Comment construire un centre de données et garder les lumières allumées – Resoudre les problemes d’un serveur MineCraft

Les centres de traitement de données, qui étaient presque négligés, sont devenus l’une des infrastructures les plus importantes de l’économie numérique mondiale. Ils hébergent tout, des enregistrements financiers aux films Netflix. En conséquence, les centres de données sont devenus une industrie de plusieurs milliards de dollars, précisément parce que leur rôle est si important. La conception, la construction et la prise en charge de centres de données nécessitent une planification stratégique et une construction minutieuse afin de maintenir les données stratégiques des clients en sécurité et disponibles 24h / 24, 7j / 7 – indépendamment de ce qu’il en est.

De nombreux facteurs doivent être pris en compte lors de la conception et de la construction d'un centre de données. Pour commencer, tout est une question de pouvoir: le trouver et le gérer.

Trouver le pouvoir

Les centres de traitement de l'information nécessitent une quantité incroyable d'électricité pour fonctionner, et cette électricité nécessite souvent l'intervention directe des services publics régionaux pour fonctionner. Les infrastructures énergétiques doivent être déplacées, les lignes électriques doivent être gérées et des redondances doivent être établies. Les centres de données les plus sécurisés disposent de deux flux distincts pour les utilitaires. Ainsi, si quelque chose se produisait – comme une attaque inattendue contre un écureuil – le centre ne perdrait pas immédiatement toutes ses fonctionnalités.

Coordonner cela demande beaucoup d’efforts, et souvent l’influence d’une grande entreprise pour arriver à ses fins. Mais même les grands acteurs doivent vérifier les politiques des services publics et des administrations locales dans tous les domaines dans lesquels ils envisagent de construire un centre de données, afin de s'assurer qu'ils seront en mesure d'établir ces entrées. En effet, sans cette redondance, les centres de données peuvent être exposés à des pannes de courant pouvant entraîner non seulement la perte de données clients critiques, mais également un impact négatif sur la marque du propriétaire du centre de données.

Le prix et la disponibilité de cette puissance sont également des facteurs extrêmement importants, car un centre de données attirera toujours beaucoup de monde. Avec une quantité importante d’énergie utilisée dans l’informatique et encore plus dans le refroidissement d’ordinateurs, il n’est pas surprenant que les centres de données utilisent plus de 1,8% de l’énergie des États-Unis. Encore une fois, les entreprises qui planifient des centres de données doivent travailler avec les administrations locales et les services publics pour obtenir des subventions et des accords susceptibles de rendre cette énergie plus abordable.

Garder les lumières allumées

Une grande partie de l'infrastructure de support dans les centres de données est axée sur la garantie que leur alimentation ne peut être interrompue. Selon une étude du Ponemon Institute, le coût moyen d’une panne de centre de données en 2016 s’élève à 740 357 dollars, soit une augmentation de 38% par rapport au moment où le rapport a été élaboré en 2010. Cela représente 8 851 dollars par minute de pertes de revenus et d’employés non productifs («courrier électronique»). est en panne, le temps de jouer à Fortnite! ”). L’ingénierie a donc fait grand cas du maintien des centres de données en situation de crise.

Les systèmes d'alimentation sans coupure (UPS) – des batteries puissantes pouvant commencer à fournir de l'énergie presque instantanément – sont essentiels à cet effort. Ils garantissent qu'en cas d'urgence, le courant revient en quelques millisecondes au lieu de quelques secondes ou minutes, ce qui pourrait entraîner une perte de données ou de fonctionnalités pour des milliers de systèmes informatiques. Mais la plupart des systèmes UPS ne servent pas d’alimentation de secours très longtemps. Ils ne disposent tout simplement pas de la capacité de stockage énergétique nécessaire pour alimenter un centre de données pendant plus de quelques minutes. Afin de maintenir les centres de données entièrement opérationnels sans alimentation secteur, les exploitants de centres de données se tournent généralement vers de grands groupes électrogènes alimentés au diesel, stockés avec 24 à 48 heures de carburant en tout temps, au besoin.

Toute cette redondance est nécessaire en raison de la quantité incroyable d'énergie utilisée par les centres de données. L’autre facteur déterminant du succès d’un centre de données est l’efficacité avec laquelle cette énergie est utilisée. Cela commence par la stratégie organisationnelle utilisée pour le refroidissement.

Rester au frais

Les centres de données sont des structures soigneusement planifiées. Chaque pied carré doit contribuer aux objectifs plus vastes d'une informatique puissante et efficace. Vous ne pouvez pas simplement claquer les racks de serveurs ensemble, car leur emplacement doit s’adapter au système de refroidissement utilisé pour éviter une surchauffe.

Les centres de données sont en pleine ébullition et les progrès actuels dans le calcul haute performance (HPC) signifient qu’ils consomment jusqu’à cinq fois plus d’énergie qu’avant. Cela fait de la solution de refroidissement l’une des décisions les plus importantes qu’un opérateur de centre de données peut prendre.

De loin, la méthode de refroidissement du centre de données la plus courante implique le flux d'air, en utilisant des systèmes CVC pour contrôler et baisser la température aussi efficacement que possible. Ces systèmes utilisent généralement:

Arrangement d'allée – Il s’agit d’une stratégie d’organisation dans laquelle l’air chaud et l’air froid sont dirigés vers l’emplacement des racks de serveurs. Les entrées d’air froid sont dirigées vers les conduits de sortie de la climatisation et les gaz d’échappement sont dirigés vers les prises d’air conditionné. Ceci est utilisé pour isoler les environnements chauds et froids dans le centre de données et faciliter le contrôle du flux d'air et de la température. Les systèmes de confinement, qu’il s’agisse de barrières physiques ou de plénums sous les rayonnages, sont également utilisés pour séparer les allées chaudes et froides, afin d’éviter le mélange de températures et le manque d’efficacité énergétique.

Les centres de traitement de données, qui étaient presque négligés, sont devenus l’une des infrastructures les plus importantes de l’économie numérique mondiale.

Placement en rack – Le positionnement des composants et des systèmes informatiques est également un facteur important du refroidissement car un positionnement correct peut empêcher la dispersion de l'air chaud dans des zones problématiques. Lorsque vous créez un environnement contrôlé pour la température et le flux d'air, vous devez disperser la chaleur dans la zone appropriée (généralement un côté du rack du serveur). Par conséquent, il est important d’empêcher que cet air chaud ne soit expulsé par le haut du rack du serveur, même si c’est souvent la partie la plus chaude. Le placement des composants sur le rack du serveur est un moyen essentiel de lutter contre cela. En plaçant les composants les plus lourds – et les plus chauds – au bas du rack, il est beaucoup plus difficile pour la chaleur de se déplacer jusqu'au sommet du rack de serveur pour être dispersée. Ceci, associé aux panneaux d'obturation, aide à empêcher la chaleur de pénétrer dans la mauvaise zone et à rendre la solution de refroidissement moins efficace.

Panneaux – Autre solution simple, mais élégante, utilisée par les opérateurs de centres de données depuis des années, ces simples barrières en plastique sont placées dans des emplacements vides des serveurs, couvrant ainsi les zones où de la chaleur peut s'échapper.

Haut niveau de surveillance – La surveillance est, bien sûr, extrêmement importante avec un système aussi complexe qu'un centre de données. Des problèmes mineurs peuvent entraîner des inefficacités énergétiques de plusieurs milliers de dollars en raison de la nature du fonctionnement du centre de données 24 heures sur 24, 7 jours sur 7. C'est pourquoi l'apprentissage automatique et l'intelligence artificielle sont en train de devenir des outils que les opérateurs de centres de données utilisent pour surveiller et gérer leurs environnements de centre de données à tout moment de la journée. Google, par exemple, a déjà déclaré publiquement qu'il utilisait l'intelligence artificielle pour optimiser l'efficacité des datacenters et refroidir ses datacenters de manière autonome. Le système effectue lui-même tous les réglages de la centrale de refroidissement, de manière continue et en temps réel, permettant d’économiser jusqu’à 30% de l’énergie de la centrale chaque année.

Montée du refroidissement liquide

Si le refroidissement par liquide a toujours été le domaine des ordinateurs centraux et des superordinateurs universitaires, il est de plus en plus utilisé dans les centres de données. Les charges de travail plus exigeantes liées aux systèmes mobiles, aux médias sociaux, à l'IA et à l'IdO entraînent une augmentation de la demande en énergie, et les gestionnaires de centres de données s'efforcent de trouver des alternatives plus efficaces aux systèmes de refroidissement par air.

Construire un centre de données, c’est exécuter un plan extrêmement complexe, avec la contribution d’experts dans de nombreux domaines.

L'approche de refroidissement par liquide peut être des centaines de fois plus efficace et utiliser beaucoup moins d'énergie que les systèmes de refroidissement HVAC classiques. Mais le marché des centres de données attend toujours quelques pièces manquantes du puzzle, notamment les normes de l'industrie pour les solutions de refroidissement par liquide et un moyen simple pour les centres de données de refroidissement par air d'effectuer la transition sans avoir à gérer deux systèmes de refroidissement en même temps. Néanmoins, le refroidissement par liquide deviendra probablement la norme dans les années à venir, le besoin croissant d'un refroidissement plus efficace ne montrant aucun signe de ralentissement.

Autres facteurs critiques de succès
Sécurité – La sécurité est d’une importance cruciale dans tout espace contenant autant de données sensibles et doit être prise en compte dans la construction du centre de données. Les centres de données ont souvent plusieurs niveaux de sécurité, nécessitant des cartes-clés et parfois des informations biométriques pour pouvoir y accéder.

Gestion des câbles – La construction d'un centre de données performant nécessite la mise en place d'un système de gestion des câbles facile à gérer et à mettre à niveau. Il s’agit moins d’une question de sécurité que d’une considération essentielle pour éviter un cauchemar organisationnel. Les opérateurs de centres de données du monde entier connaissent la pénible difficulté d’essayer de régler les problèmes de gestion des câbles dès qu’ils commencent à perdre tout contrôle.

En somme

Construire un centre de données, c’est exécuter un plan extrêmement complexe, avec la contribution d’experts dans de nombreux domaines. Les entreprises qui envisagent de créer leur propre centre de données devraient consulter des experts qui ont déjà fait face à leurs difficultés spécifiques, afin de s’assurer que tous ces domaines essentiels peuvent être construits sans incident. Les centres de données modernes sont planifiés jusqu'au dernier fil sur les applications de gestion des informations du bâtiment (BIM) et des logiciels similaires, de sorte que le résultat soit aussi garanti que possible avant l'érection du premier mur. Les centres de données sont des artères clés de l'économie numérique, car elles acheminent les données de l'économie moderne entre les consommateurs, les entreprises, les gouvernements et les citoyens. Cela prend beaucoup d'énergie!