Проектирование ЦОД

Компания «Айсо-энерго» выполняет проектирование центров обработки данных с учетом требований к вычислительной мощности, надежности, резервированию, энергоэффективности и дальнейшему масштабированию инфраструктуры.

Какие ЦОД проектируем

• Новые стационарные. Проектирование капитальных дата-центров в отдельных зданиях или специально подготовленных помещениях. Прорабатываются архитектурные, строительные и инженерные решения с учетом будущей IT-нагрузки и требований к надежности объекта.
• Модульные и контейнерные. Разработка решений для быстрого развертывания вычислительной инфраструктуры на промышленных, корпоративных и удаленных площадках. При проектировании учитываются особенности модульной конструкции, подключение внешних коммуникаций, условия эксплуатации и возможности последующего масштабирования.
• Расширение существующего ЦОД. Проектирование дополнительных мощностей при увеличении количества серверного оборудования, росте энергопотребления или необходимости повысить плотность размещения оборудования.
• Модернизация дата-центров. Разработка решений по обновлению электроснабжения, охлаждения, систем бесперебойного питания, мониторинга и других элементов инфраструктуры без строительства нового ЦОД.

Что входит в проектирование?

Состав проектных работ определяется задачами заказчика и особенностями объекта. Проектирование может включать как комплексную разработку дата-центра, так и отдельные инженерные разделы.

Предпроектное обследование

Изучаем исходные условия площадки или существующего объекта:

• доступную электрическую мощность;
• существующие инженерные коммуникации;
• параметры помещений;
• возможности размещения оборудования;
• ограничения по тепловой нагрузке;
• состояние существующей инфраструктуры;
• возможности дальнейшего расширения.

Для действующего ЦОД дополнительно оценивается текущее состояние инженерных систем и их способность выдерживать планируемую нагрузку.

Разработка технической концепции

На основе требований заказчика формируется общая архитектура будущего центра обработки данных.

Определяются:

• ориентировочная IT-мощность;
• количество и параметры серверных стоек;
• требуемая плотность размещения оборудования;
• принципы резервирования;
• состав инженерных систем;
• основные технические решения;
• возможности масштабирования;
• требования к эксплуатации объекта.

Концепция позволяет определить направление проекта до начала детальной разработки документации.

Проектирование инженерных систем

Центр обработки данных представляет собой единый технологический комплекс. Ошибка в одной из инженерных систем может ограничить возможности всей инфраструктуры, поэтому проектирование выполняется с учетом взаимного влияния оборудования и нагрузок.

• Разрабатываются схемы электроснабжения IT-оборудования и инженерной инфраструктуры. Определяются расчетные нагрузки, вводы электропитания, распределение мощности, схемы резервирования и способы подключения основного и вспомогательного оборудования.
• Проектируется система ИБП с учетом требуемой мощности, времени автономной работы, характера нагрузки и выбранной схемы резервирования. При необходимости предусматривается возможность увеличения мощности системы в дальнейшем.
• Разрабатываются решения с применением дизель-генераторных установок и другого резервного оборудования. Определяются необходимая мощность, схема подключения, автоматизация запуска и взаимодействие с основной системой электроснабжения.
• Проектируется передача электроэнергии от основных и резервных источников непосредственно к IT-нагрузке. Прорабатываются распределительные устройства, PDU, кабельные трассы и схемы резервирования питания серверного оборудования.
• Система охлаждения рассчитывается исходя из фактического и перспективного тепловыделения оборудования. Выбираются тип и конфигурация климатического оборудования, организация воздушных потоков, размещение кондиционеров и необходимое резервирование. Для высокоплотных стоек отдельно анализируются локальные тепловые нагрузки и необходимость применения специализированных решений.
• Прорабатывается воздухообмен технологических и вспомогательных помещений, а также взаимодействие вентиляции с другими инженерными системами объекта.
• Предусматриваются средства контроля состояния ключевых элементов ЦОД: электроснабжения, ИБП, ДГУ, климатического оборудования, температуры и влажности, параметров окружающей среды, состояния инженерного оборудования. Система мониторинга позволяет централизованно контролировать работу инфраструктуры и своевременно выявлять отклонения.
• Разрабатываются решения по обнаружению возгорания, оповещению и пожаротушению с учетом особенностей размещенного оборудования и требований к защите критической инфраструктуры.
• Проектируются системы контроля и управления доступом, видеонаблюдение и другие средства защиты технологических помещений от несанкционированного доступа.
• При необходимости разрабатывается кабельная инфраструктура для подключения серверного, сетевого и телекоммуникационного оборудования.

Проектирование планировки ЦОД

От размещения оборудования напрямую зависят удобство эксплуатации, эффективность охлаждения и возможности дальнейшего увеличения мощности.

При разработке планировочных решений учитываются:

• размеры и количество серверных стоек;
• ширина технологических проходов;
• организация холодных и горячих зон;
• размещение климатического оборудования;
• прокладка силовых и слаботочных трасс;
• доступ для технического обслуживания;
• зоны размещения ИБП и аккумуляторных батарей;
• вспомогательные технические помещения;
• возможности установки дополнительного оборудования.

При проектировании стационарного дата-центра также учитываются несущая способность конструкций, требования к полу, потолочным пространствам и размещению тяжелого инженерного оборудования.

Расчет IT-нагрузки и энергопотребления

Одним из основных исходных параметров проекта является расчетная IT-мощность.

Недостаточный запас мощности может ограничить развитие ЦОД уже через несколько лет после запуска. Избыточное резервирование, наоборот, приводит к неоправданному увеличению капитальных и эксплуатационных затрат.

Поэтому при проектировании учитывается не только текущая нагрузка, но и прогноз ее роста.

Оцениваются:

• суммарная мощность IT-оборудования;
• мощность одной стойки;
• предполагаемое количество стоек;
• коэффициент одновременности нагрузки;
• энергопотребление инженерного оборудования;
• перспективы увеличения вычислительных ресурсов.

На основании расчетов подбирается архитектура электроснабжения, охлаждения и другой инженерной инфраструктуры.

Резервирование в проекте ЦОД

Требования к надежности дата-центров зависят от того, насколько критичны размещаемые в нем информационные системы.

На этапе проектирования определяется допустимый уровень отказов и выбирается соответствующая архитектура инженерной инфраструктуры.

Могут применяться различные схемы:

• N – минимально необходимое количество оборудования без дополнительного резерва.
• N+1 – дополнительный резервный элемент позволяет сохранить работоспособность системы при отказе одного устройства.
• 2N – создаются две независимые системы, каждая из которых способна обеспечить работу критической нагрузки.

При необходимости применяются и более сложные схемы резервирования.

При этом резервирование рассматривается комплексно: недостаточно установить два ИБП, если единственная система охлаждения или распределительный щит остается точкой отказа.

Как закладываем развитие ЦОД

При проектировании важно учитывать не только параметры запускаемого объекта, но и возможное развитие IT-инфраструктуры.

В проект могут быть заложены:

• резерв электрической мощности;
• места для дополнительных стоек;
• возможность установки новых ИБП;
• расширение системы охлаждения;
• дополнительные кабельные трассы;
• свободные мощности распределительных систем;
• возможность подключения новых модулей.

Такой подход позволяет увеличивать вычислительные ресурсы по мере роста задач без полной перестройки центра обработки данных.

Энергоэффективность

Инженерная инфраструктура сама потребляет значительную часть электроэнергии ЦОД, поэтому уже на стадии проектирования важно учитывать эффективность работы оборудования.

На энергопотребление влияют:

• тип и загрузка ИБП;
• архитектура системы охлаждения;
• организация воздушных потоков;
• плотность размещения оборудования;
• режимы работы климатических систем;
• эффективность распределения электропитания.

Грамотно спроектированная инфраструктура позволяет снизить непроизводительные энергозатраты без ущерба для надежности объекта.

Этапы проектных работ

1. Исходные данные и обследование. Уточняем задачи, параметры будущего ЦОД и ограничения площади.
2. Концепция и расчеты. Формируем архитектуру ЦОД и выполняем расчеты электрических и тепловых нагрузок.
3. Разработка проектной документации. Подготавливаются планы, схемы, спецификации и другие необходимые разделы документации.
4. Согласование решений. Проектные решения обсуждаются с заказчиком и при необходимости корректируются с учетом требований эксплуатации, бюджета и дальнейшего развития объекта.
5. Подготовка рабочей документации. Разрабатывается документация, необходимая для проведения строительно-монтажных работ, поставки и установки оборудования.

Что получает заказчик

Результатом проектирования становится не просто набор схем, а проработанное техническое решение, на основе которого можно приступать к строительству и оснащению дата-центра.

В зависимости от состава проекта заказчик получает:

• техническую концепцию;
• планы размещения оборудования;
• схемы инженерных систем;
• расчеты нагрузок;
• решения по резервированию;
• спецификации оборудования;
• проектную документацию;
• рабочую документацию;
• данные для оценки бюджета и сроков реализации.

Точный состав документации определяется до начала работ и зависит от задач конкретного проекта.

От чего зависит стоимость проектирования ЦОД

Цена проектирования рассчитывается индивидуально. На стоимость влияют:

• площадь и формат объекта;
• планируемая IT-мощность;
• количество серверных стоек;
• требуемая надежность;
• количество инженерных систем;
• необходимость обследования существующей инфраструктуры;
• сложность архитектурных и строительных решений;
• необходимость модернизации действующего ЦОД;
• состав разрабатываемой документации.

Для предварительной оценки проекта достаточно предоставить имеющееся техническое задание или основные параметры будущего дата-центра.

Почему проектирование ЦОД доверяют «Айсо-энерго»?

• Занимаемся проектированием и реализацией инфраструктуры сложных технологических объектов, включая центры обработки данных.
• Проектные решения могут быть реализованы нашими специалистами в рамках дальнейшего строительства, поставки оборудования, монтажа и пусконаладки. Это снижает риск несоответствия проектной документации реальным условиям выполнения работ.
• Производим модульные ЦОД и оборудование для инженерной инфраструктуры, что позволяет учитывать практические особенности оборудования уже при разработке проекта.
• Работаем с системами бесперебойного питания, дизель-генераторными установками, распределительным и климатическим оборудованием.
• После завершения проектирования компания может выполнить строительство, поставку оборудования, монтаж, пусконаладочные работы и ввод дата-центра в эксплуатацию.