Nuevas normas que alteran la eficiencia y el propio diseño de los centros de datos

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La organización ASHRAE acaba de publicar una nueva actualización de sus pautas térmicas para los entornos de procesamiento de datos, que alterarán las prácticas operativas en las instalaciones. Esto podría modificar la forma de evaluar la eficiencia energética, afectando a los acuerdos SLA y obligando a rediseñar las salas de datos para la infraestructura de computación de alta densidad.

En un reciente artículo publicado por el Uptime Institute anuncian que la ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) ha modificado las pautas térmicas que se deben aplicar en los entornos de procesamiento de datos. Esta actualización recomienda realizar cambios importantes en los parámetros de funcionamiento térmico de los centros de datos, considerando la presencia de contaminantes como un factor a tener en cuenta, y también introduce una nueva clase de equipo de TI para la computación de alta densidad.

Esto, en algunos casos, puede llevar a los operadores a alterar las prácticas operativas y a cambiar los puntos de ajuste en los sistemas. Esto tendría como consecuencia importantes cambios en la eficiencia energética, pudiendo afectar a los acuerdos de nivel de servicio (SLA) con los proveedores de servicios del centro de datos. Como explican los expertos, las pautas térmicas definidas por la ASHRAE han sido clave para establecer los estándares de refrigeración en los centros de datos desde su lanzamiento en 2004.

El comité encargado de su elaboración recopila información de la industria de centros de datos y promueve un enfoque basado en la evidencia para los controles ambientales en las instalaciones, que ayuda a los operadores a comprender mejor los riesgos y las oportunidades de optimización. Esto ha permitido a los operadores cambiar sus pautas para relajar los puntos de ajuste de temperatura, humedad relativa, punto de rocío, etcétera, permitiendo el desarrollo de sistemas más eficientes.

Interacción entre los gases corrosivos y la humedad relativa

Esta quinta actualización de las pautas térmicas la ASHRAE ha añadido nuevas advertencias que van a cambiar la forma de refrigerar las instalaciones. Por ejemplo, aunque las recomendaciones de humedad relativa amplían el rango del anterior 60% a un 70%, esto está condicionado a que la sala de datos tenga bajas concentraciones de gases contaminantes. Si estos niveles de gases corrosivos se encuentran por encima de los umbrales establecidos, la nueva recomendación indica que la humedad relativa debe estar por debajo del 50%.

Además, será necesario utilizar tiras reactivas para monitorizar la concentración de estos gases en la sala de datos, cuyos límites de son de 200 ångström por mes para la plata y de 300 ångström mensuales para el cobre. Estos cambios se basan en los resultados de un reciente estudio experimental sobre los efectos de los gases contaminantes y la humedad en los dispositivos electrónicos, realizado entre 2015 y 2018 en colaboración con los investigadores de la Universidad de Syracuse (EEUU).

Sus hallazgos revelan que la presencia de cloro y sulfuro de hidrógeno acelera la corrosión del cobre en condiciones de mayor humedad, mientras que la ausencia de estos y otros catalizadores gaseosos hace que la corrosión sea insignificante con concentraciones de humedad de hasta el 70%. Esto, incluso cuando hay presencia de otros oxidantes como el ozono, el dióxido de nitrógeno o el dióxido de azufre, presentes en el ambiente.

Al aplicar estos nuevos conocimientos a las métricas ya las pautas ambientales en los centros de datos se pueden proteger mejor los servidores y los sistemas de almacenamiento en HDD, SSD y cinta magnética, que se ven afectados por la corrosión a causa de la combinación de humedad con estos contaminantes. Según los expertos, no todos los centros de datos miden este tipo de sustancias en el ambiente, por lo que no controlan la degradación que genera la corrosión en sus equipos, y esto conduce inevitablemente a un mayor número de fallas que en muchas ocasiones son difíciles de explicar.

Y los investigadores afirman que reducir la temperatura del aire en las salas de datos con la intención de reducir las fallas puede tener un efecto acelerador de la corrosión en determinadas condiciones, lo que a su vez aceleraría las fallas, en vez de evitarlas. Por ello, la ASHRAE recomienda a los operadores que consideren un límite superior de humedad relativa del 50% si no se llevan a cabo mediciones mediante los dispositivos reactivos que miden niveles de gases corrosivos.

Nueva clase de equipos de alta densidad

Otro cambio importante que ha incluido la ASHRAE en esta actualización es añadir una nueva clase de equipo de TI, al margen de las clasificaciones existentes de A1 a A4. Se trata de la denominada H1, que se refiere a sistemas de computación de alta densidad que integran estrechamente una serie de componentes de alta potencia, como procesadores de servidor, aceleradores, chips de memoria y controladores de red.

Explican que esta categoría de equipos necesita trabajar en márgenes de temperatura del aire más estrictos para una correcta refrigeración y protección de sus componentes. Concretamente, entre 18°C y 22°C, varios niveles por debajo de los equipos del resto de categorías, que pueden mantenerse entre 18°C y 27°C. Y la envolvente permitida también ha sido ajustada, con límites superiores de entre 25°C y 77°C para la case H1, una temperatura mucho más baja que el rango aplicado al resto, de entre 32°C y 89,6°C.

Según la ASHRAE, estos cambios se deben a que en los sistemas más densificados no hay espacio para disipadores de calor y ventiladores de alto rendimiento, por lo que no es posible mantener los componentes dentro del margen de temperaturas de funcionamiento adecuados. Esto afecta a su rendimiento y acelera su degradación, por lo que es preciso reducir las temperaturas internas y externas. Aunque no ha establecido especificaciones concretas para que un equipo sea considerado como H1, y deja que sean los proveedores de TI los que pongan este sello a sus equipos.

Cambios en los centros de datos de nueva generación

Dado que los SLA típicos dependen en parte de las pautas de la ASHRAE, los expertos del Uptime Institute creen que estos cambios van a tener un impacto significativo en la industria de centros de datos, especialmente en el sector de colocación. Teniendo en cuenta que las nuevas tendencias llevan a una mayor densidad de TI en las instalaciones y en la configuración interna de los propios equipos, cabe esperar que los operadores tendrán que modificar su estrategia de control ambiental y refrigeración de las instalaciones.

Se está considerando que en algunas ubicaciones importantes de la industria se vean obligados a cambiar completamente los sistemas de enfriamiento mecánico que se están usando actualmente para cumplir con las nuevas pautas de la ASHRAE. En estos casos, sin contar con la nueva clasificación H1, podrían sustituirse por una combinación de controladores de aire evaporativos y adiabáticos con un diseño más avanzado de flujo de aire y metodologías operativas. Esto proporciona una mayor eficiencia energética y permite soportar una carga de TI superior desde una subestación, pero en los centros de datos más densificados sería necesario adoptar un enfoque diferente.

Los expertos afirman que la inclusión de equipos de clase H1 requeriría temperaturas más bajas, independientemente de la densidad del rack. Por ello, para mantener los niveles de eficiencia energética en estos nuevos diseños de centros de datos altamente optimizados se necesitaría tener un área separada con sistemas de enfriamiento independientes del resto de las instalaciones. De hecho, la ASHRAE ya dice que los operadores deben separa los equipos H1 del resto, implementando controles y equipos de refrigeración independientes.

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