يشمل تصميم مركز البيانات المعمارية (تخطيط الحامل) والهيكلية والميكانيكية والكهربائية والحماية من الحرائق ونظام الكابلات. يعد التصميم المستدام أمرًا ضروريًا لأن مركز البيانات يمكن أن يستهلك كهرباء أكثر من 40 إلى 100 مرة مقارنة بمساحة مكتبية مماثلة الحجم.
موجهات التصميم
نظرًا لأن مركز البيانات يتضمن 82-85٪ من استثمار رأس المال الأولي في المعدات الميكانيكية والكهربائية ، يعتبر مشروع مركز البيانات عمومًا مشروعًا بقيادة مهندس. تشمل المجالات التي يجب مراعاتها للتصميم المستدام اختيار الموقع ، والتصميم المعماري / الهندسي ، وأفضل ممارسات كفاءة الطاقة ، والتكرار ، والنشر التدريجي ، وما إلى ذلك. هناك العديد من أفضل الممارسات التي تغطي اختيار الموقع وتصميم المبنى في برنامج الريادة في الطاقة والتصميم البيئي (LEED) . برنامج LEED هو برنامج شهادة طوعي تم تطويره من قبل مجلس المباني الخضراء الأمريكي (USGBC).
في وقت مبكر من عملية تصميم العمارة ، سيضمن تباعد الأعمدة المصمم بشكل صحيح وارتفاع الأرضية استثمارات رأسمالية مناسبة وتقليل نفقات التشغيل. تعمل خطة الأرضية ذات التباعد المناسب بين الأعمدة على زيادة عمليات تثبيت رف تكنولوجيا المعلومات والاتصالات وتحقق كثافة الطاقة من خلال توزيع التبريد الفعال. يجب التخطيط للارتفاع من الأرض إلى الأرض بعناية ليشمل الارتفاع والمساحة للميكانيكية والكهربائية والهيكلية والإضاءة والحماية من الحرائق ونظام الكابلات.
لقد طورت الجمعيات الفنية الدولية العديد من إرشادات التصميم المفيدة التي تم تناولها بالتفصيل في فصول أخرى من هذا الكتيب:
- ASHRAE TC9.9: معدات شبكات مركز البيانات
- ASHRAE TC9.9: الإرشادات الحرارية وأفضل الممارسات لمعدات الطاقة في مركز البيانات
- ASHRAE 90.1: معيار الطاقة للمباني
- ASHRAE: إرشادات بشأن التلوث بالغاز والجسيمات لمراكز البيانات
- دليل أفضل الممارسات لتصميم مركز بيانات موفر للطاقة
- مدونة الاتحاد الأوروبي لقواعد السلوك بشأن كفاءة الطاقة في مركز البيانات
- BICSI 002: أفضل ممارسات تصميم وتنفيذ مركز البيانات
- FEMA P ‐ 414: "تركيب القيود الزلزالية لمجاري وأنابيب"
- FEMA 413: "تركيب القيود الزلزالية للمعدات الكهربائية"
- FEMA ، SCE ، VISCMA ، "تثبيت القيود الزلزالية للمعدات الميكانيكية"
- GB 50174: رمز تصميم مراكز البيانات
- ISO 50001: مواصفات وشهادة إدارة الطاقة
- أنظمة تصنيف LEED
- مخطط تفصيلي لمعيار مرفق مركز البيانات من قبل مجلس مركز البيانات الياباني (JDCC)
- TIA-942: معيار البنية التحتية للاتصالات لمراكز البيانات
يوفر المعيار الصيني GB 50174 "رمز تصميم مراكز البيانات" نهجًا شاملاً لتصميم مراكز البيانات التي تغطي اختيار الموقع وتخطيط المعدات ، والمتطلبات البيئية ، والبناء والهيكل ، وتكييف الهواء (النظام الميكانيكي) ، والنظام الكهربائي ، والدرع الكهرومغناطيسي ، والشبكة و نظام الكابلات ، والنظام الذكي ، وإمدادات المياه والصرف الصحي ، والحماية من الحرائق والسلامة.
الموثوقية والتكرار
يضمن "التكرار" موثوقية أعلى ، ولكن له تأثيرات عميقة على الاستثمارات الأولية وتكاليف التشغيل المستمرة:
ديناميكا الموائع الحسابية
في حين يمكن تصميم مراكز البيانات من خلال تطبيق أفضل الممارسات ، فإن مواقع الأنظمة (الرف ، CRAC ، إلخ) قد لا تكون في ترتيبها الأمثل بشكل جماعي. تم استخدام تقنية ديناميكيات السوائل الحاسوبية (CFD) في مشاريع غرف الأبحاث في أشباه الموصلات لعقود من الزمن لضمان تدفق الهواء المنتظم داخل غرفة الأبحاث. خلال مرحلة التصميم الأولي للمبنى وتصميم الرف ، يقدم CFD تحليلًا علميًا وحلاً لتصور أنماط تدفق الهواء والنقاط الساخنة والتحقق من قدرة التبريد وتخطيط الرف وموقع وحدات التبريد. يمكن للمرء أن يتخيل تدفق الهواء في الممرات الساخنة والباردة لتحسين تصميم الغرفة. أثناء مرحلة التشغيل ، يمكن استخدام CFD لمحاكاة تدفق الهواء وإدارته لضمان عدم إعادة تدوير مسار الهواء أو تجاوزه أو إنشاء تدفق ضغط سلبي.
أفضل الممارسات
على الرغم من أن تصميم مركز بيانات موفر للطاقة لا يزال قيد التطوير ، يمكن تطبيق العديد من أفضل الممارسات سواء كنت تقوم بتصميم غرفة خادم صغيرة أو مركز بيانات كبير. من أفضل الممارسات بناء أو استخدام خوادم ENERGY STAR ومحركات الأقراص الصلبة.
نشرت المفوضية الأوروبية "أفضل الممارسات لقواعد السلوك الخاصة بالاتحاد الأوروبي بشأن مراكز البيانات". نشر برنامج إدارة الطاقة الفيدرالي التابع لوزارة الطاقة الأمريكية "دليل أفضل الممارسات لتصميم مركز بيانات موفر للطاقة." يمكن الرجوع إلى كلاهما والعديد من المنشورات الأخرى عند إعداد مواصفات تصميم مركز البيانات.
فيما يلي قائمة مختصرة بأفضل الممارسات والتقنيات الناشئة:
- تبريد سائل على مستوى الرف والتبريد بالغمر السائل
- زيادة تعديلات درجة حرارة مدخل الخادم وضبط الرطوبة (مواصفات ASHRAE)
- تكوين واحتواء الممرات الساخنة والباردة
- إدارة الهواء (لإيقاف المجازة ، وخلط الهواء الساخن والبارد ، وإعادة الدوران)
- تبريد مجاني باستخدام موفر جانب الهواء أو موفر جانب الماء
- UPS عالية الكفاءة
- محركات أقراص متغيرة السرعة
- التبريد السائل المباشر على مستوى الرف
- تكنولوجيا خلايا الوقود
- الجمع بين الحرارة والطاقة (CHP) في مراكز البيانات
- توزيع التيار المباشر
- تطبيقات الذكاء الاصطناعي وتحليلات البيانات في التحكم في العمليات.
من الجدير بالملاحظة أن الخوادم يمكن أن تعمل خارج نطاقات الرطوبة ودرجة الحرارة الموصى بها من قبل ASHRAE.
