Data Center modulari prefabbricati: Configurazioni

Abbiamo visto, nel nostro articolo Data Center modulari prefabbricati: Blocchi funzionali, come le funzioni di un Data Center possano essere suddivise in tre categorie principali: impianto di alimentazione, impianto di raffreddamento e spazio IT.

Esistono diverse modalità di implementazione dei blocchi funzionali in un Data Center. Questi approcci ricadono in tre categorie principali:

• Data Center semiprefabbricati: Data Center costituito da una combinazione di blocchi funzionali prefabbricati e sistemi “stick built” tradizionali;
• Data Center totalmente prefabbricati: Data Center costituito esclusivamente da moduli informatici, di alimentazione e raffreddamento prefabbricati;
• Micro Data Center: Data Center autonomo in un singolo armadio, con sistemi di alimentazione, raffreddamento e informatici

Tutte le configurazioni hanno in comune la necessità di implementare il Data Center in tempi nell’ordine di settimane e non mesi o anni, la scalabilità se e quando necessaria, nonchè l’intento di migliorare la prevedibilità del rendimento.

Sulla decisione influiscono anche requisiti specifici quali la location, il cash-flow e la velocità.

1. Data Center semiprefabbricati

L’implementazione di un tipico Data Center prefabbricato comprende sia moduli prefabbricati che moduli “stick built” tradizionali. Questo approccio viene detto “semiprefabbricato”.

La Figura 1 illustra un esempio in cui i moduli di alimentazione e raffreddamento sono asserviti a uno spazio informatico tradizionale in un edificio. Sono possibili anche altre combinazioni, ad esempio impianti di alimentazione e raffreddamento tradizionali con moduli informatici esterni. La combinazione specifica di sistemi prefabbricati e tradizionali dipende dall’applicazione e dai requisiti del Data Center.

Un progetto di ristrutturazione soggetto a un vincolo di capacità specifico per una risorsa particolare rappresenta un caso tipico in cui viene implementata questa configurazione.

Figura 1 – Esempio di Data Center semiprefabbricato con moduli di alimentazione e raffreddamento prefabbricati e spazio informatico tradizionale.

I Data Center semiprefabbricati generalmente vengono implementati nei seguenti casi:

• Insufficiente capacità di alimentazione del Data Center e vincoli di spazio nella sala elettrica con possibilità di aumentare lo spazio IT;
• Insufficiente capacità di raffreddamento (dissipazione del calore) del Data Center con possibilità di aumentare lo spazio IT;
• Mancanza di spazio IT nel Data Center a causa dell’insufficienza della densità implementata rispetto a quella di progetto con risorse di alimentazione e raffreddamento più che sufficienti;
• Grosso Data Center aziendale di nuova realizzazione con apparecchiature informatiche miste, con limitazioni nell’applicazione di moduli informatici, ma con possibilità di implementare moduli di alimentazione e raffreddamento;
• Necessità di un piano a breve termine per gestire lacune di capacità e/o affidabilità fino all’implementazione di un piano a lungo termine (con riutilizzo dei moduli per altri scopi).

2. Data Center totalmente prefabbricati

In un Data Center totalmente prefabbricato, i moduli vengono implementati per tutti e tre i blocchi funzionali, fornendo la potenza, l’espulsione del calore e alloggiamento delle apparecchiature IT critiche.

La Figura 2 illustra due esempi di Data Center totalmente prefabbricati con le modalità di collocazione dei moduli sul pavimento. Le implementazioni variano per fattore di forma, capacità di alimentazione, tecnologia e posizionamento (all’interno o all’esterno), in base ai requisiti operativi.

Figura 2 – Esempi di organizzazione di Data Center totalmente prefabbricati [Fonte: Schneider Electric].

I Data Center totalmente prefabbricati generalmente vengono implementati nei seguenti casi:

• Scalabilità dell’intero Data Center come requisito operativo imprescindibile;
• Data Center con vari spazi affidati in locazione, ove occorre ripartire gli spazi informatici ai vari locatari, con requisiti di scalabilità delle risorse di alimentazione e raffreddamento;
• Grossi Data Center informatici omogenei ove occorre implementare le apparecchiature per fasi;
• Data Center ad elevata densità, ove vengono eseguiti calcoli complessi, con implementazione per fasi di migliaia di server e possibilità di scalare la capacità dei server;
• Grossi Data Center adibiti a disaster recovery.

3. Micro Data Center

Un micro Data Center è un particolare tipo di Data Center totalmente prefabbricato, ma appartenente a una configurazione ben distinta in virtù delle caratteristiche esclusive di tutti i componenti collocati in una singola struttura.

La Figura 3 illustra un esempio di progetto di micro Data Center. Un micro Data Center è un ambiente di calcolo autonomo, sicuro, che comprende risorse di stoccaggio, elaborazione e rete necessarie alle applicazioni del cliente. Realizzato in un singolo shelter, include alimentazione, raffreddamento, sicurezza e relativi sistemi di gestione. I micro Data Center vengono assemblati e collaudati in fabbrica.

Quando si combinano più funzioni in un singolo modulo, la capacità generalmente è inferiore. Un limite tipico per un Data Center all-in-one (alimentazione, raffreddamento e apparecchiature informatiche) è circa 150 kW in un singolo modulo con l’ingombro di un container ISO. Questo limite aumenta per i moduli spediti in sezioni e uniti nella sede di installazione. Se in una sede i moduli per micro Data Center sono più di 2-3 (circa 500 kW), i relativi costi diventano proibitivi.

Anche se questa configurazione viene detta “micro Data Center all-in-one”, spesso esistono altre infrastrutture ausiliarie all’esterno del modulo, ad esempio un gruppo elettrogeno o un chiller.

Un’altra variante può essere quella in cui solo la parte IT e di alimentazione è unita in un singolo armadio, mentre l’UPS è collocato in un modulo separato. È questo il caso tipico di modelli per il raffreddamento free cooling, laddove lo spazio informatico viene adattato per consentire l’ingresso diretto dell’aria fresca o l’ingresso indiretto dell’aria tramite scambiatori termici aria-aria.

Figura 3 – Esempio di Data Center prefabbricato all-in-one.

I micro Data Center generalmente vengono implementati nei seguenti casi:

• Necessità di elaborazione di dati in tempo reale o quasi. Come nell’automazione in fabbrica (robot), automazione industriale (gru)…;
• Esigenze temporanee, ad esempio usi militari, sportivi o altri eventi limitati nel tempo;
• Importanza della mobilità del Data Center;
• Sedi remote che richiedono un piccolo Data Center di potenza inferiore a 150 kW;
• Piccolo Data Center in una struttura adibita a vari usi, con necessità di controllare tutte le funzioni;
• Data Center in ambienti ostili, ad esempio applicazioni industriali, torri di trivellazione petrolifere ecc.;
• Necessità di un piccolo Data Center adibito a disaster recovery;

Conclusioni

Esistono vari approcci all’implementazione dei Data Center modulari prefabbricati. Tuttavia, l’assenza di una terminologia standard per descriverli rende difficile la scelta del tipo più appropriato. La configurazione ottimale, comprendente fattori di forma e blocchi funzionali correttamente dimensionati, dipende dall’applicazione e dai requisiti operativi specifici. In alcuni casi, un Data Center totalmente prefabbricato rappresenta l’approccio migliore; in altri casi può essere più adatto un approccio semiprefabbricato, sia con moduli prefabbricati che con sistemi tradizionali. La consapevolezza dei limiti e dei vantaggi di ogni fattore di forma contribuisce alla scelta dell’approccio ottimale. In definitiva, la decisione dipende dai requisiti operativi: rapidità di implementazione, scalabilità, vincoli di spazio e di contesto, capacità e cash-flow