas operaciones automáticas

● Garantía asegurada (accesoa repuestos, etc.)

MinimizandoMinimizando……

● El exceso de capacidad

● La capacidad “varada”

● Movimientos innecesarios de aire

● Desperdicio de energía


Herramientas Poderosas – Las “4 Cs”

omponentesMODULARES y ESCALABLES, con la mejor EFICIENCIA en s u clase

lose-coupled cooling™

Enfriamiento “ Estrechamente-acoplado ”, con las unidades de aire cerca de la fuente de calor

ontenciónContención térmica del flujo de aire para ambientes de al tadensidad

apacity managementInteligencia instrumentada para optimizar el uso de la capacidad de potencia y enfriamiento

1

2

3

4


1

Los Componentes mejores en su clasealtamente EFICIENTESEFICIENTES

Un diseño de componentes MODULAR y MODULAR y

ESCALABLEESCALABLE

Modularidad Externa Modularidad Interna

� Eficiente

� Ágil

� Escalable

omponentes con los elementos correctos


Problema: Baja Carga

En un centro de cómputo tradicional, más de la mitad de l consumoeléctrico de la infraestructura de potencia y enfriami ento es fijafija y no baja cuando la carga de TI baja

Baja Carga = Baja Eficiencia

La Eficiencia se degrada a medida de la carga de TI dec rece

La carga baja es el principal contribuyente de ineficie ncia

0%

10%

20%

30%

40%

50%60%

70%

80%

90%

100%

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

% IT Load

Effi

cien

cy

Data centerEfficiency

IT load

Typical load range

La Eficiencia se degrada a cargas bajas


0%

10%

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100%

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% IT Load

Effi

cie

ncy

Método de instalación de

Potencia y Enfrimiento

Carga TI

Eficiencia ganada por la implementación modular y escalable – evita sobredimensionamiento / cargas bajas

La Solución: Dimensionamiento Adecuado

Eficiencia del Centro de Cómputo


Crecimiento escalado: Ventaja del PUE y TCO

4.0

3.5

3.0

2.5

1.5

2.0

Construcción tradicional – día uno

Construcción escalada – de acuerdo a las necesidades

1 3 4 5 6 7 8 9 102

Ahorros de la

implementación

escalable

Capex 38%

Opex 19%

Non-energy 44%opex

TCO 33%

143

White paper

ahorros

PUETCO

Beneficios de Dimensionar adecuadamente durante 10 años de vida del centro de datos

Vida útil del centro de datos (años)


Diseño Modular-Escalable

● Evita carga bajas �� funciona más eficientemente

● Pague únicamente por lo que necesita, cuando realmente lo necesite

Se puede reducir hasta el 30% del consumo eléctrico al

dimensionar correctamente la infraestructura de potencia y

enfriamiento

P = Potencia C = Enfriamiento R = Racks


25kW50kW75kW100kW125kW150kW175kW200kW225kW250kW275kW300kW325kW350kW375kW400kW425kW450kW

500kW de protección eléctrica, escalable y alta eficiencia

475kW500kW


lose-coupled cooling ™

●El enfriamiento estrechamente acoplado previene la recirculación del aire, tomando el calor exactamentedonde se genera

● Los ventiladores usan mucho menos energía que en un sistema tradicional por piso falso

● La temperaturas variantes de los equipos son constantemente reguladas a las condiciones de set point

●Costos operativos menores, al monitorear la temperatura de entrada a los equipos de TI y al modula r la capacidad de enfriamiento basado en la demanda real de enfriamiento

Se ajusta para seguir la carga térmica cambiante de TI

Se puede reducir el consumo de potencia hasta un 20%

con la arquitectura de enfriamiento InRow® (En Fila)


Close-coupled cooling ™

Aire enfriado esentregado al pasillo

frio

Pasillo Frio

Pasillo

Caliente

UnidadInRow ®

Calor es capturado y luego rechazado por la condensadora o chiller

El aire del pasillocaliente entra por la

parte trasera evitando la mezcla de aire

Puede funcionar Con o Sin piso falso


ontención

Contención de Pasillo

Caliente (HACS)

Contención de Rack (RACS) (VED)

Elimina la contaminación cruzada de temperatura con

opciones de contención térmica

●Simplifica el análisis y entendimiento del ambiente térmico

●Mejora la predicción de operación del sistemade enfriamiento

●Aumenta la EFICIENCIA y CAPACIDAD de enfriamiento al retornar el aire lo más calienteposible

●Asegura una adecuada distribución de aire al separar las trayectorías de suministro y retorno del aire


Contención de Rack

●La contención trasera evitaque el aire caliente se escape

● Todo el aire que sale de los equipos de TI retorna a la unidad InRow ®

●La contención frontal opcional dirije el aire enfriado al frente de los servidores

●Permite hasta más de 60 kW porrack (45 kW with N+1 redundancy)

Top Down ViewFrontal

Trasera

InRow

coolingunit

InRow

cooling unit

Rear Containment

Front Containment

NetShelter SX

rack


Economizador – “Free Cooling”


apacity Management ™

Aumenta la eficiencia del personal de TI con

manejo predecible de la capacidad

● Identifica áreas sobre y sub-utilizadas del centro de cómputo

● Minimiza el desperdicio y error humano a traves del software predecible de monitoreo y control ambiental

● Se adapta rápidamente al cambiocon datos en tiempo real de quéenergizar y dónde enfriar


Capacity Manager ™

Análisis de Flujo

de Aire

Simule cualquier escenario

de enfriamiento en su

centro de cómputo y su

efecto en la instraestructura

de cómputo

Planeación de

ubicación de

equipos

Rápidamente ubique el

punto óptimo para ese

proximo servidor basado en

el espacio, requerimiento

eléctrico, de enfriamiento,

físico y conectividad

Grupos de Capacidad

Se puede agrupar capacidades

de arquitectura para igualar los

equipos de TI con las

necesidades de disponiblidad

para evitar “capacidad varada”

Simulación de Fallas

Permite a los operadores de

centros de cómputo identificar

proactivamente cómo la falla de

un dispositivo impactará las

aplicaciones críticas del

negocio

Capacidad Disponible

Conozca la capacidad real

disponible al calcular el espacio, y

los consumos électricos y de

enfriamiento reales contra las

limitaciones del diseño e

implementación

Impacto del Negocio

Muestra la consecuencia de la falla de un

dispositivo para la identificación instantánea del

impacto en las aplicaciones críticas del negocio

Diseño Modular y Escalable para Data Center Eficiente


Symmetra® PX 250/500 kW

MBwD (bypass de

mantenimiento con

distribución)

Gabinete

de entrada

/ salida

Gabinete de

módulos de

potencia

Gabinete de

módulos de

potencia

Gabinete

de baterías

Gabinete

de baterías

Gabinete

de baterías

Gabinete

de baterías


Sistemas

Symmetra PX 250 kW1991 mm x 3100 mm x 1070 mm

alto x ancho x prof.

Symmetra PX 500kW1991 mm x 5200mm x 1070 mm

alto x ancho x prof.




● Módulos de potencia reemplazables en caliente y escalables de 25 kW a 500 kW (475 kW N+1)

● Configurable para N+0 o N+1● Entrada/salida de 400 V o 480 V● 96% de eficiencia: la más alta en su clase● Entrada dual desde la red eléctrica● Corrección del factor de potencia de entrada● Factor de potencia de salida 1,0 (kW = kVA)● Doble conversión● Interruptor estático de bypass incorporado

reemplazable en caliente● Hasta 16 posiciones de disyuntores de

subalimentación● Bypass para mantenimiento integrado● Pantalla gráfica táctil LCD de 10”● Funcionamiento en paralelo de hasta 4

unidades (2MW)● Tensión de batería +/- 288 VCC

Principales características

Symmetra PX 250 kW


Superficie que ocupan los equipos

Redundancia sin Penalización sin Penalización Relativa al Espacio Ocupado

13.417 m2

8.923 m2

3.317 m2

Symmetra PX 250 kW

5,456 m2

Symmetra PX 500 kW

5200mm

3100mm

6270 mm

4170 mm


Distribución de Potencia Modular


Retos de la Distribución de Potencia

●Calcular necesidades futuras de potencia del Centro de Cómputo es muycomplicado, y si se asume algo incorrecto, se estará sobredimensionando o subdimensionando el diseño.

●Programar apagados del sistema o realizar trabajo en caliente para crecer la capacidad del UPS, los breakers de distribución y su cableado eléctrico, puedeconvertirse en una desición costosa para el negocio.

●Puede ser muy complicado expandir un centro de cómputo. Comprender los costos de potencia y distribución para adicionar nuevos equipos puede ser un misterio.

● Los sistemas críticos de potencia y distribución tipicamente proveen muy pocatolerancia a la falla.


Qué es un Distribución Modular de Potencia?●Una solución simple y costo-

efectiva para instalar infraestructurade distribución de potencia 3-phase.●Que se va llenando con módulos de

breakers en la medida que se necesitamas capacidad

●Con un trabajo “en caliente” seguro●Sin necesidad de apagar

●Solución Fin-a-Fin●Gabinete●Módulo de Breaker con el whip (cable

de potencia) y conector●Con Branch Current Monitoring●Con monitoreo de la posición del

Breaker


Porqué una Distribución Modular?● Un diseño flexible

● El concepto de distribución más flexible en el mercado.

● Permite una mayor densidad de potencia

● Auto-senseo de la capacidad del breaker, su ubicación y longitud del cable.

● Una instalación segura, rápida y repetible● Permite hot-swap● No hay apagado● Conexión segura “en caliente”.

● Innovación Tecnológica● No hay necesidad de predecir los

requerimientos futuros de potencia en el rack.

● Costo Similar a los métodos actuales de distribución.


3 Transformadores reemplazados por 1 Autotransformador


PDU Modular Ultra/Alta Eficiente● La oferta actual del mercado requiere más de 2X el

espacio en piso con ~ la mitad de la densidad.

● Al usar tecnología de auto-transformador, se logra

10X la eficiencia de transformadores estándares de

aislamiento.

● Un voltaje mayor de distribución significa cableado

más delgado hacia los rack, lo que se traduce en

ahorros en instalación por el cobre.

● Conexión Segura sin apagados forzados.

● Facilidad de uso y cambios/adiciones/movimentos

mucho más rápidos ahorra costos de installación y crecimiento

Diseño de Alta Densidad – 266kW a 415V ó 144kW a 208V en solo ½rack!!


Distribución de potencia modular 230V� Fácil uso; conexión en caliente

� Opciones monofásicas y trifásicas

� Módulos de 16A, 32A y 63A

� Diversas longitudes de cables y prolongadores (80 a 1680 cm)

� Mecanismo de pasadores para trabar y destrabar que facilita la

inserción/extracción en caliente

� Incluye monitoreo de circuitos derivados

� Reconocimiento automático de tipo de módulo, amperaje y

longitud

� Monitoreo de posición de disyuntores

� Indicadores LED que informan rápidamente sobre diferentes

estados

� Medidor de kWh incluído

� Los mismos módulos se usan para Symmetra PX 160, paneles

RDP de 5 U y paneles RPP de medio rack

IEC 16A y 5 conductores

Módulos para distribución de energía

IEC 16A, 3 x 1 polos,

3 conductores


Distribución de potencia modular 208V� Fácil uso; conexión en caliente

� Opciones de 3 x 1 polo ó 3 polos

� Módulos de 20, 30, 50 y 60A

� Diversas longitudes de cables y prolongadores (200 a 1680

cm)

� Mecanismo de pasadores para trabar y destrabar que facilita la

inserción/extracción en caliente

� Incluye monitoreo de circuitos derivados

� Reconocimiento automático de tipo de módulo, amperaje y

longitud

� Monitoreo de posición de disyuntores

� Indicadores LED que informan rápidamente sobre diferentes

estados

� Medidor de kWh incluído

� Los mismos módulos se usan para Symmetra PX 100, paneles

RDP de 5 U y PDU modular 208V de medio rack

NEMA L21-20R 20A y 5 conductores


NEMA L5-20R 20A, 3 x 1 polos,

3 conductores


Distribución de potencia modular

Indicación LED en los módulos de distribución de potencia

Rojo� Indica una alarma crítica

Amarillo� Indica una advertencia

Verde� Indica que no hay alarmas

Verde

intermitente� El sistema está identificando el módulo

Se encenderá el indicador de advertencia si la carga supera el 80%

El indicador de advertencia también puede encenderse si la carga

desciende por debajo del 20%



Distribución de Potencia Modular 230V

� Diseño de alta densidad - 277 kW en medio rack (300 mm de ancho)

� 72 posiciones – Espacio para 24 módulos de distribución de potencia (24 módulos x

3 polos)

� Distribución configurable por el usuario

� Expansión y mantenimiento seguros sin necesidad de forzar el apagado

� Panel de información Powerview

� Certificación ISX

Panel de Energía Remoto de medio rack (RPP de medio rack)

Módulos para distribución de potencia


Panel de distribución de 5 U para montaje en rack (RDP de 5 U)

� Diseño de alta densidad – 138 kW en 5 U

� Autosoportado o para montaje en rack

� 18 posiciones – Espacio para 6 módulos de distribución de potencia (6 módulos

x 3 polos)

� 18 posiciones

� Ideal para trabajo con balance de cargas



Distribución de potencia modular 230V

RDP de 5 U


Distribución de Potencia Modular 208V

� Diseño de alta densidad - 144 kW en medio rack (300 mm de ancho)

� 72 posiciones – Espacio para 24 módulos de distribución de potencia (24 módulos x

3 polos)

� Distribución configurable por el usuario

� Expansión y mantenimiento seguros sin necesidad de forzar el apagado



Panel de Distribucion de Energía de medio rack

Módulos para distribución de potencia


Panel de distribución de 5 U 208V para montaje en rack (RDP de 5 U)

� Diseño de alta densidad – 72 kW en 5 U

� Autosoportado o para montaje en rack

� 18 posiciones – Espacio para 6 módulos de distribución de potencia (6 módulos

x 3 polos)

� Ideal para trabajo con balance de cargas



Distribución de potencia modular 208V

RDP de 5 U



Distribución de potencia modularY si aún tengo unas cargas especificas que requieren 120VAC？？？？Se pueden incluir transformadores de 240V a 120V de 500VA, 1KVA o 2KVA.


Arquitectura estandarizada

Symmetra PX 250RacksPDU modularRacks

Módulo disyuntor

T5 / 400 A

Módulo disyuntor modular

3 polos 5 cond. 16 A

Enfriamiento en Data Center Eficiente


Estrategias para Enfriamiento● Limitaciones de enfriamiento por piso falso

Placa 56%

Blade

Server

s

Standard

IT Equip

ment

Con EsfuerzoCapacidad Típica

Extremo12

10

8

6

4

2

0

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Uncontained

Placa 25%

Densidad de Rack

(kW)

que puede ser enfriado por una placa con este

flujo de aire

Flujo de aire a un rack (cfm)

Contained


Qué más puede afectar la distribución?

●Obstrucciones bajo piso falso●Canalizaciones● Tuberías●Cajas

●Diseño de las placas●Placas fuera de lugar●Cortes en las placas

●Cables●Poder levantarlas??

●Poca altura del piso falso ●Techos con poca altura


Room Cooling


Concepto InRow

Unidades InRow Opera en piso firme o

con piso falso.

El aire caliente entra a la unidad de aire

acondicionado por la parte posterior para evitar mezcla de aire

Suministro de aire frió al pasillo frió

El calor es transferido al refrigerante


Concepto InRow

●Enfriar solo las filas que requieren ser enfriadas●No requiere piso falso●No hay mezcla de aire caliente con frío●Mayor ahorro energético●Operación predecible: redundancia no solo por capacidad, sino por

flujo de aire


Enfriamiento por Sala

Carga constante Carga constante ddíía y nochea y noche


Virtualización

Puntocaliente

Virtualización

Consolidación


Despues de la virtualizaciónPuntos calientes, dinámicos

7am 7am –– 8 am8 am

9am 9am –– 12pm12pm

MedioMedio diadia

1pm 1pm ––4pm 4pm 4pm 4pm ––6pm 6pm 6pm 6pm –– 7am 7am

8am 8am –– 9am9am


Respuesta dinámica a los puntos calientes

7am 7am –– 8 am8 am

9am 9am –– 12pm12pm

MedioMedio diadia

1pm 1pm ––4pm 4pm 4pm 4pm ––6pm 6pm 6pm 6pm ––7am 7am

8am 8am –– 9am9am


Comparasión de Eficiencia

Eficiencia Enfriamiento = capacidad útil enfriamiento / (potencia consumida + capacidad útil enfriamiento )

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

% IT Load

Coo

ling

Effi

cien

cy

Carga TI

Eficiencia

Enfriamiento

Contención para Data Center Eficiente


Hot aisle Containment System


InRow con Contención de Pasillo Caliente

PDU Power Distribution Unit

Panel de energía de 42

posiciones y sistema de bypass

InRow

Unidad de aire acondicionado In-Row Air enfría el aire caliente de la cámara

Puertas de la Cámara

Permite el acceso al pasillo caliente, contiene cerradura para seguridad

UPS

Componentes Hot swappable,

redundancia N+1

Techo del pasillo caliente/ductos de cableado

Contiene el aire caliente y minimiza la mezcla con el aire frió del cuarto.


Volumen de Airede manejadoras y equipo de IT esbalanceado

Sensores de control de temperatura de suministro de aire en la parte frontal de los racks

Temperature (deg C)

<24 27.4 30.8 34.3 >37.8

Hot Aisle Containment System

17 kW por gabinete14 gabientes10 InRows RC @ 25kW


● Hot Aisle Containment● No requiere de piso falso● Puede ser usado en zonas independientes● Sube la temperatura del aire de retorno

• Equipo más eficiente

Hot Aisle Containment System


Áreas de Contención de Pasillo Caliente pueden ser implementadas en cualquier parte

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Data Center Eficiente - Solucion APC Parte 1