Proiectarea si arhitectura centrului de date Facebook

Cand suntem mici parintii ne invata sa stingem lumina, sa nu irosim apa si sa nu tinem usa deschisa la frigider. Dar nimeni nu ne invata sa "stingem" Facebook, sa nu "irosim" Pandora, si sa "nu tinem usa deschisa" la Google desi au aceleasi efecte daunatoare asupra mediului. Architecti si ingineri, la treaba !

by Felicia Nitu in category Sustainability / Energy

Published on 4/13/2011 | 587 readers | 0 comments

E usor sa credem ca lucratul la calculator sau datul pe Internet e o activitate „curata” sau „verde”. Calculatorul nu scoate fum (cel putin nu de obicei) si nu are scurgeri  toxice (cel putin nu in primii 50 de ani in groapa de gunoi). Din pacate insa productia de energie electrica necesara acestei activitati dauneaza mediului, iar optimizarea consumului de curent este extrem de importanta pe masura ce numarul de statii de lucru si servere creste cu milioanele.

Google, Microsoft, Amazon contruiesc centre de date (datacenter) imense pe masura ce creaza noi aplicatii si stocheaza datele utilizatorilor. Au insa o mica, mare problema: factura imensa la curent! Recent Facebook a ajuns asa de mare ca si-a deschis propriul centru de date in undeva la Cucuietii din Deal in statul Oregon (cum ar veni stateau cu chirie si acum au mosie proprie). 

De ce Cucuietii din Deal (pe numele lui adevarat Prineville, populatie 10.000)? Pentru ca acolo este raul Columbia care tine unele din cele mai mari hidrocentrale americane.  Facebook se gaseste acum in apropiere de hidrocentrala Dalles (2038 MW) si Bonneville (1076 MW) cu o capacitate combinata similara cu Portile de Fier (2192 MW). Asta inseamna electricitate ieftina si posibilitate redusa de pana de curent.

Centrul de date e construit pe doua etaje, are 30.000mp si a costat  $450 milioane. Echipa de proiectare si constructie e de 200 de oameni si pentru a fi operat necesita 35 de oameni.

Arhitectura unui centru de date este o stiinta in sine. Problema principala este cum sa inghesui cat mai multe servere intr-o incapere si sa mentii temperatura ambianta la 18º C. Calculatoarele degaja insa asa de multa caldura ca la fiecare server de 450W ai nevoie de 150W de aer conditionat.  Cand aduni toate necesitatile auxiliare consumul total e cu 80% mai mare decat ce manaca serverele efectiv.

Facebook insa se lauda cu inovatii care-i permit ca consume cu numai 20% mai mult decat ce e nevoie pentru servere efectiv. Fac asta prin proiectarea cladirii in asa fel incat sa foloseasca aerul exterior pentru racire atunci cand e la o temporatura mai mica, iar racirea aerului se face printr-ul sistem bazat pe evaporarea apei si nu prin chiller.

Diagrama de mai sus indica circuitul aerului si cele trei incaperi esentiale pentru racirea naturala a aerului se vad una cate una in fotografiile de mai jos:

Ventilatoarele au rol si sa redistribuie parte din caldura degajata incalzirea birourilor din cladire.  In plus, alimentarea se face la tensiune mai inalta decat cea uzuala (un fel de 380V in loc de 240V) care insa necesita proiectarea unor surse de alimentare speciale (nu e o problema insa cand comanzi cu zecile de mii de calculatoare).  Iar iluminatul interior este bazat pe LED-uri, nu becuri incandescente sau fluorescente.

Considera-te informat! Asta a fost pastila rosie corespondentul pastilei albastre (red pill vs. blue pill, vezi filmul Matrix).  Acum nu vei mai privi albastrul de la Facebook la fel ca inainte ! :-)  Pentru mai multe detalii tehnice de proiectare vezi opencompute.org/datacenters

P.S. Pana si la livrarea acestui articol este implicat un centru de date. Echipa RoREN imi spune ca partenerii lor de incredere de la MediaSat ii ajuta sa-si tina serverele in priza si se jura sa scrie cod optim, sa consume cat mai putin curent si sa fie cat mai "verzi".