Günümüz teknolojisinin geliştiği dünyamızda bilgi her geçen katlanarak artmaktadır. bu artıştan dolayı bu bilgileri depolayacağımız alanlar ihtiyaç duyulmaktadır. Bu ihtiyaç alanları günümüzde data center (Veri merkezleri) olarak geçmektedir.
Veri merkezleri sunucu bilgisayarların bir arada toplanması ile oluşmaktadır ve bu ortamın en önemli ihtiyacı soğutma sistemleridir. Bu konumuzda mevcut bir data centerın soğutma sistemi ve soğutma çözümleri nasıl olmalı onlara değineceğiz.
Veri Merkezi Nedir ?
Server bilgisayarların, yedekleme ünitelerinin ve telekomünikasyon sistemleri gibi ihtiyaç duyulan sistemlerin karma bir şekilde çalıştırıldığı tesislere veri merkezi adı verilmektedir. Orta veya büyük ölçekli firmaların kendi bünyelerinde oluşturmuş oldukları Sistem odaları da aslında birer küçük bir Veri Merkezleridir.
En güvenli Tesislerin Başında Veri Merkezleri Bulunmaktadır
Son yüzyıl içerisinin son çeyreğinden önce işletmeler ve kamu kuruluşları yapmış oldukları işler ile ilgili bilgileri dosya ve dokümanlarda saklamaktaydılar. Bu Dosyalar işlem gördükten sonra Arşivlere kaldırılmaktaydı. Arşivde oluşa bilecek herhangi bir sabotaj yada doğal afet sonucu o işletmenin veya kurumun geriye dönük bilgilerinin kaybolması ile sonuçlanıyordu. Normal somut dosya ve bilgileri yedek almak dijital ortamda yedek almaktan çok zor ve güç bir durumdur. Bu durumdan sonra dijital ortamların hayatımıza girmesiyle bütün işlemlerimiz artık sanal ortamlarda gerçekleşmeye başladı. bu sanal ortamda biriken Dataların saklana bileceği veya depolana bileceği bir yer ihtiyaç duyulmaya başlandı ve veri merkezleri ortaya çıktı. Veri merkezlerinde saklanılan verilerin önemliliği arttıkça veri merkezlerinin de güvenliği artırılmaya başlandı. Zamanla bu tesisler en güvenli yer halini almaya başardılar.
Veri merkezlerinde bulunan bilgilerin önemine göre veri merkezinde bulunan elektrik, mekanik, güvenlik sistemleri değişiklik göstermektedir. Genel olarak baktığımızda veri merkezleri yapısında Yedek güç kaynakları, yedekli iletişim kanalları, iç mekanın soğutulması için kullanılan iklimlendirme sistemi, yangın durumda müdahalede bulunacak yangın sistemleri, dış tehditler tarafından gelebilecek saldırılara karşı güvenlik sistemleri bulunmaktadır. Bu tesislerin yeri gizli tutulmaya çalışılsa bile bir çoğunun yeri bilinmektedir. Bu tesisler şehir merkezlerinden uzak soyutlandırılmış ve belirli yetkilere sahip kişilerin girişin ve müdahalesine izin verilen veri merkezinin yer inşaatı bile çok önemlidir. Seçilen bölgenin deprem koşuluna, doğal olayların gerçekleşme ihtimaline karşı hesaplar yapılarak yeri belirlenmelidir.
Şimdi yukarıda bahsettiğimiz bir çok sistem hakkında detaylı bilgi vermeye çalışalım
Doğru Bölge Analizi ve Doğru İklimlendirme
Bir veri merkezinin inşaatına başlanmadan önce dikkat edilmesi gereken en önemli hususlar birisidir ve Doğru bölgelendirme ile Doğru İklimlendirme analizidir. Veri merkezinin kurulacağı bölge için yer seçimi yaparken elektrik şebeke hattına olan yakınlığı, ağ, telekomünikasyon altyapısı, ulaşım ve acil durumlarda hızlı ver seri bir şekilde müdahalelerin bulunacağı alan olmasına dikkat edilmelidir. Yer seçimi yapılırken bölgenin iklim yapısı da ele alınmalıdır.
İklimin ne önemi var diye soracak olursanız, İklim ile veri merkezinin nasıl bir soğutma yapılması gerektiğine dair kolay strateji vermenizi sağlar. Veri merkezini kurmuş olduğunuz bölge sürekli yağış alan bir bölge ise hava sıcaklığı genel olarak 10-20 santigrat arası değişiyor ise, veri merkezini nemden korumak için sadece iç havayı kuru tutacak iklimlendirme çalışması yapmanız gerekmektedir. Ne kadar soğuk ortamda çalışırsa sunucular o kadar daha iyi çalışır şeklinde bir mantık yoktur.günümüzde üretilen bir çok Server bilgisayar genellikle 5 santigrat’ın altına düştüğü zaman fiziksel olarak hata vermektedir. bu sebepten ötürü Sürekli veri merkezinin bulunduğu ortamı 10 - 20 santigrat arası tutulmalıdır. Sunucuların 5 santigrat altında çalışmamasında ki en büyük etken Sunucu üzerinde yer alan entegreler, kondansatör gibi devreler belirli bir süre soğukta kalıp tekrar ısı gördüğü zaman rahatlıkla bozulabilmektedir.
Veri merkezleri için ayrı bir yer yapılmasına da gerek yoktur, işletmenizin yada kurumuzun bir odasını yada bir katını da veri merkezi yapabilirsiniz. Bu tür durumlarda veri merkezi yapılır şeklinde düşünüpte hatalar yapmayınız. Şirketinizin yada Kurumun içerisinde oluşturacağınız Veri merkezinin nereye kurulacağı önemli bir husustur. İşletmenizin en sıcak bölümüne Veri merkezini kurarsanız bu sefer veri merkezini soğutmak için daha fazla klima kullanımı olacak ve buda elektriğin daha da çok harcanacağı söz konusu olmaktadır. Yada nemli bir yere kurduğunuzda yeterli iklimlendirmeyi yapmadığınız zaman sunucular üzerinde oluşan nemlenme sonu sunucular rahatlıkla bozula bilir. Yada Serin ferah ve çok sıcak olamayan yer olan zemin veya bodrum kata kurduğunuz zaman, su basması durumunu düşünmeniz ve bu tür durumda ne gibi önlemler almanız gerektiğini iyi analiz edilmesi gerekmektedir. Hadi Su basması durumunu da engellediğinizi varsayalım bu sefer İşletmeniz içerisinde bir üç kısımda olacağı için Kablo masrafı veya yetişmeyen yerlere ek Switch ve fiber atlama yaparak ikinci bir masraf çıkmasına sebep açacaktır.
Bu sebeplerden dolayı veri merkezinden beklenen verimi almak için, çalışmalarını karşılayacak seviyede donanıma sahip sunucunun temini, sunucuların sağlıklı çalışabilmeleri için soğutma ve elektrik sistemin iyi analiz edilip tasarlanması gerekmektedir. Veri merkezinin seçileceği alan bu şartlara göre belirlenip öyle seçilmelidir.
Veri Merkezi İçin Soğutma Neden Önemli
Evinizde yada iş yerinizde kullanmış olduğunuz kişisel bilgisayarları düşünün, onlar üzerinde işlem yaptığınız zaman fanlardan nasıl ses geldiği duyarsınız. Hatta bilgisayarının içini açıp baktığınızda işlemcinin üzerinde ekran kartının üzerinde fanların, daha iyi soğutma amaçla termal macunların kullanıldığını görmeniz mümkündür. bütün bunların olmasına rağmen bilgisayarınız kendini soğutmak için büyük bir çaba sarf etmektedir. Bütün bunları düşündükten sonra, üzerinde onca işlemlerin yapıldığı sunucu bilgisayarların soğutmasını hayal etmeye başlayın. Düşündükten sonra soğutmanın ne kadar önemli olduğunu az çok idrak etmiş olmalısınızdır. Şimdi bu ısınmaların neden olduğunu ve ısınamın sonucunda ne tür sorunlar çıktığına bir bakalım ilk önce;
Standart bir bilgisayar üzerinde ısınan parçalar ekran kartı, işlemci, anakart üzerinde yer alan cipsetler. bunlar bilgisayar üzerinde ciddi bir ısı üretmektedir. Çok ısınması ile birlikte bilgisayar kendini kapatmaktadır. Örnek olarak 2 GHz hızında olan 8 çekirdekli bir işlemcinin, saniyede 2000 adet çevirim yaptığında elektrik akımı ortaya bir ısı oluşmasına sebep olmaktadır. Şimdi bu tür işlemleri sunucular üzerinde düşünecek olursak, sunucular yapıları gereği 7/24 açık bir şekilde yapılmış bilgisayarlardır. Sunucular üzerinde çalışan yüksek işlem gücüne sahip işlemler, işlemci ve grafik işlemcilerinin stabil bir performansta çalışmaları için sağlıklı bir şekilde soğutulmaları gerekmektedir. Sunucular üzerinde çalışan İşlemciler ve grafik kartları devirli olarak çalışmaktadırlar. Bu devir ortamın bulunduğu sıcaklığa göre değişmektedir. Örnek olarak Bir işlemci 18 Santigrat derece iken 1000 devirle çalışıyorsa 10 santigrat derece iken 2000 devirde çalışmaktadır. yine aynı şekilde grafik kartıda işlem görmektedir. Sağlıklı bir şekilde soğutulmadığı zaman sunucunuzdan verim almanız zor olacaktır.
Bu soğutma ile ilgili hem sunucuların bulunduğu kabinetler hemde Veri merkezinin içerisi soğutularak sunuculardan daha da fazla verim almaktadırlar.
En büyük Enerji Harcayan Ünite, Soğutma Sistemidir.
Yukarıda bahsettiğimiz üzere Veri Merkezlerinde soğutma sisteminin önemli olması gerektiğin öğrenmiş olduk. Şimdi işletme veya kurum veri merkezini soğutmak istediği zaman bu sefer karşılarına ciddi rakamlarda maliyetlerin çıkmasına sebep olmaktadır.
Veri merkezleri için kurulan soğutma sistemleri enerji sarfiyatının büyük bir bölümüne sahiptir. İşletmenin veya kurumun en iyi şekilde hem maddi hemde soğutma açısından iyi bir analiz edilmeli ve daha sonra soğutma sistemi kurulmalıdır. Bu yüzden minimum maliyetle maksimum performans alınmalıdır. Soğutma sistemi kurulurken dikkat edilmesi gerekilen en önemli husus, Söz konusu cihaz enerji sarfiyatı kadar soğutma kapasitesine ihtiyaç duyar Cihaz örnek olarak 100 KW güç tüketiyor ise 100 KW soğutma kapasitesi isteyecektir. bu denklem ile soğutma sistemleri kurulmalıdır.
Veri merkezlerinde maliyeti düşük performansı yüksek soğutma çözümü için alan soğutmasını kullanmaktadır. ANSI/TIA/EIA-942 standardı, soğutmada en öncelikli yapılması gereken çalışmayı, kabinlerin yerleşimlerinin düzenlenmesi olarak ortaya koymaktadır. Veri merkezi içerisinde bir hava akımının oluşmasını sağlamaktadır.
Veri merkezi içerisinde iki türlü koridorların oluşturulmasını sağlamak gerekmektedir, bunlar sıcak ve soğuktur. Kabin ve Klima yerleşimi cihazların hava alıp verildiği yerlere göre belirlenmelidir. Bu durumda sunucunun fanlarının hangi yöne çalışıtğı çok önemlidir. Genel mantık olarak bütün sunucuların Fan yönü aynıdır. Tower, Rack yada blaed Server çeşitlerine göre bu fanların yönleri değişiklik göstermektedir. Günümüzde en yaygın soğutma yöntemi soğuk hava klimalarıyla yapılmaktadır.
Tabi bu maliyeti düşürmek için çözüm olsa bile ilerleyen zamanlarda klimalarda sürekli arıza vermeye başlamaktadır. klimaların bu tür arıza çıkartmalarından dolayı alan soğutmasına da çözümler ve yenilikler aranmaktadır.
İşletmeler veya kurumlar, veri merkezlerinde ki enerji maliyetini düşürmek için veri merkezinini 25 - 30 santigrat derece altında çalıştırıp daha az klima enerjisini kullanmak istemesidir. kendi hesabına göre kliamaların az çalışacağından daha az elektrik tüketimi olacaktır ve bu sayede maliyeti düşürmüş olacaktır. Ne yazık ki düşünüldüğü şekilde gerçekleşmiyor. Veri merkezinde ki sıcaklık arttığı için bu sefer sunucuların fanları daha da fazla ve devirli çalışmaya başlıyor buda sunucunun daha da fazla güc tüketmesine yol açmaktadır. Ayrıca ısınma sonucu sunucu üzerinde arıza olmasına davetiye hazırlamış olunuyor. buda bize atalarımızın bir sözünü hatırlatıyor “pirinç alayım derken evdeki bulgurdan olmak” Bir yandan kar ettiğimiz düşünürken diğer yandan zarara girmiş oluyoruz.
Veri Merkezinde Sıcaklığın ve Nem’in değerleri
Veri merkezi içerisinde ASHRAE ya göre sunucuların sağlıklı çalışabilmeleri için sıcaklığın 18 ile 28 santigrat arasında olması gerekmektedir. Nem oranının %30-55 arasında olmalıdır şeklinde 2008 yılında açıklama yaparak tavsiyede bulunmuştur. Sıcaklık düştükçe soğutma ve enerji maliyetlerinin artığını, sıcaklık arttığında ise arıza ihtimalinin artması ve stabilize sorunlarının başladığı görülüyor. Optimum dengeyi tutturmak şart.
Veri Merkezlerinde Soğutma Çeşitleri
Sıcak Koridor / Soğuk Koridor
Yukarıda da alan soğutmasında anlattığımızda bahsettiğimiz gibi genel olarak kullanılan soğutma sistemidir. bu sistemde Sunucuların rafları dizilirken Ön kısımlar birbirine Arka kısımları ise birbirine bakıyor şekilde olmalıdır. Bu şekilde dizayn edildiği zaman veri merkezinde hava akımı sağlanmış olacak ve sıcak ve soğuk koridorlar oluşmuş olacaktır. ek olarak sıcak ve soğuk havanın birbirine karışmaması için araya camdan veya plastikten kaplamalar yapıla bilinir.
Yakın Çiftli Soğutma
Veri merkezinde Klasik Sıcak Koridor / Soğuk Koridor modelinde soğutucu hava sunucuya ulaşana kadar enerji kaybeder. Bu modelde soğutulmuş su ya da soğutucu maddenin, sunucuların olduğu raflara kadar taşınarak, soğutucu kaynağının mümkün olduğunca yakınlaştırılmasıyla sağlanır. Raflarda ya da hemen yanına monte edilir. Veri merkezinin havasına karışmadan rafın içerisine direkt olarak hava üflenir.
Serbest Soğutma
Bu tür soğutma Anatartika gibi kutuplarda kurulmuş olan veri merkezlerinde kullanılmaktadır. Google ve Facebook’un veri merkezlerini buralara kurmasında en büyük etken soğutma maliyetini sıfırda düşürmek amacıyla kurmuşlardır. Bu soğutma sisteminde dışarıda ki hava olduğu gibi bir kaç müdahale ile direk içeriye aktarılır bu sayede dışarıda bulunan soğuk hava içeriye taşınmış olur ve soğutma sorununa çözüm getirilmiş olunur.
Dünya Üzerinde Veri Merkezleri
Dünyadaki veri merkezlerine baktığımızda, kuruldukları yerler, genelde iklim, teknoloji merkezi olma ve güvenlik faktörlerinden etkilenmektedir. Dünyadaki veri merkezlerinin dağılımına baktığımızda Avrupa ve Kuzey Amerika kıtalarında yoğunlaşma oluşmaktadır. Bu bölgelerin iklimlerinin diğer bölgelere göre daha ılıman ve teknolojik anlamda daha gelişmiş oldukları göz önüne alınırsa, veri merkezlerinin de bu bölgelerde yoğunlaştığı sonucu çıkarılabilir.
Soğutma maliyetini oldukça aşağıya çekmek için uğraşan firmalardan olan Facebook Prineville de 30 Km2 alana veri merkezini inşa etmiş durumda. Bu veri merkezinde 55 kişi çalışmakta ve bunların 30 tanesi güvenlik görevlisi sadece. Facebook’un bu bölgeyi seçmesinde en büyük sebep, bölgenin iklim şartları neticeisinde yılın 6 ayı 10 santigrat dereceyi geçmemesi ve diğer aylarında ise 20 Santigrat dereceyi geçmemesinden kaynaklıdır. Bu sebepten ötürü Facebook soğutma için kullanacağız enerjiyi tasarruf ederek maliyeti düşürmektedir.
Ülkemizde Veri Merkezleri
Veri merkezleri soğutma sistemi için iklimin önemli olduğundan bahsetmiştik. Ülkemizde ize bir çok bölgemizde farklı yapılarda iklim görülmektedir. Ülkemizde bulunan marmara ve iç anadolu kesimi veri merkezi kurulumu için en müsait bölgelerdir.
Ülkemizde bulunan işletmelerin bir çoğu veri merkezinin ne kadar önemli olduğunu halen benimseyemedikleri için, maliyet yapmadan işletmeleri içerisinde bir çok şartı karşılamayacak şekilde veri merkezlerini kurmaktadırlar. Hatta veri merkezi bile değil kendi tarzlarında ki sistemlerini şekilden bahsedelim. Ne yazık ki ülkemiz bu konuda çok büyük sıkıntılar yaşamaktadır. içerisinde bulunduğumuz yüz yılı yarıladıktan sonra bu sorunu Ülke genelinde çözebileceğimizi düşünmekteyim. Artık bütün işlemler ditital ortamlarda yer almaktadır. Sunucular, Network ve telekomünikasyon cihazlari, yedekleme üniteleri, haberleşme kanalleri, güvenlik sistemleri derken herşeyimiz bir sunucu üzerinde yada bir depolama üzerinde bulunmaktadır. Veri merkezimize ne kadar emek verip ihtiyaçlarını karşılarsak, ileriye dönük o kadar kara geçmiş oluruz.
Bu yazımızda sizlere Veri Merkezleri için Soğutma Sistemlerinin ne kadar önemli olduğunu anlatmaya çalıştım, anlattıklarımdan sonra sizde bulunmuş olduğunuz ortamda ki veri merkezlerinin soğutma sistemlerinin nasıl olması gerektiğine dair bir şeyler bırakmıştır.