La conception d'un centre de données englobe les systèmes architecturaux (disposition des racks), structurels, mécaniques, électriques, de protection contre les incendies et de câblage. Une conception durable est essentielle car un centre de données peut consommer 40 à 100 fois plus d'électricité qu'un espace de bureau de taille similaire.
Directives de conception
Étant donné qu'un centre de données implique 82 à 85 % de l'investissement initial en équipement mécanique et électrique, le projet de centre de données est généralement considéré comme un projet dirigé par un ingénieur. Les domaines à considérer pour une conception durable comprennent la sélection du site, la conception architecturale/technique, les meilleures pratiques en matière d'efficacité énergétique, la redondance, le déploiement progressif, etc. Il existe de nombreuses meilleures pratiques couvrant la sélection du site et la conception des bâtiments dans le programme Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) . Le programme LEED est un programme de certification volontaire qui a été développé par le US Green Building Council (USGBC).
Dès le début du processus de conception de l'architecture, un espacement des colonnes et une élévation du sol correctement conçus garantiront des investissements en capital appropriés et minimiseront les dépenses d'exploitation. Un plan d'étage avec un espacement de colonne approprié maximise les installations de rack ICT et atteint une densité de puissance avec une distribution de refroidissement efficace. Une élévation d'un étage à l'autre doit être soigneusement planifiée pour inclure la hauteur et l'espace pour les systèmes mécaniques, électriques, structurels, d'éclairage, de protection contre les incendies et de câblage.
Les sociétés techniques internationales ont élaboré de nombreuses directives de conception utiles qui sont traitées en détail dans d'autres chapitres de ce manuel :
- ASHRAE TC9.9 : Équipement de mise en réseau des centres de données
- ASHRAE TC9.9 : Directives thermiques et meilleures pratiques pour les équipements électriques des centres de données
- ASHRAE 90.1 : Norme énergétique pour les bâtiments
- ASHRAE : Directives sur la contamination gazeuse et particulaire pour les centres de données
- Guide des meilleures pratiques pour la conception de centres de données écoénergétiques
- Code de conduite de l'UE sur l'efficacité énergétique des centres de données
- BICSI 002 : Meilleures pratiques de conception et de mise en œuvre des centres de données
- FEMA P‐414 : « Installation de dispositifs de retenue parasismiques pour conduits et tuyaux »
- FEMA 413 : « Installation de dispositifs de retenue parasismiques pour les équipements électriques »
- FEMA, SCE, VISCMA, "Installation de contraintes sismiques pour les équipements mécaniques"
- GB 50174 : Code de conception des centres de données
- ISO 50001 : Spécification et certification de la gestion de l'énergie
- Systèmes d'évaluation LEED
- Aperçu de la norme d'installation de centre de données par le Conseil japonais des centres de données (JDCC)
- TIA‐942 : Norme d'infrastructure de télécommunications pour les centres de données
La norme chinoise GB 50174 « Code for Design of Data Centers » propose une approche holistique de la conception de centres de données qui couvre la sélection du site et la disposition des équipements, les exigences environnementales, le bâtiment et la structure, la climatisation (système mécanique), le système électrique, le blindage électromagnétique, le réseau et système de câblage, système intelligent, alimentation en eau et drainage, protection et sécurité incendie.
Fiabilité et Redondance
La « redondance » garantit une plus grande fiabilité, mais elle a de profondes répercussions sur les investissements initiaux et les coûts d'exploitation permanents :
Dynamique des fluides computationnelle
Alors que les centres de données pourraient être conçus en appliquant les meilleures pratiques, les emplacements des systèmes (rack, CRAC, etc.) pourraient ne pas être dans leur disposition optimale collectivement. La technologie de dynamique des fluides computationnelle (CFD) est utilisée dans les projets de salle blanche des semi-conducteurs depuis des décennies pour assurer un flux d'air uniforme à l'intérieur d'une salle blanche. Au cours de la phase initiale de conception du bâtiment et de l'agencement des racks, CFD propose une analyse scientifique et une solution pour visualiser les modèles de flux d'air et les points chauds et valider la capacité de refroidissement, l'agencement des racks et l'emplacement des unités de refroidissement. On peut visualiser le flux d'air dans les allées chaudes et froides pour optimiser la conception de la pièce. Pendant la phase de fonctionnement, le CFD peut être utilisé pour émuler et gérer le flux d'air afin de s'assurer que le trajet d'air ne recircule pas, ne contourne pas ou ne crée pas de flux de pression négative.
Les meilleures pratiques
Bien que la conception d'un centre de données écoénergétique évolue encore, de nombreuses meilleures pratiques peuvent être appliquées, que vous conceviez une petite salle de serveurs ou un grand centre de données. L'une des meilleures pratiques consiste à créer ou à utiliser des serveurs et des disques SSD ENERGY STAR.
La Commission européenne a publié un document complet intitulé "Meilleures pratiques pour le code de conduite de l'UE sur les centres de données". Le programme fédéral de gestion de l'énergie du Département américain de l'énergie a publié le « Guide des meilleures pratiques pour la conception de centres de données écoénergétiques ». Ces deux publications, ainsi que de nombreuses autres, peuvent être consultées lors de la préparation d'une spécification de conception de centre de données.
Voici une courte liste des meilleures pratiques et des technologies émergentes :
- Refroidissement liquide au niveau du rack et refroidissement par immersion liquide
- Augmenter les réglages de température et d'humidité d'entrée du serveur (spécification ASHRAE)
- Configuration et confinement des allées chaudes et froides
- Gestion de l'air (pour arrêter la dérivation, le mélange d'air chaud et froid et la recirculation)
- Refroidissement naturel à l'aide d'un économiseur côté air ou d'un économiseur côté eau
- ASI haute efficacité
- Variateurs de vitesse
- Refroidissement liquide direct au niveau du rack
- Technologie de la pile à combustible
- Production combinée de chaleur et d'électricité (CHP) dans les centres de données
- Distribution d'énergie à courant continu
- Applications d'IA et d'analyse de données dans le contrôle des opérations.
Il convient de noter que les serveurs peuvent fonctionner en dehors des plages d'humidité et de température recommandées par l'ASHRAE.
