Москва
Мероприятия
Блог
Корзина
Регистрация Войти
main-bg
Блог

Микроклимат в ЦОД: стандарты и особенности их применения

Даже далекие от ИТ люди в курсе, что вычислительная техника имеет неприятное свойство выделять при работе тепло. Это может стать проблемой даже на персональном ноутбуке, а любой дата-центр, под завязку набитый многопроцессорными серверами, хранилками и маршрутизаторами, оснащается охлаждающим оборудованием задолго до того, как в него установят первые серверы.
Как правильно спроектировать систему кондиционирования для ЦОДа? Это большой вопрос, и отвечать хотелось бы начать с требований и стандартов по охлаждению.

Почему ЦОД надо охлаждать?

Параметры микроклимата (температуру, влажность, подвижность воздуха) в ЦОД необходимо контролировать и регулировать по нескольким причинам.
1. Обеспечение возможности работы информационно-вычислительной техники (далее – ИВТ) в ЦОД. Огромное тепловыделение в ЦОДах обусловлено тем, что в данных помещениях располагается большое количество ИВТ на единицу площади. В свою очередь выделение тепла ИВТ происходит в соответствии с принципом Ландауэра, согласно которому подведенная к ЭВМ электрическая мощность преобразуется в теплоту при разрядке конденсаторов, расположенных на печатных платах. Эта разрядка происходит из-за удаления битов информации в процессе вычислений.
Если из ЦОД не удалять избытки теплоты, то температура в нём за считанные минуты поднимется до таких значений, при которых ни ИВТ, ни персонал не смогут работать. Большинство серверов и активного сетевого оборудования отключаются, когда температура входящего в них воздуха достигает 60оС. Расчет скорости нагрева воздуха в ЦОД в случае аварии в системе кондиционирования носит индивидуальный характер, но для приблизительной оценки можно сказать, что в ЦОД со 100-киловаттным энергопотреблением ИВТ температура воздуха изменится с общепринятых 22 оС (см. далее) до критичных 60 оС приблизительно за 4-5 минут.
2. Повышение эффективности работы ИВТ в ЦОД. При эксплуатации серверов в климатических условиях, отличающихся от рекомендованных, изменяются такие параметры их работы как потребляемая мощность, производительность, уровень шума, надёжность, стойкость к коррозии. Например, при повышении тем-ры в ЦОД с 22 до 35 оС, энергопотребление серверов возрастает в среднем на 20%, а повышение уровня шума в ЦОД составляет ориентировочно 6,4 дБ.
Контроль параметров микроклимата в ЦОД чаще всего сводится к поддержанию определенного температурно-влажностного состояния воздуха, который подается к IT-оборудованию. 

Требования к микроклимату: отечественный и западные стандарты

Так на какие требуемые параметры воздуха опираться при проектировании и эксплуатации ЦОД? Согласно (СН 512 – 78. Инструкция  по проектированию зданий и помещений для электронно-вычислительных машин.), в помещениях для ЭВМ должны быть обеспечены следующие климатические условия: 

Период года

Оптимальные

Допустимые

температура воздуха, °С

относительная влажность воздуха, %

скорость движения воздуха, м/с

температура воздуха, °С

относительная влажность воздуха, %

скорость движения воздуха, м/с

Холодный и переходный периоды года (температура воздуха ниже +10°С)

21± 2

52 ± 7

Не более 0,2

18-25

Не более 75

Не более 0,3

Теплый период года (температура наружного воздуха выше +10° С)

22 ± 2

52 ± 7

Не более 0,3

В течение трех часов не более чем на 3° С выше средней температуры наружного воздуха в 13 ч самого жаркого месяца, но не выше 28 °С

При 28° С не более 50%; при27° С не более 55%; при 26° С не более 60%; при 25° С не более 65%; при 24° С и ниже не более 70%

Не более 0,5

Стандарт, этот, впрочем, описывает довольно экзотическое на сегодняшний день оборудование, которое следует понимать под ЭВМ, такое как ЭВМ и ВК ЕС по ГОСТ 16325-88 или вычислительные "Эльбрус".

В современные ЦОД устанавливают совсем другое оборудование, следовательно, документ СН 512-78 формально нельзя использовать как источник нормативов, а другого документа, регламентирующего климатические параметры в помещениях с ИВТ, в РФ нет. А что же есть?

А есть такие стандарты:

  • ТIA – 942. Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers.
  • The Uptime Institute. 2000. Heat Density Trends in Data Processing Computer Systems and Telecommunications Equipment.
  • ASHRAE TC 9.9. 2011. Thermal Guidelines for Data Processing Environments – Expanded Data Center Classes and Usage Guidance.

Формально они не действуют на территории РФ, и опираться на них, например, при прохождении экспертизы проектной документации, нельзя. Как выйти из положения? Согласно СН 512-78  если в данном проекте применяется другое оборудование, под этот проект нужно составлять специальные технические условия (СТУ). Данный документ вполне можно разрабатывать, опираясь на западные стандарты.

ASHRAE TC 9.9: рассмотрим подробней

Произведем некоторый анализ стандарта ASHRAE TC 9.9. 2011. Этот документ, объединяющий и осмысливающий рекомендации ведущих производителей вычислительного оборудования, претерпел три издания – в 2004, 2008, и 2011 годах. В двух последних версиях фигурирует рекомендованный (оптимальный) температурный диапазон, который получил неофициальное утверждение основных производителей коммерческого ИТ-оборудования. В версии 2011 года все вычислительное оборудование, потенциально устанавливаемое в ЦОД, разделено на 4 класса.

Диапазон

Класс

Тип ИТ - оборудования

Температура по сухому термометру, °С

Диапазон влажности, %

Диапазон температур точки росы, °С

Максимальная точка росы, °С

Рекомендуемый

Все

Всё

18–27

Не выше 60

5,5–15

15

Допустимый

А1

Серверы масштаба крупного предприятия, системы хранения данных

15–32

20–80

-

24

А2

Серверы, системы хранения данных, персональные компьютеры, рабочие станции

10–35

20–80

-

24

А3

5–40

8–85

Не ниже -12

28

А4

5–45

8–90

Не ниже -12

28

Как видно из таблицы, в зависимости от того, к какому классу относится то или иное оборудование, отличается допустимый температурно-влажностный режим эксплуатации. На i-d диаграмме ниже изображены диапазоны состояния воздуха, соответствующие классам А1-А4, а также рекомендуемый диапазон.

По сути, ASHRAE предлагает следующий алгоритм выбора нормируемого диапазона климатических параметров:
1. Классификация имеющегося на проекте оборудования в зависимости от его функций.
2. Выбор наиболее эффективного температурно-влажностного режима из возможного диапазона в зависимости от требуемого уровня надежности и вида предприятия, для которого организуется ЦОД.

Эти простые на первый взгляд два шага на деле оказываются очень трудозатратными и требуют серьезной квалификации и опыта. При выработке решения требуется учитывать следующее:

1. Рекомендованный (оптимальный) диапазон определяет граничные значения, при которых ИТ – оборудование будет работать наиболее надежно и в то же время обеспечивать разумный уровень энергоэффективности ЦОД.

2. Любое оборудование может работать и за пределами рекомендованного диапазона в течение коротких промежутков времени без ущерба надежности функционирования ИТ – оборудования. Данное допущение может существенно снизить PUE (Power usage effectiveness – коэффициент эффективности использования энергии в ЦОД) из-за возможного отказа от энергозатратного кондиционирования воздуха с использованием цикла прямого расширения хладагента, и снизить капитальные затраты, так как данные системы кондиционирования зачастую строятся как резервные, для работы на протяжении всего лишь 100 часов в год во время пиковых значений температуры наружного воздуха.

3. При всей привлекательности диапазонов А1-А4 следует учитывать возможный ущерб от длительной эксплуатации оборудования в ужесточенных по сравнению с рекомендованным температурных диапазонах, а также принять во внимание факторы, перечисленные ниже, которые могут существенно снизить или вовсе нивелировать пользу от расширения климатического диапазона эксплуатации.

  • Электропитание сервера в зависимости от температуры окружающей среды (растет при повышении температуры);
  • Уровни шума в ЦОД в зависимости от температуры окружающей среды (растет при повышении температуры);
  • Надежность сервера в зависимости от температуры окружающей среды;
  • Надежность сервера в зависимости от влажности, загрязненности и других климатических характеристик;
  • Производительность сервера в зависимости от температуры окружающей среды (снижается при повышении температуры эксплуатации);

4. Рабочая зона для ЦОД – условная точка входа воздуха в ИТ-оборудование. Измерение и контроль температуры в любом другом месте опциональны.
5. Даже оптимальный, рекомендованный ASHRAE температурный диапазон (18-27 оС) значительно шире и предоставляет больше свободы инженеру и производителю оборудования, чем указанный в СН 512 диапазон 21-22±1оС.

Практический подход и тенденции

В настоящее время в области стандартов, определяющих проектирование, строительство, и эксплуатацию ЦОД, наблюдается тенденция к расширению допустимых и рекомендованных диапазонов параметров микроклимата. Данное течение направлено в первую очередь на снижение энергопотребления ЦОД путем использования технологии «свободного охлаждения» (фрикулинга) технологического оборудования с помощью охлаждающего потенциала наружного воздуха как можно больше времени (по возможности – всегда) в течение года.

Необходимо заметить что данная тенденция прослеживается лишь в западных стандартах и «best practices» строительства ЦОД. Рядовые заказчики и типовые серверные комнаты в РФ все еще проектируются и эксплуатируются, опираясь на устаревший СН 512-78. Надеемся, что в ближайшем будущем заказчики и специалисты в области строительства ЦОД будут уделять больше внимания выбору допустимого диапазона климатических параметров для проектирования и эксплуатации, а отечественная нормативно-техническая документация будет актуализирована в соответствии с последними рекомендациями ASHRAE.

Автор: Александр Косенко,
Технический эксперт департамента инженерных решений

Новости, истории и события
Смотреть все
Bell Integrator FabricaONE.AI (акционер - ГК Softline) разработал собственное решение для управления API компаний
Новости

Bell Integrator FabricaONE.AI (акционер - ГК Softline) разработал собственное решение для управления API компаний

18.07.2025

Подтверждена совместимость платформ Octo и Test IT («Девелоника», кластер FabricaONE.AI ГК Softline): решения для тестирования ПО работают в связке
Новости

Подтверждена совместимость платформ Octo и Test IT («Девелоника», кластер FabricaONE.AI ГК Softline): решения для тестирования ПО работают в связке

17.07.2025

Компания SL Soft FabricaONE.AI (акционер — ГК Softline) выпустила новую версию Citeck CRM
Новости

Компания SL Soft FabricaONE.AI (акционер — ГК Softline) выпустила новую версию Citeck CRM

17.07.2025

«Инферит ОС» (ГК Softline) и «БПМСофт» подтвердили совместимость ОС «МСВСфера Сервер» 9 и платформы BPMSoft
Новости

«Инферит ОС» (ГК Softline) и «БПМСофт» подтвердили совместимость ОС «МСВСфера Сервер» 9 и платформы BPMSoft

16.07.2025

Международная финансовая организация выбрала систему хранения электронных клиентских досье «Цитрос» компании SL Soft FabricaONE.AI (акционер — ГК Softline)
Новости

Международная финансовая организация выбрала систему хранения электронных клиентских досье «Цитрос» компании SL Soft FabricaONE.AI (акционер — ГК Softline)

16.07.2025

«Инферит» (ГК Softline) сообщает о включении ноутбука INFERIT Mercury в реестр отечественной продукции Минпромторга
Новости

«Инферит» (ГК Softline) сообщает о включении ноутбука INFERIT Mercury в реестр отечественной продукции Минпромторга

15.07.2025

Компания SL Soft FabricaONE.AI (акционер — ГК Softline) представила интеллектуальный сервис нормализации НСИ для корпоративных систем
Новости

Компания SL Soft FabricaONE.AI (акционер — ГК Softline) представила интеллектуальный сервис нормализации НСИ для корпоративных систем

14.07.2025

ГК Softline и компания TData стали партнерами
Новости

ГК Softline и компания TData стали партнерами

14.07.2025

«Инферит» (ГК Softline) и Orion soft подтвердили совместимость виртуализации zVirt с сервером и СХД INFERIT
Новости

«Инферит» (ГК Softline) и Orion soft подтвердили совместимость виртуализации zVirt с сервером и СХД INFERIT

11.07.2025

ПАО «Софтлайн» объявляет о приобретении свыше 1 миллиона акций Компании на Московской бирже в рамках обратного выкупа
Новости

ПАО «Софтлайн» объявляет о приобретении свыше 1 миллиона акций Компании на Московской бирже в рамках обратного выкупа

11.07.2025

Внеочередное общее собрание акционеров ПАО «Софтлайн» состоится 14 августа 2025 года с целью принятия решений, повышающих качество корпоративного управления Компании
Новости

Внеочередное общее собрание акционеров ПАО «Софтлайн» состоится 14 августа 2025 года с целью принятия решений, повышающих качество корпоративного управления Компании

10.07.2025

«Инферит» (ГК Softline) подтвердил совместимость операционной системы «МСВСфера АРМ» 9 и семейства офисных приложений «Р7-Офис»
Новости

«Инферит» (ГК Softline) подтвердил совместимость операционной системы «МСВСфера АРМ» 9 и семейства офисных приложений «Р7-Офис»

10.07.2025

«Инферит» (ГК Softline) выпустил новую версию платформы для управления подписками BillogicPlatform
Новости

«Инферит» (ГК Softline) выпустил новую версию платформы для управления подписками BillogicPlatform

09.07.2025

ПАО «Софтлайн» объявляет о промежуточных результатах обратного выкупа и подтверждает намерение продолжать покупки акций Компании на Московской бирже
Новости

ПАО «Софтлайн» объявляет о промежуточных результатах обратного выкупа и подтверждает намерение продолжать покупки акций Компании на Московской бирже

08.07.2025

«РЖД-Технологии» автоматизируют закупочные процессы с помощью платформы ROBIN от SL Soft FabricaONE.AI (акционер — ГК Softline)
Новости

«РЖД-Технологии» автоматизируют закупочные процессы с помощью платформы ROBIN от SL Soft FabricaONE.AI (акционер — ГК Softline)

08.07.2025

Инициатива по ведению уроков информатики на базе ОС «МСВСфера» от «Инферит» (ГК Softline) в школах вошла в топ-100 лучших идей форума «Сильные идеи для нового времени»
Новости

Инициатива по ведению уроков информатики на базе ОС «МСВСфера» от «Инферит» (ГК Softline) в школах вошла в топ-100 лучших идей форума «Сильные идеи для нового времени»

07.07.2025

«Инферит» (ГК Softline) представил рабочую станцию с жидкостным охлаждением для решения ИИ-задач
Новости

«Инферит» (ГК Softline) представил рабочую станцию с жидкостным охлаждением для решения ИИ-задач

07.07.2025

«Инферит» (ГК Softline) выпустил новый сервер с жидкостным охлаждением для ИИ-задач
Новости

«Инферит» (ГК Softline) выпустил новый сервер с жидкостным охлаждением для ИИ-задач

04.07.2025

ИБ-консультанты: кто спасет бизнес от утечек и хакерских атак
Блог

ИБ-консультанты: кто спасет бизнес от утечек и хакерских атак

18.07.2025

TMS-системы: рациональный и интеллектуальный подход к управлению тестированием
Блог

TMS-системы: рациональный и интеллектуальный подход к управлению тестированием

17.07.2025

Востребованные ИТ-профессии в 2025 году
Блог

Востребованные ИТ-профессии в 2025 году

15.07.2025

Без паники: как управлять ИТ-инфраструктурой без SCCM
Блог

Без паники: как управлять ИТ-инфраструктурой без SCCM

07.07.2025

ЦОД: основные компоненты, классификация и системы безопасности
Блог

ЦОД: основные компоненты, классификация и системы безопасности

04.07.2025

Критическая информационная инфраструктура: все, что нужно знать о КИИ
Блог

Критическая информационная инфраструктура: все, что нужно знать о КИИ

01.07.2025

SimpleOne HRMS: автоматизация управления персоналом для повышения лояльности сотрудников и эффективности бизнеса
Блог

SimpleOne HRMS: автоматизация управления персоналом для повышения лояльности сотрудников и эффективности бизнеса

27.06.2025

Технологии умного города: от ИИ до RPA
Блог

Технологии умного города: от ИИ до RPA

25.06.2025

ГК Softline развивает наукоемкое ПО для инженерного анализа (САЕ)
Блог

ГК Softline развивает наукоемкое ПО для инженерного анализа (САЕ)

23.06.2025

Российские облачные сервисы: преимущества, особенности и выбор
Блог

Российские облачные сервисы: преимущества, особенности и выбор

20.06.2025

VPS: что это и когда он необходим бизнесу
Блог

VPS: что это и когда он необходим бизнесу

17.06.2025

Яндекс 360: эволюция решений для цифровой трансформации бизнеса
Блог

Яндекс 360: эволюция решений для цифровой трансформации бизнеса

11.06.2025

Платформизация, безопасность ИИ и активная защита малого бизнеса — «Лаборатория Касперского» об ИБ-рынке
Блог

Платформизация, безопасность ИИ и активная защита малого бизнеса — «Лаборатория Касперского» об ИБ-рынке

09.06.2025

Генеративный ИИ в промышленности: роботы, агенты и «Индустрия 6.0»
Блог

Генеративный ИИ в промышленности: роботы, агенты и «Индустрия 6.0»

04.06.2025

Платежные терминалы: виды, безопасность и тенденции рынка
Блог

Платежные терминалы: виды, безопасность и тенденции рынка

28.05.2025

Российские антивирусы
Блог

Российские антивирусы

26.05.2025

Увеличение штрафов за нарушения в обработке и хранении ПДн с 30 мая 2025
Блог

Увеличение штрафов за нарушения в обработке и хранении ПДн с 30 мая 2025

20.05.2025

Цифровая трансформация: с чего начать
Блог

Цифровая трансформация: с чего начать

15.05.2025

ИТ-решения, кейсы, новости
в Telegram-канале Softline
Подписаться