El diseño de un centro de datos abarca la arquitectura (disposición del bastidor), estructural, mecánica, eléctrica, protección contra incendios y sistema de cableado. El diseño sostenible es esencial porque un centro de datos puede consumir entre 40 y 100 veces más electricidad en comparación con un espacio de oficina de tamaño similar.
Guía de diseño
Dado que un centro de datos implica del 82 al 85 % de la inversión de capital inicial en equipos mecánicos y eléctricos, el proyecto del centro de datos generalmente se considera un proyecto dirigido por un ingeniero. Las áreas a considerar para el diseño sostenible incluyen la selección del sitio, el diseño arquitectónico/de ingeniería, las mejores prácticas de eficiencia energética, la redundancia, la implementación por etapas, etc. Hay muchas mejores prácticas que cubren la selección del sitio y el diseño de edificios en el programa de Liderazgo en Energía y Diseño Ambiental (LEED). . El programa LEED es un programa de certificación voluntario desarrollado por el US Green Building Council (USGBC).
Al principio del proceso de diseño de la arquitectura, el espaciado de las columnas y la elevación del piso correctamente diseñados garantizarán las inversiones de capital adecuadas y minimizarán los gastos operativos. Un plano de planta con un espacio entre columnas adecuado maximiza las instalaciones de racks de ICT y logra densidad de potencia con una distribución de refrigeración eficiente. Una elevación de piso a piso debe planificarse cuidadosamente para incluir la altura y el espacio para el sistema mecánico, eléctrico, estructural, de iluminación, de protección contra incendios y de cableado.
Las sociedades técnicas internacionales han desarrollado muchas pautas de diseño útiles que se abordan en detalle en otros capítulos de este manual:
- ASHRAE TC9.9: Equipo de red del centro de datos
- ASHRAE TC9.9: Directrices térmicas y mejores prácticas para equipos de energía del centro de datos
- ASHRAE 90.1: Estándar de Energía para Edificios
- ASHRAE: Pautas de contaminación gaseosa y de partículas para centros de datos
- Guía de mejores prácticas para el diseño de centros de datos energéticamente eficientes
- Código de conducta de la UE sobre la eficiencia energética de los centros de datos
- BICSI 002: Mejores prácticas de diseño e implementación de centros de datos
- FEMA P‐414: “Instalación de restricciones sísmicas para conductos y tuberías”
- FEMA 413: “Instalación de restricciones sísmicas para equipos eléctricos”
- FEMA, SCE, VISCMA, “Instalación de Restricciones Sísmicas para Equipos Mecánicos”
- GB 50174: Código para el Diseño de Centros de Datos
- ISO 50001: Especificación y Certificación de Gestión Energética
- Sistemas de clasificación LEED
- Resumen del estándar de instalaciones de centros de datos del Consejo de centros de datos de Japón (JDCC)
- TIA‐942: Estándar de Infraestructura de Telecomunicaciones para Centros de Datos
El estándar chino GB 50174 "Código para el diseño de centros de datos" proporciona un enfoque holístico del diseño de centros de datos que cubre la selección del sitio y el diseño del equipo, los requisitos ambientales, la construcción y la estructura, el aire acondicionado (sistema mecánico), el sistema eléctrico, el blindaje electromagnético, la red y sistema de cableado, sistema inteligente, suministro de agua y drenaje, y protección y seguridad contra incendios.
Confiabilidad y redundancia
La "redundancia" garantiza una mayor confiabilidad, pero tiene un profundo impacto en las inversiones iniciales y los costos operativos continuos:
Dinámica de fluidos computacional
Mientras que los centros de datos podrían diseñarse aplicando las mejores prácticas, las ubicaciones de los sistemas (rack, CRAC, etc.) podrían no estar en su disposición óptima colectivamente. La tecnología de dinámica de fluidos computacional (CFD) se ha utilizado en proyectos de salas limpias de semiconductores durante décadas para garantizar un flujo de aire uniforme dentro de una sala limpia. Durante la etapa inicial de diseño de la construcción y el diseño del rack, CFD ofrece un análisis científico y una solución para visualizar patrones de flujo de aire y puntos calientes y validar la capacidad de enfriamiento, el diseño del rack y la ubicación de las unidades de enfriamiento. Se puede visualizar el flujo de aire en los pasillos fríos y calientes para optimizar el diseño de la sala. Durante la etapa de operación, CFD podría usarse para emular y administrar el flujo de aire para garantizar que la ruta de aire no recircule, desvíe o cree un flujo de presión negativa.
Mejores prácticas
Si bien el diseño de un centro de datos con uso eficiente de la energía aún está en evolución, se pueden aplicar muchas de las mejores prácticas, ya sea que esté diseñando una sala de servidores pequeña o un centro de datos grande. Una de las mejores prácticas es construir o usar servidores ENERGY STAR y unidades de estado sólido.
La Comisión Europea publicó unas "Mejores prácticas para el Código de conducta de la UE sobre centros de datos" integrales. El Programa Federal de Administración de Energía del Departamento de Energía de EE. UU. publicó la “Guía de mejores prácticas para el diseño de centros de datos energéticamente eficientes”. Ambas, y muchas otras publicaciones, pueden consultarse al preparar una especificación de diseño de centro de datos.
Aquí hay una breve lista de mejores prácticas y tecnologías emergentes:
- Refrigeración líquida a nivel de rack y refrigeración por inmersión líquida
- Aumente los ajustes de humedad y temperatura de entrada del servidor (especificaciones ASHRAE)
- Configuración y contención de pasillo frío y caliente
- Gestión del aire (para detener el bypass, la mezcla de aire caliente y frío y la recirculación)
- Refrigeración gratuita con economizador del lado del aire o economizador del lado del agua
- UPS de alta eficiencia
- Accionamientos de velocidad variable
- Refrigeración líquida directa a nivel de rack
- Tecnología de pila de combustible
- Calor y energía combinados (CHP) en centros de datos
- Distribución de energía de corriente continua
- Aplicaciones de IA y análisis de datos en el control de operaciones.
Vale la pena señalar que los servidores pueden operar fuera de los rangos de temperatura y humedad recomendados por ASHRAE.
