人們很少有獲得數據中心動態和變化的更好的方法。而在實際應用中,其變化更為復雜,因此人們采購精確的虛擬設施模型獲取數據中心的動態和數據。
隨著人們越來越多地依賴于數據中心為他們的生活各方面運行的軟件,數據中心的能耗問題變得越來越突出。而利用數據中心模型是確保新的或現有的數據中心設施使用最有效的方式使用能源的最佳途徑之一。
由于數據中心的能源效率是一個非常重要的話題,Facebook公司、彭博社、IBM公司、Comcast公司、英特爾公司,以及Verizon公司與美國國家科學基金會和四所大學合作,在紐約州賓厄姆頓大學研究智能電子系統(ES2)以提高數據中心能源效率。ES2最近建立了一個用于研究數據中心實驗室,并用其最新的研究論文考察數據中心建模。
該研究項目主要通過對比數據中心模型所創建的軟件解決方案,隨著時間的推移,對數據中心設施進行測量,并采取行之有效的方法創建一個數據中心模型。研究人員發現,如果根據操作機構收集的監測數據進行調整,該模型可以更精確地進行調整。
“沒有實驗驗證的模式是值得商榷的。”賓漢姆博士論文的第一作者胡薩姆·艾麗薩表示,他深入參與了ES2實驗室設計工作。
利用計算流體動力學模型是設計數據中心一個有效的方法。他表示,一旦設備建成,如果在運行數據的基礎上進行調整,該模型將成為一個更有用的模型。
“如果你真的想了解你的數據中心......你肯定在驗證過程上需要花一些時間。”
該團隊使用FutureFacilities公司的CFD建模軟件,并廣泛地與供應商的代表進行了咨詢。以下是可以幫助改善數據中心模式的三個關鍵事項:
1.測量氣流無處不在
模型和現實之間的差異之一就是通過多孔地板磚的氣流速度。現實中通過機房空氣處理單元氣流速度更低,例如,由于一些空氣會從旁邊的瓷磚繞過。
他們還對一個通道中間的流量下降問題進行了測量,他們懷疑是其他過道引起的渦流造成的。結合經驗數據的計算流體力學模型,可以很有助于識別這種現象,
艾麗薩和他的團隊還追蹤一些細節的流量變化,如用于冷卻管道和電力管道的開啟地板孔,高架地板遇到的側壁突起、接縫之類的東西等。
2.室內條件盡可能簡單
數據中心房間的條件越簡單,就越容易理解它的行為。如果可能的話,它有助于消除復雜的空氣流動,并采取了簡化的狀態測量。這些可以關停IT設備,以均衡房間壓力或識別地面泄漏。
可以用高架地板來理解簡化房間條件下的行為,可以采用通風流量模式,為服務器提供冷空氣。
3.這不只是一個盒子
千萬不要過分簡化冷空氣通風室的設施,這是非常重要的。像地板插座和供應通風口位置都有可能對氣流產生影響,在設計一個良好的模型應該考慮這些。
例如地板插座,其支持高架地板的立柱,可以會顯著影響空氣流通,只是因為有這么多的人使用地板插座,卻沒有計算插孔的阻力。如果沒有考慮到這些,數據中心模型會高估增壓壓力的積累。靠近墻壁的一些地方,其具備更高的壓力累積,因此實際上的數據要比測得的數據要高30%。
艾麗薩和他的團隊花了七個月完成這項工作。在工作完成后,他們幾乎在每一個方面重新調整他們的氣流模型,包括冷卻單元、服務器、插座、高壓、泄漏、房間的幾何形狀,以及更多。一旦完成了這個校準,模型才成為一個真正的預測模型,進行有代表性的試驗測量。