De groeiende eisen aan ict, gekoppeld aan ‘meer doen met minder’, maken dat het data center vandaag tot in de kleinste details wordt uitgevlooid met het oog op optimalisering en kostenbesparingen.

In de voorbije jaren heeft zich dan ook een vloed aan vernieuwingen doorgezet op gebieden als stroomvoorziening, koeling, interconnectiviteit en topologie, inclusief mogelijke stroomzuinige non-Wintel servers.

DC versus AC

Behoorlijk fundamenteel is een trend die zich al enkele jaren aftekent, in casu de groeiende aandacht voor het gebruik van gelijkstroom doorheen heel het datacenter. Vandaag wordt in een datacenter behoorlijk vaak wisselstroom omgezet in gelijkstroom (en zelfs weer omgekeerd) met alle gevolgen, zoals stroomverlies, van dien. Al vroeg bij het binnenkomen in het datacenter de wisselstroom eenmalig omzetten naar gelijkstroom (eventueel naar een gelijkstroom met een nog hoog voltage) zou al 10 tot 20 procent op het stroomverbruik besparen, aldus de voorstanders. Naast lagere koelingsnoden, zou de stroomvoorziening zelf ook minder plaats innemen, wat een bijkomende (en wellicht nog grotere) besparing inhoudt. Anderzijds wordt gewezen op het kostenplaatje om bestaande omgevingen en systemen om te zetten naar een gelijkstroomomgeving, terwijl ook de wisselstroomvoorzieningen vooruitgang hebben geboekt inzake zuinigheid. Ook de gevolgen voor onderhoud en ondersteuning op langere termijn zouden nog onbekenden zijn voor gelijkstroomvoorzieningen op grote schaal.

Niet alleen is de stroomvoorziening een belangrijke kost voor de uitbaters van datacenters, maar grote datacenters zouden op (korte) termijn wel eens ‘persona non grata’ in gebieden kunnen worden, als zou blijken dat hun stroomhonger de stroomvoorzieningen in dat gebied zou kunnen overbelasten.

‘Coole’ koeling

Bijzonder veel aandacht werd in de voorbije tijd besteed aan de koelingsnoden van datacenters, en dat op een bijzonder groot aantal punten. Dat kan gaan van de constructie van het gebouw zelf, waarop bijvoorbeeld zonnepanelen kunnen worden gemonteerd, zodat deze niet alleen stroom opleveren, maar tevens een bijkomende isolerende luchtlaag creëren (zoals onder meer het geval is voor het Datacenter Oostkamp). Het gebouw zelf kan voorts ook als een ‘gebouw in een gebouw’ worden geconcipieerd, met voor de ruimte tussen de twee constructies een rol in het koelsysteem.

Het koelsysteem zelf van de ruimten waarin de systemen staan, steunt op een uiterst precieze controle van de temperatuur op cruciale punten, zodat de koeling perfect voldoet. Hiervoor wordt naast de klassieke ventilatoren, nu ook gebruik gemaakt van verneveling of van een koelingsmiddel (zoals water). Ook wordt in toenemende mate aandacht besteed aan een betere afstemming van de koeling op mogelijke ‘hot spots’ in het center, zodat een overmatig sterke koeling doorheen heel het center wordt vermeden.

Sowieso moeten de koeling en stroomvoorziening flexibel zijn, aangezien een datacenter heel vaak aan veranderingen onderhevig is (meer/minder systemen, van verschillende aard en verschillend stroomverbruik). Zo is het perfect mogelijk dat de ruimte al helemaal is opgevuld met systemen, nog voor de voorziene stroomvoorziening geheel opgesoupeerd is, wat dus een lager dan gepland stroomverbruik betekent en dus ook navenant minder koelingsnoden.

In toenemende mate vinden ook nieuwe vormen van uiterst stroomzuinige koeling ingang, onder meer systemen op basis van waterverdamping (zowel natte bol als dauwpuntkoeling). Deze koeling heeft heel wat in zijn mars en kan vaak de klus klaren zonder bijkomende koeling (of slechts gedurende erg korte periodes in het jaar).

Snelle koppelingen

Zeker in ict-infrastructuur die druk bezochte websites of grote databases moet ondersteunen, is er nood aan snelle koppelingen tussen de verschillende systemen in het datacenter. In datacenters waar vaste taken en toepassingen draaien, maakt (40 Gb, in de toekomst ook 100 Gb)Ethernet nog steeds opgang, maar steeds vaker fluctueert de belasting van de infra-structuur in een datacenter onder invloed van de vraag van buitenaf (zoals websites). In dergelijke omgevingen is dan ook het gebruik van Infiniband interconnectie groeiend, zowel voor de onderlinge koppeling van servers, als voor input en output van data, op basis van ‘fabric switches’ met een snelheid van 56 Gb/s. Dergelijke systemen kunnen op hun beurt ook via Ethernet-gateways communiceren met de buitenwereld (zoals onder meer het geval is voor de infrastructuur waarop Microsoft zijn Bing Maps dienstverlening draait).

Nog een stap verder is dat data- centers en hun klanten samenzitten om de topologie van de systemen (de onderlinge samenwerking tussen systemen, al dan niet over meerdere ‘tiers’ verspreid) te optimalizeren, om het verkeer zo vlot mogelijk te laten verlopen.

En voor de toekomst? Dan duiken allicht servers op basis van uiterst stroomzuinige, wellicht non-Wintel processoren op (zoals de ARM processoren uit de huidige smartphones).

Kortom, de technologische evolutie van de datacenters is zeker nog niet in een doodlopend straatje aanbeland.

Guy Kindermans

Uitgevlooid voor de best mogelijke optimalisering.