ES2612328T3 - Métodos y sistemas para gestionar potencia y enfriamiento de una instalación - Google Patents
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Abstract
Un método implementado por ordenador para proporcionar una representación de una capacidad de un recurso de centro de datos, el recurso de centro de datos que soporta la funcionalidad de al menos un elemento de equipos de centro de datos en un centro de datos (100), el método que comprende las acciones de: recibir información de capacidad que describe una primera cantidad de capacidad de un primer tipo de recurso de centro de datos (2304) en el centro de datos y que describe una segunda cantidad de capacidad de un segundo tipo de recurso de centro de datos y que describe una tercera cantidad de capacidad de al menos otro tipo de recurso de centro de datos (2304) en el centro de datos; comparar la primera cantidad con la segunda cantidad para determinar una primera cantidad de capacidad en exceso del primer tipo de recurso de centro de datos que es inutilizable debido a capacidad insuficiente del segundo tipo de recurso de centro de datos; comparar la primera cantidad con la tercera cantidad para determinar una segunda cantidad de capacidad en exceso del primer tipo de recurso de centro de datos que es inutilizable debido a capacidad insuficiente del al menos otro tipo de recurso de centro de datos; y proporcionar una representación (2302) de la primera cantidad y la segunda cantidad de capacidad en exceso del primer tipo de recurso de centro de datos en asociación con una representación del primer tipo de recurso de centro de datos, una representación del segundo tipo de recurso de datos y una representación del al menos otro tipo de recurso de centro de datos.
Description
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descripcion
Metodos y sistemas para gestionar potencia y enfriamiento de una instalacion Antecedentes de la invencion
1. Campo de la invencion
Las realizaciones de la invencion se refieren de manera general a gestion de entidad y mas espedficamente a metodos y sistemas para gestionar potencia y enfriamiento de una instalacion.
2. Discusion de la tecnica relacionada
Los centros de datos centralizados para ordenadores, comunicaciones y otros equipos electronicos han estado en uso durante una serie de anos y mas recientemente con el aumento de uso de Internet, los centros de datos a gran escala que proporcionan servicios de alojamiento para Proveedores de Servicios de Internet (ISP), Proveedores de Servicios de Aplicaciones (ASP) y proveedores de contenidos de Internet estan llegando a ser mas frecuentes. Los centros de datos centralizados tfpicos contienen numerosos bastidores de equipos que requieren potencia, enfriamiento y conexiones a instalaciones de comunicaciones externas. En los centros de datos y salas de red modernos, el aumento de la densidad de equipos informaticos usados en estas instalaciones ha puesto tensiones en los sistemas de enfriamiento y potencia de las instalaciones. En el pasado, el consumo de potencia tfpico para cada envolvente de equipos en una instalacion de datos era del orden de IkW. Con el uso de tarjetas de servidores y otros equipos de alta densidad de potencia en los bastidores de equipos, no es poco comun para un bastidor de equipos tener un consumo de energfa de 10kW o incluso tan alto como 25kW.
^picamente, la potencia consumida por los equipos informaticos se convierte en calor y, tipicamente, los requisitos de enfriamiento de una instalacion se determinan en base a los requisitos de potencia de la instalacion. Los centros de datos tfpicos utilizan camaras de aire bajo suelos elevados para distribuir aire de enfriamiento a traves de un centro de datos. Uno o mas acondicionadores de aire de sala informatica (CRAC) o manipuladores de aire de sala informatica (CRAH) se distribuyen tfpicamente a lo largo de la periferia de la sala de datos y estas unidades extraen aire de retorno de la sala o una camara de techo y distribuyen aire de enfriamiento debajo del suelo elevado. Se pueden colocar baldosas perforadas enfrente o debajo de los bastidores de equipos para ser enfriados para permitir que el aire de enfriamiento de debajo del suelo enfrie los equipos dentro de los bastidores.
Estan disponibles distintas herramientas para ayudar a un disenador de centros de datos en la configuracion de una disposicion de un centro de datos para proporcionar la potencia y el enfriamiento necesarios a los equipos a ser situados en el centro de datos. Estas herramientas tfpicamente ayudan a un disenador en la determinacion de los requisitos de potencia total y por consiguiente los requisitos de enfriamiento total para un centro de datos. Ademas, estas herramientas pueden ayudar a un disenador en la determinacion de una disposicion de equipos optima y un dimensionamiento adecuado del cableado de alimentacion y los disyuntores.
Mientras que las herramientas existentes dotan a un disenador con informacion de disposicion detallada con respecto a la distribucion de potencia, estas herramientas tfpicamente proporcionan mucha menos ayuda en la determinacion de las necesidades de enfriamiento para una instalacion. Se pueden usar programas avanzados que usan la dinamica de fluidos computacional (CFD) para modelar el diseno de enfriamiento de una instalacion, pero el uso de tales programas esta extremadamente limitado debido a la complejidad de los programas, lo que provoca que su uso sea prohibitivamente caro y consuma mucho tiempo. La Solicitud de Patente de EE.UU. US2003/0158718 A1 de Nakagawa et al. describe un sistema automatizado para disenar un sistema de enfriamiento para una instalacion. En el sistema de Nakagawa, la instalacion se divide en una serie de celdas caracterizadas previamente (tales como una agrupacion de bastidores) sobre la cual la respuesta de diversos parametros, tales como la temperatura maxima, se conocen en base a parametros clave. El sistema usa reglas de interaccion de celda a celda integradas para predecir el rendimiento termico total y optimizar la disposicion de equipos. Mientras que este sistema puede ofrecer algunas mejoras en la velocidad sobre un analisis CfD completo, esta limitado al uso de celdas caracterizadas previamente y no proporciona analisis por debajo del nivel de celda. Tambien, las celdas se deben caracterizar usando, por ejemplo, un analisis CFD o comprobacion ffsica.
Programas y sistemas tales como los descritos anteriormente proporcionan resultados idealizados para el rendimiento de enfriamiento de una instalacion y a menudo dejan de contar situaciones que ocurren a menudo en instalaciones de la vida real, que pueden afectar drasticamente al rendimiento de enfriamiento de un centro de datos. Por ejemplo, en una instalacion que usa un suelo elevado, la ausencia de uno o mas panales de suelo o la mala colocacion de uno o mas paneles de suelo perforados puede afectar extremadamente al rendimiento de enfriamiento del centro de datos y hacer que el rendimiento real vane extremadamente de un rendimiento idealizado calculado. Ademas, la degradacion en el rendimiento de una o mas unidades de acondicionamiento de aire puede cambiar drasticamente el flujo de aire y las caractensticas de enfriamiento de una instalacion.
La incapacidad para analizar adecuadamente el rendimiento de enfriamiento de una instalacion tfpicamente hace que un disenador de un centro de datos sobredimensione la instalacion desde una perspectiva de enfriamiento, lo cual provoca que la instalacion sea mas cara y menos eficiente.
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En centros de dates existentes, a menudo es deseable sustituir equipos con equipos mejorados y/o anadir nuevos equipos a envolventes existentes en la instalacion. Existen distintas herramientas que permiten a un gestor de un centro de datos monitorizar el uso de la potencia en una instalacion. Estas herramientas incluyen el producto InfrastruXure® Manager y/o InfrastruXure® Central disponibles en American Power Conversion Corporation de West Kingston, Rl.
Con los requisites de enfriamiento y potencia en aumento de los equipos informaticos, es deseable para un gestor de centro de datos determinar si hay potencia y enfriamiento adecuados disponibles en la instalacion antes de que se puedan anadir nuevos equipos o de sustitucion. ^picamente, un gestor de centro de datos puede conocer o puede determinar, si la capacidad de enfriamiento total del centro de datos es suficiente para el consumo total de energfa. No obstante, pueden desarrollarse puntos calientes en una instalacion, particularmente donde se usan equipos de alta densidad de potencia y puede no ser suficiente analizar meramente la capacidad de enfriamiento a nivel de instalacion. Para intentar identificar los puntos calientes, un gestor de centro de datos puede recurrir a mediciones manuales de temperatura en toda una instalacion e intentar implementar correcciones para corregir los puntos calientes. Tales correcciones pueden implicar una reasignacion o recolocacion de paneles de suelo perforados, una reasignacion de envolventes y/o anadir capacidad de enfriamiento adicional. En cualquier caso, estas correcciones se hacen tipicamente de una forma por ensayo y error y mientras que algunos puntos calientes se pueden eliminar, las correcciones pueden hacer que otros puntos calientes surjan debido a una redireccion del aire de enfriamiento en la instalacion. Este planteamiento de ensayo y error puede conducir a fallos inesperados de equipos, lo cual es inaceptable en centros de datos cnticos. Para evitar tales fallos, los gestores de centros de datos tipicamente sobredimensionan las instalaciones y dejan de usar las instalaciones a su plena capacidad.
El documento US 2007 078635 A1 describe un metodo implementado por ordenador para proporcionar una representacion de una capacidad de potencia y enfriamiento de un centro de datos.
Compendio de la invencion
Aspectos de la presente invencion se refieren de manera general a gestion de entidades de centro de datos y sus recursos asociados. Las realizaciones de la invencion proporcionan sistemas y metodos para determinar requisites de enfriamiento y potencia de centros de datos y para monitorizar el rendimiento de sistemas de enfriamiento y potencia en centros de datos. Al menos una realizacion proporciona un sistema y metodo que permite a un operador de centro de datos determinar la potencia y el enfriamiento disponibles en areas y envolventes espedficas en un centro de datos para ayudar en la ubicacion de nuevos equipos en el centro de datos.
El alcance de la invencion se define en las reivindicaciones.
Breve descripcion de los dibujos
Los dibujos anexos no se pretende que esten dibujados a escala. En los dibujos, cada componente identico o casi identico que se ilustra en diversas figuras se representa por un numero igual. Por propositos de claridad, no todos los componentes pueden estar etiquetados en cada dibujo. En los dibujos:
Breve descripcion de los dibujos
Los dibujos anexos no se pretende que esten dibujados a escala. En los dibujos, cada componente identico o casi identico que se ilustra en diversas figuras se representa por un numero igual. Por propositos de claridad, no todos los componentes pueden estar etiquetados en cada dibujo. En los dibujos:
la FIG. 1 es una vista superior de un centro de datos del tipo con el cual se pueden usar las realizaciones de la presente invencion;
la FIG. 2 es una vista lateral del centro de datos de la FIG. 1.
la FIG. 3 es un diagrama de bloques funcional de un sistema segun una realizacion de la presente invencion;
la FIG. 4 es un diagrama de flujo de un proceso que se puede implementar usando el sistema de la FIG. 3 segun una realizacion de la invencion;
la FIG. 5 es un diagrama que muestra informacion de la instalacion que se puede visualizar usando al menos una realizacion de la invencion;
las FIG. 5A y 5B son diagramas que muestran informacion adicional que se puede visualizar usando las realizaciones de la invencion;
las FIG. 5C y 5D muestran pantallas de interfaz grafica de usuario que exhiben diversos aspectos de la presente invencion;
la FIG. 6 es un diagrama de bloques funcional de un sistema de gestion segun una realizacion de la invencion;
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la FIG. 7 es un diagrama de flujo de un proceso de gestion segun una realizacion de la invencion;
la FIG. 8 muestra una vista en perspectiva de una agrupacion de bastidores cuyo rendimiento de enfriamiento se puede analizar;
la FIG. 9 muestra una vista superior de una agrupacion de bastidores cuyo rendimiento de enfriamiento se puede analizar usando una tecnica de analisis de volumen de control de al menos una realizacion;
la FIG. 9A muestra la agrupacion de bastidores de la FIG. 9 junto con volumenes de control escalonados que se pueden usar en la tecnica de analisis de volumen de control;
la FIG. 10 es un diagrama de flujo de una tecnica de analisis de volumen de control segun una realizacion;
la FIG. 11 es un diagrama que demuestra un principio de superposicion usado en una realizacion;
la FIG. 12 es un grafico usado en la determinacion de flujos de aire en una realizacion;
la FIG. 13 es un diagrama que identifica flujos de aire usados con un metodo de analisis de una realizacion;
la FIG. 14 es un diagrama de flujo de un proceso para determinar un mdice de recirculacion en una realizacion;
la FIG. 15 es un diagrama esquematico que muestra una disposicion de bastidores de equipos usados en un analisis en una realizacion para determinar un mdice de captura;
la FIG. 16 es un diagrama de flujo de un proceso para determinar un mdice de captura segun una realizacion;
la FIG. 17 es un diagrama de bloques funcional de un sistema informatico que se puede usar en las realizaciones
de la invencion;
la FIG. 18 es un diagrama de bloques funcional de un sistema de almacenamiento que se puede usar con el sistema informatico de la FIG. 17;
la FIG. 19 es un diagrama de flujo de un proceso que se puede implementar usando el sistema de la FIG. 3 segun una realizacion de la invencion;
la FIG. 20 muestra una pantalla de interfaz grafica de usuario;
la FIG. 21 representa otras pantallas de interfaz grafica de usuario que exhiben diversos aspectos de la presente invencion;
la FIG. 22 ilustra otra pantalla de interfaz grafica de usuario y
la FIG. 23 muestra una representacion usada para analizar una capacidad inmovilizada segun un aspecto de la presente invencion.
Descripcion detallada
Las realizaciones de la presente invencion se pueden usar para disenar, gestionar y reacondicionar un centro de datos, tal como el centro de datos 100 que se muestra en las FIG. 1 y 2 con la FIG. 1 que muestra una vista superior del centro de datos 100 y la FIG. 2 que muestra una vista lateral del centro de datos 100. Como se trata aun mas a continuacion, el diseno de la disposicion del centro de datos 100, que incluye diversos recursos de centro de datos tales como consideraciones de potencia y enfriamiento se puede realizar usando sistemas y procesos de las realizaciones de la presente invencion. Un recurso de centro de datos puede incluir, por ejemplo, cualquier caracteffstica de un centro de datos que soporta y/o asegura la funcionalidad de equipos de centro de datos. Ejemplos de recursos de centro de datos incluyen potencia, enfriamiento, espacio ffsico, soporte de peso, capacidad de control remoto de equipos, seguridad ffsica y logica y conectividad de red ffsica y logica. Los recursos de centro de datos de potencia pueden incluir recursos de distribucion de potencia, tales como transformadores, PDU y tomas y potencia disponible para distribucion, tal como la potencia de la red suministrada al centro de datos, potencia generada por un generador en el sitio y potencia suministrada por los UPS. Los recursos de espacio ffsico en un centro de datos pueden incluir espacio de suelo de centro de datos y espacio en U de bastidor. Los recursos de enfriamiento en un centro de datos pueden incluir capacidad de distribucion de enfriamiento y capacidad de generacion de enfriamiento. Los recursos de seguridad ffsica en un centro de datos pueden incluir camaras de seguridad y cerraduras de puerta. Los recursos de conectividad de red logica en un centro de datos pueden incluir Redes de Area Local Virtuales, Servicios de Nombre de Dominio y Servicios de Protocolo Dinamico de Configuracion de Ordenador Principal. Los recursos de conectividad de red ffsica pueden incluir cableado de red y paneles de parcheo. Los recursos de capacidad de control remoto de equipos en un centro de datos pueden incluir servicios de Teclado Video Raton.
Las realizaciones de la invencion, no obstante, no estan limitadas para su uso con centros de datos como el mostrado en las FIGS. 1 y 2 y se pueden usar con otras instalaciones que no incluyen suelos elevados y se pueden
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usar con instalaciones que alojan equipos distintos de equipos informaticos, incluyendo instalaciones de telecomunicaciones y otras instalaciones. Ademas, las realizaciones de la invencion se pueden usar con suelos elevados y disposiciones de equipos que no se disponen pulcramente de la manera mostrada en las FIGS. 1 y 2. Las realizaciones de la presente invencion pueden usar sistemas, dispositivos y metodos descritos en la Solicitud de Patente de EE.UU. N0 10/038.106, presentada el 2 de enero de 2002, titulada “Rack Power System and Method”.
El centro de datos 100 incluye filas de bastidores 102a, 102b, 102c y 102D, unidades de enfriamiento 104A y 104B y un suelo elevado 106. Cada una de las filas incluye bastidores 108, al menos una serie de los cuales extraen aire frte desde la parte delantera del bastidor y devuelven aire calido a la parte trasera o superior o trasera y superior del bastidor. Cada bastidor puede contener posiciones de espacio en U disenadas para alojar equipos de centro de datos montados en bastidor, tales como, por ejemplo, servidores, equipos de enfriamiento y equipos de conectividad de red.
Como se entiende por los expertos en la tecnica, para optimizar el rendimiento de enfriamiento en un centro de datos, se colocan a menudo filas de bastidores para crear pasillos frtes y pasillos calientes alternos. En la configuracion mostrada en las FIGS. 1 y 2, los pasillos 110a, 110b y 110C son pasillos calientes y los pasillos 112A y 112B son pasillos frtes. Para proporcionar enfriamiento a los bastidores, en la parte delantera de cada uno de los bastidores en el pasillo frte, se usan baldosas de suelo perforadas 114 para proporcionar aire de enfriamiento desde debajo del suelo elevado. En el centro de datos 100, ademas de las baldosas de suelo perforadas mostradas, el suelo elevado puede incluir baldosas de suelo solidas. Las unidades de enfriamiento 104A y 104B se disenan para proporcionar aire fresco al area bajo el suelo elevado y recibir aire calido de vuelta desde el espacio adyacente al techo del centro de datos. En otras realizaciones, ademas de o en lugar de las unidades de enfriamiento 104A y 104b, se pueden usar unidades de enfriamiento en fila, tales como las disponibles en American Power Conversion Corportation. Ademas, en al menos una realizacion, se pueden usar unidades de enfriamiento en fila de medio bastidor, como se describe en la Solicitud de Patente de EE.UU. en tramitacion No de Serie 11/335.901, titulada COOLING SYSTEM AND METHOD, expediente del agente No A2000-704819, de Neil Rasmussen et al., presentada el 19 de enero de 2006. Como se describe en la solicitud anterior, las unidades en fila de medio bastidor tienen una anchura de doce pulgadas (treinta con cuarenta y ocho centfmetros), que es aproximadamente la mitad de la de un bastidor de centro de datos estandar.
Una realizacion de la invencion, dirigida a un sistema y un metodo para disenar, monitorizar y actualizar los equipos instalados en un centro de datos, tal como el centro de datos 100, se describira ahora con referenda a la FIG. 3. Estos equipos pueden incluir equipos montados en bastidor, tales como servidores, dispositivos de almacenamiento y equipos de conectividad de red y equipos montados en suelo, tales como unidades de distribucion de potencia trifasica y CRAC. La FIG. 3 muestra un diagrama de bloques funcional de un sistema de diseno y gestion 200. Las realizaciones de la invencion no estan limitadas a las funciones proporcionadas por los bloques funcionales o la disposicion particular de los bloques. Ademas, las funciones proporcionadas por el sistema 200 no necesitan ser implementadas en un sistema informatico, sino mas bien se pueden implementar usando una serie de dispositivos en red como se describe aun mas a continuacion que proporcionan las funciones descritas. Ademas, las realizaciones particulares pueden tener mas o menos funciones y modulos funcionales que los descritos a continuacion con referenda a la FIG. 3. En diferentes realizaciones, las funciones descritas con referenda a la FIG. 3 se pueden realizar en un procesador o controlador o se pueden distribuir a traves de una serie de dispositivos diferentes.
El sistema 200 incluye un modulo de entrada 202, un modulo de visualizacion 204, un modulo constructor 206, un modulo de gestion de instalacion 208, un modulo de integracion 210, un modulo de base de datos 212 y un modulo de orden de trabajo 214. El modulo de entrada 202 proporciona una interfaz para permitir a los usuarios introducir datos en el sistema 200. El modulo de entrada puede incluir, por ejemplo, una serie de dispositivos de entrada de usuario conocidos para sistemas informaticos y, ademas, en al menos una realizacion, los datos electronicos con respecto a una instalacion y/o los equipos a ser cargados en una instalacion se pueden introducir en el sistema a traves de la interfaz de red o usando un lector de almacenamiento de medios electronico. La informacion puede fluir entre estos modulos usando cualquier tecnica conocida en la tecnica. Tales tecnicas incluyen pasar la informacion sobre la red a traves de TCP/IP, pasar la informacion entre modulos en memoria y pasar la informacion escribiendo en un archivo, base de datos u otra entidad de almacenamiento, tal como un dispositivo almacenamiento, disco u otro tipo de entidad de almacenamiento.
El modulo de visualizacion incluye una interfaz de visualizacion y puede incluir un visualizador grafico para mostrar datos de salida a un usuario. Ademas, el modulo visualizacion puede incluir una interfaz para una o mas impresoras que proporcionan una copia impresa de los datos de salida.
El modulo constructor 206 incluye rutinas para disenar la disposicion optima de equipos en una instalacion, determinar los requisites de recursos de centro de datos, tales como requisites de potencia y requisites de enfriamiento, para envolventes de electronica y/o bastidores de equipos, asegurar que la colocacion de los equipos, unidades de enfriamiento y ramales de distribucion de potencia en la instalacion permitan que los requisites de recursos de centro de datos, tales como requisites de potencia y enfriamiento, sean cumplidos y calcular para cada envolvente de electronica y/o bastidor de equipos, la capacidad de recursos de centro de datos restante, tal como la
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capacidad de potencia y la capacidad de enfriamiento, disponible en base a la disposicion de equlpos en la instalacion.
En otra realizacion, el modulo constructor 206 expone interfaces que permiten la entrada de poffticas de suministro de recursos de centro de datos. Estas poffticas pueden detallar caractensticas deseadas adicionales de los recursos de centro de datos que se proporcionan a los equipos de centro de datos. Por ejemplo, las poffticas de suministro de recursos de centro de datos pueden especificar niveles de redundancia de recursos de centro de datos y requisitos de tiempo de ejecucion deseados. Adicionalmente, las poffticas de suministro de recursos de centro de datos pueden especificar necesidades de seguridad para equipos de centro de datos, tales como, por ejemplo, la necesidad de situar servidores con datos financieros en bastidores que se que se puedan bloquear y/o bajo vigilancia. Como se trata aun mas a continuacion, ambas realizaciones de sistema y metodo pueden comparar configuraciones de centro de datos particulares con poffticas de suministro de centro de datos para determinar si la con la configuracion de centro de datos particular cumple con las polfticas de centro de datos. El resultado de esta comparacion se puede almacenar en un medio legible por ordenador para su uso posterior.
El modulo de gestion de instalacion 208 se usa por el sistema 200 despues de que se instalan los equipos en la instalacion. El modulo de gestion incluye rutinas para monitorizar caractensticas de recursos de centro de datos, tales como caractensticas de potencia y enfriamiento, de equipos en una instalacion. El modulo de gestion se puede acoplar o bien directamente o bien a traves de una o mas redes, a dispositivos de medicion y dispositivos de control en toda la instalacion y pueden grabar su historial para analisis, resumen y exportacion. En base al menos en parte a metodos tratados aun mas a continuacion, el modulo de gestion de instalacion 208 puede averiguar recursos de centro de datos proporcionados a un espacio o ubicacion particular en el centro de datos.
Segun una realizacion, el modulo de integracion 210 es el modulo principal en el sistema y coordina el flujo de datos en el sistema para realizar los metodos de las realizaciones.
El modulo de base de datos se usa para almacenar datos con respecto a diversos dispositivos que se pueden usar en un centro de datos, tales como servidores, fuentes de alimentacion ininterrumpida, regletas de enchufes, equipos de conectividad de red (tales como cableado de red, concentradores, encaminadores, encaminadores inalambricos, conmutadores, paneles de parcheo, etc.), conmutadores de transferencia automatica, unidades de distribucion de potencia, unidades de acondicionamiento de aire, bastidores y cualquier otro equipo de centro de datos. Los datos almacenados pueden incluir polfticas de suministro de recursos de centro de datos para equipos de centro de datos. Los datos almacenados tambien pueden incluir puntos de referenda de consumo y produccion de recursos de centro de datos para equipos de centro de datos tales como parametros ffsicos (por ejemplo, dimensiones/requisitos de espacio de bastidor, tipos de enchufes de alimentacion, especificaciones de cableado de red, etc.) asf como datos de consumo de potencia y enfriamiento. En el caso de equipos de centro de datos que proporcionan recursos de centro de datos tales como equipos de conectividad de red, fuentes de alimentacion y unidades de acondicionamiento de aire, los puntos de referenda de produccion de recursos de centro de datos pueden incluir conectividad de red, caractensticas de salida enfriamiento y potencia (por ejemplo la capacidad de salida total, numero y tipo de conexiones/enchufes disponibles, etc.). Se debe apreciar que los puntos de referenda pueden indicar que ciertos equipos de centro de datos producen y/o consumen, recursos de centro de datos. Ejemplos de equipos que proporcionan recursos de centro de datos incluyen generadores electricos y CRAC, entre otros. Como se describe a continuacion, el modulo de base de datos se puede usar en las realizaciones para proporcionar una lista de materiales (BOM) completa para un diseno completo. En una realizacion, un servidor de base de datos accesible por web centralizado se puede usar para almacenar informacion de equipos y mensajes de advertencia y error, permitiendo facil acceso a la informacion para su edicion.
En otra realizacion, un usuario puede mantener informacion de equipos de centro de datos, tal como la informacion manejada por el modulo de base de datos 212, con la asistencia del sistema 300. El sistema 300 tambien se representa en el diagrama de bloques funcional de la FIG. 3. El sistema 300, que se puede alojar por el proveedor del sistema, incluye una base de datos de equipos de centro de datos 304 y una interfaz de base de datos de equipos de centro de datos 302. En general, la interfaz 302 puede ser una interfaz a la base de datos 304 que puede recibir o proporcionar cualquier dato adecuado para almacenamiento en la base de datos 304 incluyendo configuracion de centro de datos, informacion de equipos o recursos. La base de datos 304, a su vez, puede recibir y almacenar desde la interfaz 302 o recuperar y proporcionar a la interfaz 302 informacion de centro de datos que incluye requisitos de recursos de equipos de centro de datos, configuraciones de centro de datos y requisitos de redundancia y tiempo de ejecucion de recursos de centro de datos.
La base de datos 304 puede servir como una base de datos maestra para el proveedor del sistema y de esta manera puede incluir distintos tipos de informacion relacionada con centros de datos. En una realizacion, la base de datos 304 incluye una base de datos de gestion de configuracion de centro de datos (CMDB), que puede abarcar diversos datos de gestion de configuracion incluyendo una o mas configuraciones ffsicas y logicas de centro de datos espedficas y una base de datos de caractensticas de equipos de centro de datos, que pueden incluir informacion de produccion y consumo de recursos de centro de datos real para equipos de centro de datos. Mas particularmente, la base de datos 304 puede aceptar y almacenar informacion CMDB espedfica para la base instalada del proveedor del sistema de centros de datos o un subconjunto de la misma. Esta informacion puede incluir la disposicion ffsica entera de un centro de datos, por ejemplo sus dimensiones ffsicas, la ubicacion e
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identidad de equipos de centro de dates y Ios requisitos de capacidad de recursos de centro de datos, redundancia y tiempo ejecucion, entre otra informacion que puede tener relevancia para el diseno y rendimiento de un centro de datos. La fuente de esta informacion puede incluir el diseno inicial en el centro de datos como se trata con respecto al metodo 300 a continuacion.
El tipo de informacion almacenada por la base de datos 304 para las caractensticas de equipos de centro de datos puede incluir la informacion tratada anteriormente con respecto al modulo de base de datos 212, por ejemplo Ios valores de la placa de identificacion como se conoce en la tecnica. Adicionalmente, la base de datos 304 tambien puede almacenar el historial de consumo y produccion de recursos de centro de datos para equipos de centro de datos y puede usar esta informacion para mantener un conjunto de puntos de referenda que son espedficos para el fabricante y modelo del equipo de centro de datos. Estas mediciones de historial espedficas se pueden resumir de diversas formas para establecer un punto de referenda que es espedfico al fabricante y modelo de equipo de centro de datos y que se basa en el uso real, practico del equipo de centro de datos mas que en Ios valores Teoricos (por ejemplo, Ios valores de la placa de identificacion). Estos resumenes de consumo y produccion de recursos de centro de datos pueden incluir, entre otros, consumo o produccion de recursos de centro de datos mmimo, maximo y medio, consumo o produccion de recursos de centro de datos como una funcion del tiempo, por ejemplo el consumo o produccion de potencia o enfriamiento por dfa de la semana, semana del ano, etc., consumo o produccion de recursos de centro de datos real cuando se solicita un cambio en cualquiera de Ios dos y consumo o produccion de recursos de centro de datos como una funcion de la utilizacion de equipos de centro de datos. La fuente de esta informacion puede incluir el diseno inicial en el centro de datos, incluyendo puntos de referenda introducidos por el cliente o el proveedor del sistema y medicion de parametros en curso como se trata con respecto al metodo 300 a continuacion. Segun un aspecto, se aprecia que estos puntos de referenda, a su vez, pueden ser mas precisos que Ios valores de la placa de identificacion y se pueden usar para propositos de simulacion durante Ios procesos de diseno y reacondicionamiento tratados a continuacion.
La interfaz 302 puede exponer tanto las interfaces de usuario (Ul) como las interfaces del sistema para intercambiar informacion de la base de datos 304 con entidades externas. Estas entidades externas pueden incluir sistemas y/o usuarios. La interfaz 302 puede tanto restringir la entrada a un dominio informacion predefinida como validar cualquier informacion introducida anterior a usar la informacion o suministrar la informacion a otros modulos. Por ejemplo, en una realizacion, la interfaz 302 puede incluir una interfaz de Lenguaje de Consulta Estructurado (SQL) para permitir a un programa de usuario o aplicacion interrogar la base de datos 304. Esta interfaz SQL puede incluir elementos graficos que un usuario puede accionar para construir sentencias SQL y tambien puede incluir elementos que permiten a un usuario introducir simplemente un sentencia SQL directamente.
En otras realizaciones, la interfaz 302 puede incluir una logica de agrupamiento, traduccion, validacion y/o restriccion mas compleja. Por ejemplo, la interfaz 302 puede validar que una sentencia SQL introducida por un usuario conforme a la sintaxis SQL adecuada anterior a ejecutarla contra la base de datos 304. En una realizacion, la interfaz 302 puede exponer una Ul con caractensticas similares a las del modulo de construccion 206 para permitir a Ios usuarios crear informacion de base de datos que representa diversas configuraciones de centro de datos. En otro ejemplo, la interfaz 302 puede exponer una interfaz de usuario que permite a un usuario introducir una nueva informacion de recursos de equipos de centro de datos, incluyendo fabricante, modelo y puntos de referenda de consumo y produccion de recursos de centro de datos. La interfaz 302 puede restringir la entrada de puntos de referenda de consumo y produccion de recursos a recursos de centro de datos predefinidos, tales como potencia, enfriamiento, espacio ffsico, etc. Aun en otra realizacion, un usuario puede establecer grupos de equipos de centro de datos a traves de la interfaz 302 y aprobar estos grupos de equipos para su uso dentro de un conjunto de centros de datos o sobre ciertos tipos de dispositivos informaticos, tales como dispositivos informaticos remotos o moviles. Ademas, la interfaz 302 puede permitir a un usuario designar una relacion jerarquica entre grupos de equipos. Como se trata aun mas con respecto al metodo 300 a continuacion, la disposicion de esta informacion en una jerarqma de grupos puede facilitar el mantenimiento y distribucion de la base de datos.
En una realizacion, la interfaz 302 puede exponer una interfaz de sistema que importa informacion de configuracion y parametros medidos de centro de datos a partir de una base instalada del proveedor del sistema de centros de datos o proveedores de equipos de centro de datos. La interfaz 302 puede utilizar un protocolo estandar, tal como, por ejemplo, SQL o SQL envuelto en SOAP, para implementar tal interfaz de sistema y puede incluir elementos de protocolo no estandar que se analizan sintacticamente y se resuelven para que Ios comandos sean ejecutados por la base de datos 304. La interfaz 302 puede validar Ios comandos de la base de datos anterior a la ejecucion en la base de datos 304. Cualquier equipo de centro de datos espedfico de cliente, por ejemplo, equipos de centro de datos introducidos por un cliente que no esta presente en la base de datos 304, se pueden importar a la base de datos 304 por la interfaz 302 si tiene exito cualquier validacion aplicable. Del mismo modo, equipos no presentes en la base de datos 304 que se ponen a disposicion por Ios proveedores de equipos de centro de datos se pueden imporTar a la base de datos 304 por la interfaz 302 si tiene exito cualquier validacion aplicable. Estos rasgos permiten al sistema 300 anadir facilmente nuevos equipos de centro de datos a su conjunto de elementos gestionados.
Ademas, la importacion de parametros de medida puede desencadenar un proceso de resumen de parametros que actualiza Ios puntos de referenda de consumo y produccion de recursos de equipos de centro de datos para reflejar el historial de uso real. El proceso de resumen puede incluir actualizar, entre otros, puntos de referenda de potencia
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consumida o producida mnnima, maxima y media, puntos de referencia para el consumo o produccion de potencia como una funcion del tiempo, por ejemplo, potencia consumida o producida por d^a de la semana, semana del ano, etc., puntos de referencia para la potencia consumida o producida realmente cuando se requiere un cambio en cualquiera de los dos y/o puntos de referencia para la potencia consumida producida como funcion de la utilizacion de los equipos de centro de datos.
Aun en otra realizacion, la interfaz 302 puede exponer una interfaz de sistema que exporta informacion o catalogos, de equipos de centro de datos a un almacenamiento externo. Este almacenamiento externo puede residir en diversas ubicaciones en diversos dispositivos informaticos. Ademas, como se trata a continuacion, la informacion particular que se exporta a estas ubicaciones y dispositivos informaticos se puede relegar a grupos espedficos de equipos de centro de datos.
Se debena apreciar que en al menos una realizacion, la funcionalidad del sistema 300 se puede incluir en un modulo de base de datos 212 del sistema 200.
Aun en otra realizacion, el modulo de orden de trabajo 214 puede permitir la gestion de cambios a la configuracion del centro de datos, tales como los resultantes de un proceso de reacondicionamiento como se trata a continuacion con respecto al proceso 600. En general, el modulo de orden de trabajo 214 analiza cualquier cambio hecho a la configuracion del centro de datos por los otros modulos en el sistema 20o. Entonces el modulo de orden de trabajo 214 genera un conjunto de tareas que, una vez completadas, implementaran esos cambios. A continuacion, el modulo de orden de trabajo 214 traduce el conjunto de tareas a un conjunto de ordenes de trabajo en forma legible por humanos. Por ultimo, el modulo de orden de trabajo 214 facilita el seguimiento de esas ordenes de trabajo hasta su terminacion. Para lograr estos objetivos, el modulo de orden de trabajo 214 puede exponer diversas Ul e interfaces del sistema para permitir la comunicacion e interoperacion con entidades externas.
En una realizacion, el modulo de orden de trabajo 214 expone una interfaz de sistema a traves de la cual el modulo de integracion 210 puede suministrar cualquier cambio hecho a la configuracion del centro de datos. El modulo de orden de trabajo 2l4 tambien puede exponer una interfaz de usuario que incluye elementos que permiten a un usuario, tal como un gestor de centro de datos, modificar y despachar ordenes de trabajo a otros usuarios, tales como tecnicos, para su implementacion. El modulo de orden de trabajo 214 tambien puede exponer una interfaz de usuario para permitir a un usuario configurar un conjunto de reglas de despacho automatico. Ademas, el modulo de orden de trabajo 214 puede exponer otras interfaces de usuario que permiten a los usuarios, tales como tecnicos, modificar los detalles, incluyendo la informacion de estado, de las ordenes de trabajo. Estas interfaces del usuario pueden residir en diversos dispositivos informaticos, incluyendo dispositivos informaticos remotos o moviles.
Implementar tal interfaz de usuario en un dispositivo informatico remoto o movil puede permitir a los usuarios, tales como tecnicos, actualizar la CMDB del centro de datos a medida que se hacen cambios de configuracion. Esto puede producir distintos beneficios incluyendo un aumento de la precision de la CMDB, debido el aumento del cumplimiento con y prontitud de, actualizaciones de cambio de configuracion. Otro beneficio puede ser el aumento de la productividad para los usuarios, tales como tecnicos, debido a que se pueden introducir cambios de configuracion mientras que se trabaja en los equipos del centro de datos, en lugar de introducir cambios en una estacion de trabajo como una actividad separada.
El modulo de orden de trabajo 214 tambien puede implementar interfaces de sistema de modificacion y asignacion para interoperar con otros sistemas. Por ejemplo, el modulo de orden de trabajo 214 puede, a traves de una interfaz de sistema, utilizar un sistema de correo electronico externo para notificar a los usuarios asignaciones de una orden de trabajo. Por ultimo, el modulo de orden de trabajo 214 puede utilizar una interfaz de sistema que le permite detectar cambios en las demandas de recursos de centro de datos y puede usar esta informacion, cuando sea adecuado, para modificar la informacion de estado de una orden de trabajo.
Un diagrama de flujo de un metodo 300 segun una realizacion que se puede realizar usando el sistema 200 se describira ahora con referencia a la FIG. 4. Inicialmente y opcionalmente, en la etapa 301 del metodo 300, un usuario puede crear grupos de datos que describen los equipos de centro de datos. Estos grupos pueden permitir la gestion de multiples tipos y/o modelos de equipos de centro de datos como una unica entidad colectiva. Por ejemplo, la inclusion de datos que describen equipos de centro de datos en un grupo puede designar tales equipos como aprobados para su uso dentro de todos los centros de datos propiedad de un cliente o subconjuntos espedficos de los mismos. Cualquier equipo de centro de datos aprobado para su uso dentro de un centro de datos se puede usar durante el diseno o reacondicionamiento del centro de datos.
Por otra parte, el usuario puede disponer estos grupos en una forma jerarquica. En una realizacion, se crea un primer grupo que incluye todos los equipos de centro de datos soportados por el sistema, se crea un segundo grupo que es un subconjunto del primer grupo y que designa equipos que se aprueban para su uso dentro del centro de datos de un cliente particular y se crea un tercer grupo que es un su conjunto del segundo grupo y que designa equipos que se prefieren para su uso dentro de un centro de datos de cliente particular. En una realizacion, un usuario puede dirigir grupos espedficos para la exportacion a clientes espedficos, centros de datos de cliente o dispositivos informaticos espedficos dentro de un centro de datos de cliente, tales como dispositivos informaticos remotos o moviles.
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Formar grupos de datos de equipos puede facilitar el mantenimiento y la distribucion de catalogos electronicos de equlpos de centro de datos, que pueden incluir datos que describen las caractensticas de los equipos de centro de datos. Por ejemplo, la inclusion espedfica de datos de equipos de centro de datos en un grupo que es menor en la jerarqma, por ejemplo, un grupo designado para distribucion a un dispositivo informatico remoto o movil dentro de un centro de datos espedfico, puede requerir que los datos esten presentes en grupos de ancestros. Esta inclusion se puede realizar automaticamente por el sistema. Estos grupos tambien se pueden emplear para hacer cumplir la estandarizacion de equipos de centro de datos dentro de la jerarqma de organizacion del cliente requiriendo que los equipos sean aprobados para su uso por el cliente antes de que se permita que se usen para reacondicionar un centro de datos de cliente espedfico.
En otra realizacion, el proveedor del sistema puede crear un grupo de datos que describen equipos de centro de datos estandar. Un grupo de los datos de equipos de centro de datos estandar se puede aprobar para su uso en centros de datos del cliente. Un catalogo de equipos que incluye datos asociados con los equipos de centro de datos estandar y/o aprobados se puede entregar con la instalacion del sistema inicial en un centro de datos. Los datos de equipos estandar y/o aprobados entonces se pueden complementar con datos de equipos espedficos del cliente, no estandar usados en un centro de datos del cliente, como se trata con respecto a la etapa 304 a continuacion.
Los equipos aprobados se pueden agrupar ademas en un conjunto preferido para su uso con uno o mas centros de datos de cliente. La creacion de estos grupos preferidos se puede realizar explteitamente por el usuario o se puede realizar implteitamente por el sistema en base al uso de los equipos espedficos por un cliente o dentro de un centro de datos de cliente durante el diseno o reacondicionamiento del centro de datos.
En una etapa 302 del metodo 300, se carga en el sistema informacion con respecto a la instalacion. La informacion incluye, por ejemplo, dimensiones de la instalacion, numero de salas, ubicaciones de puertas, columnas de soporte, otras obstrucciones, parametros de capacidades de recursos de centro de datos, tales como potencia disponible, capacidades de enfriamiento de la instalacion, si esta en uso un suelo elevado o un falso techo y caractensticas de cualquier suelo o techo tal. Las poltticas de suministro de recursos de centro de datos tambien se pueden introducir en esta etapa. Para equipos que proporcionan recursos de centro de datos, tales como generadores electricos o CRAC, se puede cargar informacion de capacidad recibiendo informacion de equipos de centro de datos desde la interfaz 302 del sistema 300. De esta manera, esta etapa del metodo 300 recoge informacion util en la determinacion de los recursos de centro de datos proporcionados a ubicaciones y espacios de centro de datos particulares. En al menos una realizacion, como se trata aun mas a continuacion con respecto a enfriamiento, esta informacion se puede procesar ademas para determinar los recursos de centro de datos proporcionados a ubicaciones y espacios de centro de datos particulares.
En la etapa 304 del metodo, se introduce informacion con respecto a equipos a ser instalados en la instalacion. La informacion incluye, por ejemplo, el numero de bastidores de equipos, el consumo de energfa maximo para cada uno de los bastidores, las dimensiones de los bastidores y los requisites de enfriamiento para los bastidores. La necesidad de fuentes de alimentacion de respaldo y multiples fuentes de alimentacion para equipos y o bastidores tambien se puede introducir en la etapa 304. En una realizacion, tambien se pueden introducir las caractensticas de consumo y produccion de recursos de centro de datos de piezas individuales de equipos que van a ser cargados en los bastidores. Tambien, se puede usar el peso de los equipos (incluyendo equipos cargados en los bastidores) para asegurar que el peso de los equipos instalados esta dentro de cualquier restriccion de la instalacion. Estas caractensticas pueden incluir, ademas de la conectividad de red, requisites de potencia y enfriamiento, la cantidad de espacio de bastidor que necesita ocupar el equipo y el tipo y/o numero de enchufes electricos que requiere el equipo. En una realizacion, el modulo de base de datos 212 contiene informacion con respecto a una serie de dispositivos, tales como fuentes de alimentacion ininterrumpida, bastidores de equipos, unidades de enfriamiento, sisiemas de generadores, unidades de distribucion de potencia, conmutadores de transferencia automatica, dispositivos de encaminamiento electrico, incluyendo cables y servidores y otros equipos informaticos. En esta realizacion, cuando se introduce un numero de modelo de un dispositivo, se recuperan las caractensticas del dispositivo desde el modulo de base de datos. En una realizacion, la interfaz 302 del sistema 300 proporciona estas caractensticas de dispositivo/equipo al modulo de base de datos 212. Tambien se pueden incluir en el diseno equipos relacionados con la proteccion de incendios y seguridad. Ademas, en al menos una version, todos los equipos y componentes dentro de los bastidores de equipos pueden incluir etiquetas RFID, que se pueden usar por sistemas para seguimiento de ubicacion de equipos y bastidores. En otra realizacion, cualquier caractenstica de equipos de centro de datos que se anada o cambie por un usuario en esta o la etapa previa se puede transmitir a interfaz 302 del sistema 300 para importacion a la base de datos 304.
Una vez que toda la informacion se introduce en el sistema, en la etapa 306, el sistema en una realizacion determina una disposicion para los equipos en la instalacion, teniendo cuenta los requisites de recursos de centro de datos, tales como requisites de potencia y enfriamiento, del equipo asf como otras caractensticas del equipo que fueron introducidas en la etapa 304 o recuperadas del modulo de base de datos. En otra realizacion, el usuario puede crear la disposicion graficamente, anadiendo bastidores y otros equipos donde se desee y en esta realizacion, el sistema proporcionara realimentacion durante el proceso de disposicion, deshabilitando algunas opciones y haciendo sugerencias inteligentes. Esta reglas pueden incluir, por ejemplo: se debe especificar una disposicion de pasillo caliente/pasillo frte alterna estandar, el espacio lleno debe ser mayor que algun valor irnnimo, la capacidad de enfriamiento de sala total debe exceder la carga de enfriamiento de sala total, los pasillos deben ser lo bastante
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anchos para propositos de acceso y para cumplir Ios codigos de edificacion, la distancia entre PDU y bastidores de IT servidos por la PDU no debe exceder algun valor maximo, la PDU se debe situar inmediatamente adyacente al UPS, donde una bandeja de cable abarca un pasillo, el pasillo no puede exceder una anchura maxima, una o mas capacidades de recursos de centro de datos deben estar a un nivel suficiente para soportar requisitos de redundancia y/o tiempo ejecucion de recursos de centro de datos objetivo, etc.
A continuacion, en la etapa 308, se lleva a cabo un analisis de enfriamiento para determinar si el diseno proporciona enfriamiento adecuado para cada uno de Ios bastidores y Ios equipos instalados en Ios bastidores. Como se describe aun mas a continuacion, se puede usar uno de una serie de metodos diferentes para llevar a cabo el analisis de enfriamiento. En una realizacion, si Ios resultados del analisis de enfriamiento indican que uno o mas dispositivos y/o bastidores no estan recibiendo aire fresco adecuado, entonces el procedimiento puede volver a la etapa 306 para cambiar la disposicion de Ios equipos en base a la realimentacion proporcionada desde el analisis llevado a cabo en la etapa 308.
A la terminacion del analisis de enfriamiento, en la etapa 310, se visualiza un modelo de sala que muestra las ubicaciones de Ios equipos en una o mas salas de la instalacion. El modelo de sala puede incluir, para cada bastidor de equipos o para equipos de centro de datos individuales, informacion con respecto a Ios recursos de centro de datos totales, tales como potencia y enfriamiento, que se consumen o producen as^ como una indicacion de Ios recursos de centro de datos disponibles totales, tales como potencia y enfriamiento, para el bastidor o equipos de centro de datos. En una realizacion datos de recursos de centro de datos reales, tales como datos de potencia y enfriamiento, se pueden visualizar, mientras que en otras realizaciones se pueden usar colores, o bien soIos o bien en combinacion con datos, para visualizar diferentes niveles de disponibilidad de recursos de centro de datos, tales como disponibilidad de potencia y enfriamiento. Por ejemplo, si un bastidor esta operando con suficiente aire de enfriamiento con un margen por encima de un umbral, el bastidor se puede indicar en verde en el visualizador, si la disponibilidad de aire de enfriamiento esta mas cerca del umbral, el bastidor se puede indicar en amarillo y si el bastidor no tiene suficiente aire de enfriamiento se puede indicar en rojo. Aun mas, Ios resultados del analisis pueden indicar que recursos de centro de datos adecuados, tales como potencia y/o enfriamiento, estan siendo proporcionados para Ios equipos, pero que no se estan cumpliendo Ios niveles de redundancia y/o Ios margenes de tiempo de ejecucion especificados, ya sea a nivel de la sala, a nivel de fila, a nivel de bastidor o una pieza/elemento espedfico de Ios equipos de centro de datos.
En una realizacion, el sistema puede mostrar multiples modelos de sala y puede permitir al usuario encontrar una o una serie de ubicaciones satisfactorias alternativas para Ios equipos en base a Ios requisitos de recursos de centro de datos de Ios equipos y cualquier requisite de redundancia y/o tiempo de ejecucion aplicable. Otra realizacion puede permitir al usuario encontrar una ubicacion optima seguida por una serie de ubicaciones satisfactorias alternativas para Ios equipos. Cada serie de ubicaciones se puede disponer consecutivamente segun un orden de preferencia, tal como en orden de capacidad en orden decreciente de capacidad en exceso o inmovilizada. Como se trata ademas a continuacion, la capacidad inmovilizada incluye capacidad en exceso que esta disponible nominalmente, pero inutilizable, debido a capacidad asociada insuficiente de otro recurso de centro de datos requerido por Ios equipos de centro de datos.
Aun otra realizacion puede permitir al usuario especificar tanto Ios equipos de centro de datos como la ubicacion y puede validar si la ubicacion proporciona suficientes recursos de centro de datos para satisfacer Ios requisitos de Ios equipos y cualquier polftica de suministro de centro de datos aplicable. Esta validacion se puede realizar comparando Ios recursos de centro de datos proporcionados a la ubicacion, Ios requisitos de centro de datos de Ios equipos y cualquier polftica de suministro de recursos de centro de datos aplicable. El resultado de esta comparacion, un resultado de cumplimiento, se puede almacenar para su uso posterior. Aun en otra realizacion, el sistema puede sugerir que Ios equipos de centro de datos sean colocados en una ubicacion especificada por el usuario. En este caso, el sistema puede asegurar que se cumplen las poltticas de suministro de recursos de centro de datos aplicables y Ios requisitos de recursos de centro de datos de Ios equipos sugeridos, comparando las poltticas, Ios recursos de centro de datos proporcionados a la ubicacion y Ios requisitos de recursos de centro de datos de Ios equipos anterior a sugerir Ios equipos en base a un resultado de cumplimiento. Detalles de ejemplos espedficos con respecto al modelo de sala se describen ademas a continuacion con referenda las FIGS. 5 hasta 5D.
En el bloque de decision 312, se puede hacer una determinacion, por ejemplo, por un disenador de la instalacion en cuanto a si es satisfactoria la disposicion generada en la etapa 310. La determinacion se puede basar en criterios adicionales de importancia para el disenador que no fueron incluidos durante el diseno de la disposicion original. Por ejemplo, puede ser deseable tener ciertos bastidores cerca entre sf o tener ciertos bastidores aislados unos de otros. En la etapa 314, se pueden proporcionar criterios adicionales u otra realimentacion y el proceso entonces vuelve a las etapas 306 y 308 donde se puede refinar el modelo de sala. Las etapas 306 a 3l2 se pueden repetir hasta que se logra un modelo satisfactorio en la tapa 312. En al menos una realizacion, a la terminacion de la etapa de diseno, se genera una lista de materiales y se puede usar para proporcionar el coste de Ios equipos a ser instalados en la instalacion y tambien se puede usar para generar una orden de ventas para Ios equipos, proporcionando una solucion simple para pedir todos Ios equipos asociados con un nuevo centro de datos. Ademas, tambien se pueden generar dibujos CAD y archivos electronicos que capturan la disposicion disenada. En otra realizacion, esta
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configuracion de centro de datos se transmite a la interfaz 302 del sistema 300 para almacenamiento en la base de datos 304 en forma de una CMDB para el centro de datos instalado.
En la etapa 316, Ios equipos se instalan en la instalacion segun la disposicion generada en las etapas 306 a 314. En una realizacion, Ios equipos de medicion para medir las caractensticas de enfriamiento y las caractensticas de potencia, se pueden instalar con Ios equipos. Los equipos de medicion se describen aun mas a continuacion y pueden incluir, por ejemplo, dispositivos para medir potencia, flujo de aire, humedad y temperatura en diversas ubicaciones en la instalacion y dentro de Ios bastidores de equipos situados en la instalacion.
En la etapa 318 del proceso 300, se miden Ios parametros de potencia y enfriamiento usando el equipo de medicion. Mediciones de temperatura adicionales tambien se pueden proporcionar por dispositivos, tales como servidores, que tienen la capacidad de detectar temperaturas internas. Los parametros medidos se pueden usar continuamente por el modulo de gestion del sistema 200 para detectar condiciones de error y para monitorizar tendencias que pueden conducir a una situacion de error. Ademas, en el proceso 300, Ios parametros medidos se pueden comparar con parametros predichos calculados durante el proceso de diseno en las etapas 306 y 308. Por ejemplo, en una realizacion, el flujo de aire a traves de una baldosa de suelo perforada de un suelo elevado se usa para determinar el aire de enfriamiento disponible de un bastidor situado adyacente a la baldosa de suelo. El flujo de aire a traves de la baldosa perforada se puede determinar en la etapa 308 usando uno de una serie de metodos de calculo que se describen aun mas a continuacion o el flujo de aire se puede determinar usando datos a partir de mediciones ffsicas o simulaciones relacionadas. Una vez que se instalan Ios equipos en la instalacion, la baldosa de suelo perforada se puede instrumentar para medir el flujo de aire real a traves de la baldosa. El valor medido real entonces se puede comparar con el valor calculado en la etapa 320. Si Ios dos difieren en mas de un umbral predeterminado, entonces se puede proporcionar una indicacion o advertencia y Ios calculos llevados a cabo en la etapa 308 se pueden llevar a cabo una vez mas en la etapa 322 usando Ios valores medidos en lugar de Ios valores calculados segun sea adecuado para obtener parametros actualizados. En otra realizacion, Ios parametros medidos se transmiten a la interfaz 302 del sistema 300 para almacenamiento en la base de datos 304. Como se trato anteriormente, el almacenamiento de estos parametros de medida por la interfaz 302 puede desencadenar un analisis adicional y un resumen de Ios parametros de medida en puntos de referenda de consumo y produccion de equipos de centro de datos.
Despues de la etapa 322, el modelo de la instalacion descrito anteriormente con referenda la etapa 310 se puede visualizar con valores de disponibilidad y consumo de potencia y enfriamiento actualizados para reflejar cualquier diferencia entre Ios parametros medidos y Ios parametros calculados. Cualquiera condicion fuera de tolerancia (o bien para enfriamiento o bien para potencia) se puede indicar en el visualizador usando, por ejemplo, un esquema de codigo de colores como se describio anteriormente. En una realizacion, se puede dotar a un usuario con una serie de opciones disponibles para corregir una condicion fuera de tolerancia. Las opciones pueden incluir actualizar o anadir equipos de la instalacion (es decir, una unidad de acondicionamiento de aire o una fuente de alimentacion ininterrumpida) o pueden incluir equipos y/o bastidores en movimiento. Las etapas 318 a 322 del proceso se pueden realizar continuamente como parte de un sistema de gestion de la instalacion de datos.
En una realizacion, las etapas 302 a 314 del proceso 300 se implementan usando un sistema de construccion accesible por un usuario sobre Internet. En esta realizacion, el usuario proporciona la informacion solicitada y el sistema de construccion proporciona el procesamiento descrito anteriormente, proporciona salidas al usuario sobre Internet y almacena Ios resultados localmente. Despues de que Ios equipos se han instalado en la instalacion, el sistema de gestion 500 (descrito a continuacion) puede acceder al sistema de construccion para descargar informacion relacionada con Ios equipos. Ademas, cuando va a ocurrir un reacondicionamiento de la instalacion, el sistema de gestion puede contactar con el sistema de construccion para coordinar el diseno del reacondicionamiento. En al menos una realizacion, Ios archivos electronicos se pueden importar/exportar entre Ios sistemas para proporcionar una transferencia completa de toda la informacion relacionada con el diseno del centro de datos.
La FIG. 5 muestra un ejemplo de un visualizador de un modelo de sala que se puede generar usando el sistema 200 y el proceso 300 y mostrado en un visualizador de ordenador. Se debena apreciar que este visualizador de ordenador puede ser cualquiera que se acople a o incluya en, cualquier tipo de dispositivo informatico incluyendo un dispositivo informatico remoto o movil. El modelo de sala mostrado en la FIG. 5 es esencialmente el centro de datos 100 tratado previamente anteriormente con referenda a las FIGS. 1 y 2. No obstante, en la FIG. 5, datos adicionales relacionados con el consumo y capacidad de potencia y enfriamiento de cada bastidor, posiciones de espacio en U y/o elementos de equipos de centro de datos alojados dentro de cada bastidor se pueden incluir en un bloque de informacion, tal como Ios bloques de informacion 120A y 120B mostrados en dos de Ios bastidores 108A y 108B en la FIG. 5. Los bloques de informacion se pueden incluir en equipos de centro de datos, cada bastidor o en menos de todos Ios bastidores, por ejemplo, por fila, zona o agrupacion.
Las FIG. 5A y 5B muestran vistas agrandadas de Ios bastidores 108A y 108B respectivamente que tambien se pueden mostrar en un visualizador de ordenador de Ios sistemas de las realizaciones. En las vistas de las FIG. 5A y 5B, informacion espedfica con respecto a Ios bastidores y posiciones de espacio en U se incluye en el bloque de informacion. En la realizacion mostrada, la informacion en el bloque incluye un identificador de bastidor 122, un tipo de bastidor 124, capacidad de potencia 126, uso de potencia 128, capacidad de enfriamiento 130, uso de
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enfriamiento 132, contenidos del bastidor 134, redundancia de potencia 136, redundancia de enfriamiento 138 y tiempo ejecucion de UPS 140. En otras realizaciones, tales como la realizacion representada en la FIG. 20 tratada a continuacion, informacion para cada bastidor se puede incluir en forma tabular o en forma de barras de columna, en un visualizador grafico que muestra la disposicion de sala. La informacion de centro de datos que se puede visualizar incluye mediciones de tiempo ejecucion, mediciones de redundancia de recursos de centro de datos, incluyendo relaciones entre equipos de centro de datos que trabajan en combinacion para proporcionar redundancia y mediciones de capacidad, tales como capacidad disponible, capacidad utilizada y capacidad inmovilizada.
El identificador de bastidor 122 incluye un numero de fila y un numero de bastidor, no obstante, en otras realizaciones, el identificador de bastidor tambien puede incluir un indicador del tipo de bastidor, pertenencia del bastidor a una fila, zona, grupo o agrupacion particular, fabricante del bastidor, asf como otra informacion. El tipo de bastidor 124 identifica el tipo de bastidor particular, es decir, bastidor de servidor, bastidor de encaminador o bastidor de telecomunicaciones. La capacidad de potencia 126 indica la capacidad de potencia maxima del bastidor y el indicador de uso de potencia 128 indica el porcentaje de capacidad maxima al que se espera que opere el bastidor. En diferentes realizaciones, el indicador de uso de potencia se puede calcular en base a los datos suministrados por el fabricante para los equipos contenidos en el bastidor y/o en base a las mediciones de potencia reales de los equipos. La capacidad de potencia para un bastidor, en al menos una realizacion, se determina en base a las limitaciones de los dispositivos y/o cables de alimentacion que suministran potencia al bastidor, tales como disyuntores, UPS o cualquier otro dispositivo. Los contenidos del bastidor 134 incluyen una lista de los equipos contenidos en el bastidor y pueden incluir una indicacion del espacio restante en el bastidor visualizado, por ejemplo, en terminos de unidades de bastidor, que se conocen tipicamente como “U” con 1U igual a 1,75 pulgadas (4,445 centimetres). Tambien se pueden incluir detalles con respecto a los equipos en el bastidor, incluyendo el estado operacional y las direcciones de red, tales como una direccion IP para un dispositivo.
El indicador de capacidad de enfriamiento 130 y el indicador de uso de enfriamiento 132 identifican respectivamente la cantidad de aire de enfriamiento disponible para el bastidor y el porcentaje de ese aire de enfriamiento que esta siendo usado por los equipos en el bastidor. En otras realizaciones el uso de potencia y enfriamiento se pueden indicar usando diversos tipos de indicadores graficos, tales como un grafico de barras, que indica el uso y la capacidad de potencia y enfriamiento. En la realizacion mostrada en las FIGS. 5A y 5B, la capacidad de enfriamiento se muestra en terminos de kilovatios (kW). Como es conocido por los expertos en la tecnica, para aplicaciones de centro de datos tipicas, muchos bastidores de equipos requieren tipicamente aproximadamente 160 cfm (pies cubicos por minuto (4,54 metros cubicos por minuto)) de aire de enfriamiento por kilovatio de potencia usado por el bastidor. Toda la potencia consumida por los dispositivos de tipo informatico se convierte tipicamente en calor, de manera que el enfriamiento requerido (en terminos de kW) para un bastidor se puede suponer que es igual al consumo de potencia del bastidor. Por consiguiente, en una realizacion, el indicador de uso de enfriamiento es igual a la potencia consumida por el bastidor. En otras realizaciones, dependiendo del tipo de equipos que se instalan en los bastidores, el enfriamiento requerido por un bastidor puede no ser igual al consumido por el bastidor y se puede calcular en base a los datos del fabricante para los equipos, en base a los resultados de prueba o de cualquier otra manera.
La capacidad de enfriamiento de un bastidor de equipos se determina en base a una serie de factores diferentes. Por ejemplo, para un entorno de suelo elevado, estos factores pueden incluir: ubicacion del bastidor en la instalacion, proximidad al bastidor de baldosas perforadas, la cantidad y temperatura de aire de enfriamiento proporcionadas a traves de tal baldosa perforada, la disposicion tisica o geometrica de los bastidores y del edificio y los requisites de enfriamiento de otros equipos en la instalacion situados cerca del bastidor. La capacidad de enfriamiento de un bastidor en una instalacion se puede ver afectada por el uso de enfriamiento de bastidores cercanos y, por consiguiente, en una realizacion, la capacidad de enfriamiento de un bastidor se ajusta cuando se cambia el uso de enfriamiento de un bastidor cercano. En al menos una realizacion, los calculos para determinar la capacidad de enfriamiento de un bastidor se basan en parte en la capacidad de un bastidor de tomar prestado aire de enfriamiento disponible en bastidores adyacentes. Los metodos particulares para determinar la capacidad de enfriamiento para bastidores en las realizaciones se describen aun mas a continuacion. En una realizacion, cuando se cambia el uso de enfriamiento de un bastidor, se recalcula la capacidad de enfriamiento de ese bastidor y todos los bastidores situados cerca del bastidor cambiado.
En realizaciones de la presente invencion, durante el diseno asf como durante la gestion de un centro de datos, la capacidad disponible verdadera de un centro de datos se puede determinar a nivel de posicion de espacio en U, a nivel de bastidor, a nivel de la fila y a nivel de la sala. En la determinacion de la capacidad disponible (incluyendo capacidad no usada), se usan recursos de centro de datos incluyendo tanto capacidad de enfriamiento como de potencia y se puede determinar la capacidad disponible verdadera usando la capacidad de recursos de centro de datos mas baja. En situaciones donde las capacidades de recursos de centro de datos no son iguales, la capacidad en exceso se puede considerar capacidad gastada o inmovilizada que no se puede usar en el presente diseno. En otras palabras, mientras que la capacidad inmovilizada esta disponible nominalmente, es inutilizable debido a la capacidad asociada insuficiente. En las realizaciones de la presente invencion, la capacidad inmovilizada se puede determinar a nivel de la posicion de espacio en U o a nivel de bastidor y se puede totalizar para determinar la capacidad inmovilizada a nivel de la fila y a nivel de la sala.
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En una realizacion, como se representa la FIG. 21, esta informacion de recursos de datos se puede visualizar por el usuarlo en forma de graficos. Por ejemplo, la FIG. 21 representa la capacidad total 2102, la capacidad de espacio 2104, la capacidad de enfriamiento 2106 y la capacidad de potencia 2108, cada una como una funcion del tiempo. Cada una de estas representaciones puede incluir la capacidad de centro de datos total espedfica para el recurso de centro de datos mostrado. Ademas, las representaciones pueden incluir capacidad de centro de datos espedfica a una ubicacion espedfica en el centro de datos, por ejemplo, bastidores de alta densidad o media densidad. Aun mas, estas capacidades se pueden proyectar en el futuro para permitir a un usuario, tal como un gestor de centro de datos, predecir cuando la capacidad puede necesitar expansion.
La FIG. 23 ilustra una realizacion a la que un usuario, tal como un gestor de centro de datos, puede hacer referenda para valorar la capacidad de centro de datos inmovilizada y averiguar la causa rafz de la capacidad inmovilizada. Mas espedficamente, la FIG. 23 representa un informe 2302 que incluye filas y columnas bajo diversas cabeceras de recursos de centro de datos. La interseccion de estas filas y columnas puede indicar cuanta capacidad en exceso de los recursos de datos enumerados en la columna 2304 es inutilizable debido a capacidad insuficiente de los recursos de datos enumerados en la fila 2306. Por ejemplo, la interseccion 2308 puede indicar que un 20% de la capacidad de soportar peso del centro de datos es inutilizable debido a capacidad de potencia insuficiente. En otra realizacion, la cantidad real de capacidad inmovilizada se puede usar para articular estas relaciones y el significado atribuido a las filas y columnas se puede trasponer. Como sera evidente para un experto en la tecnica, son posibles otras realizaciones que ilustran esta relacion sin apartarse de la presente invencion.
Se proporcionan recomendaciones para reducir la capacidad inmovilizada durante la fase de diseno as^ como durante la fase de gestion. Las recomendaciones pueden incluir reducir la capacidad de los recursos de centro de datos, tales como recursos de potencia y enfriamiento, (reduciendo por ello los costes operacionales) o anadiendo capacidad de recursos de centro de datos, tales como capacidad de enfriamiento o capacidad de potencia, adecuadamente para reducir la capacidad inmovilizada. Se pueden generar advertencias cuando la capacidad inmovilizada es mayor que los umbrales prefijados y, ademas, tambien se pueden proporcionar recomendaciones para ubicaciones de equipos mas optimas, incluyendo equipos de potencia y enfriamiento, para minimizar la cantidad de capacidad inmovilizada. Ademas, se pueden calcular los costes de la capacidad inmovilizada.
En los sistemas y metodos de gestion descritos anteriormente, la capacidad y disponibilidad de recursos de centro de datos, tales como capacidad y disponibilidad de potencia y enfriamiento, se pueden monitorizar en tiempo real. En una version, se monitorizan cambios de la tasa de disponibilidad (o la tasa de utilizacion) y en base a estos cambios, se puede determinar la tasa de crecimiento de un centro de datos y se pueden proporcionar predicciones de fechas cuando se requerira capacidad adicional. En una el metodo de pronostico usado para hacer estas determinaciones es de regresion lineal. Son posibles otros metodos de pronostico. La capacidad de monitorizar capacidad y las necesidades de capacidad futuras de prediccion permiten a los operadores de centro de datos controlar los costes y planificar los proximos gastos. Ademas, se pueden hacer determinaciones en cuanto a los gastos adicionales en los que se incurrira si se anaden nuevos equipos. El coste total (por ejemplo por kilovatio) tambien se puede determinar durante la fase de diseno o durante la operacion.
Las disposiciones de centro de datos se pueden disenar para proporcionar niveles de redundancia espedficos (es decir, n, n+1 o 2n) para el diseno de recursos de centro de datos, tal como tanto el diseno de la potencia como el diseno del enfriamiento. En los centros de datos en el pasado, las unidades de enfriamiento de sala adicionales se proporcionan tfpicamente para incluir alguna redundancia en un centro de datos, de manera que se puede mantener una capacidad de enfriamiento total del centro de datos, incluso cuando una o mas de las unidades de enfriamiento de sala fallan o se deben apagar para llevar a cabo un mantenimiento. Un problema con estas soluciones del pasado es que la redundancia de enfriamiento se disena a nivel de la sala y no a nivel del bastidor y mientras que la capacidad de enfriamiento total puede cumplir los requisitos de redundancia, el enfriamiento a nivel del bastidor no puede cumplir los requisitos de redundancia deseados. La capacidad de proporcionar datos de flujo de aire precisos a nivel del bastidor y a nivel de la posicion de espacio en U permite que una redundancia de enfriamiento verdadera sea disenada en una solucion.
Como se trato anteriormente, se pueden usar interfaces graficas de usuario para ayudar en el diseno y gestion de centros de datos. En una realizacion, estas interfaces graficas de usuario se pueden usar para presentar una representacion interactiva de una disposicion de unos espacios diversos en el centro de datos. En otra realizacion, se pueden adaptar representaciones interactivas a espacios particulares dentro del centro de datos, tales como el centro de datos entero, los suelos, las salas, los bastidores y los espacios en U del centro de datos. Ademas estas interfaces se pueden visualizar en un dispositivo informatico local o remoto. Los dispositivos informaticos remotos pueden incluir sistemas de ordenadores generales, dispositivos informaticos moviles y dispositivos informaticos que se incluyen con, incorporan en o fijan a, otra estructura o dispositivo ffsico, tal como una pared, techo, otro sistema informatico o una envolvente, por ejemplo una envolvente de bastidor, etc.
Por ejemplo, se describiran ahora ademas con referenda las FIGS. 5C y 5D pantallas de interfaz de usuario particulares en una realizacion para disenar una disposicion en un centro de datos. La FIG. 5C muestra una interfaz de editor de suelo 402 usada en una realizacion para la disposicion de equipos en un centro de datos, mientras que la FIGS. 5D muestra una interfaz de editor de bastidor 404 usada en una realizacion para proporcionar detalles adicionales de los contenidos de equipos en el centro de datos. En una realizacion de un sistema de diseno de
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centro de datos, se proporcionan a un usuario tutoriales para ayudar al usuario proporcionando directrices de diseno sobre las mejores practicas. Se puede acceder a los tutoriales por un usuario como se desee o se pueden configurar para ser visualizados a medida que un usuario esta tomando una accion particular.
La interfaz de editor de suelo incluye un menu principal 403, una barra de herramientas 406, una casilla de configuracion 408, una casilla de componentes genericos 410, una casilla de disposicion de suelo 412, una casilla de estado 414, una casilla de visualizacion de imagen completa 416 y una casilla de equipos no colocados 418. El menu principal 403 proporciona un menu desplegable en un formato conocido por los expertos en la tecnica y permite a un usuario realizar diversas funciones, incluyendo la capacidad de “deshacer” y/o “rehacer” cambios que se hacen a la disposicion. La barra de herramientas 406 proporciona un acceso abreviado a funciones del sistema de diseno y en una realizacion incluye un boton de editor de suelo 406A y un boton de editor de bastidor 406b. La activacion del boton de editor de suelo provoca la visualizacion de la pantalla mostrada en la FIG. 5C, mientras que la activacion del boton de editor de bastidor provoca la visualizacion de la pantalla mostrada en la FIG. 5D.
La casilla de editor de suelo 412 muestra la disposicion de equipos en un centro de datos que se disena y proporciona texto que identifica los equipos contenidos en la disposicion. Un penmetro de sala 412A muestra las paredes exteriores de la sala junto con las dimensiones de la sala que se pueden fijar por un usuario. En una realizacion, cuando se inicia un nuevo diseno, se presenta al usuario una pantalla que muestra una serie de configuraciones basicas de sala que se pueden seleccionar. Ademas, las paredes de la sala se pueden mover por un usuario seleccionando uno de los botones 412B y se pueden anadir botones adicionales donde se necesite para expandir o contraer un area de la sala. En una realizacion, el tamano de la sala se puede cambiar a medida que se anaden equipos a la disposicion. Las tres filas 412c, 412D y 412E se esbozan en la sala mostrada en la FIG. 5C. En otras realizaciones, se puede incluir mas o menos filas. Como se muestra la FIG. 5C, las filas se configuran de una manera que proporcionan pasillos calientes y fnos alternos. La fila 412D incluye tres bastidores de equipos (identificados por “R”), dos unidades de enfriamiento de medio bastidor (identificadas por “C”) un UPS (“U”) y una unidad de distribucion de potencia (“P”). La fila 412E incluye un bastidor y la fila 412C como se configura ahora no incluye ningun equipo. Durante la fase de diseno se pueden anadir equipos adicionales a cada una de las filas. La sala tambien incluye un conmutador de transferencia automatico (ATS) 412G y una unidad de distribucion de enfriamiento (CDU) 412F. Las areas sombreadas se muestran en el visualizador alrededor del ATS y la CDU para indicar que estas areas se debenan mantener libres de equipos. Cada pieza de equipos en la sala puede incluir identificadores que indican el tipo de bastidor asf como la ubicacion del bastidor en la sala y la fuente de alimentacion para el bastidor. Ademas, como se trato anteriormente, cada bastidor puede incluir informacion con respecto al uso y disponibilidad de recursos de centro de datos, tales como el uso y disponibilidad de potencia y enfriamiento. Aun mas, se puede proporcionar texto en cada fila para indicar informacion de recursos de centro de datos total, tal como informacion de potencia y enfriamiento para cada fila.
La casilla de configuracion 408 incluye ocho opciones de configuracion para disenar un centro de datos. La opcion de configuracion de propiedades de sala, cuando se selecciona, permite a un usuario identificar valores de recursos de centro de datos, tales como valores ffsicos, de potencia y de enfriamiento, que afectan al diseno del centro de datos como un todo incluyendo las dimensiones de la sala, anchuras de pasillos y densidad de potencia anticipada total para el centro de datos. Tambien se pueden fijar requisitos de redundancia y/o tiempo de ejecucion de recursos de centro de datos, tales como requisitos de redundancia de potencia (es decir, N, N+1, 2N), requisitos de redundancia de enfriamiento y requisitos de tiempo de ejecucion para sistemas UPS. Tambien se puede configurar el numero de datos que se piensa que se usara y la ubicacion de distribucion de potencia y distribucion de lmea de enfriamiento (es decir, por encima o por debajo de un suelo elevado). En una realizacion, solamente se proporciona enfriamiento en fila, no obstante, en otras realizaciones se puede usar tambien otros tipos de soluciones de enfriamiento. En al menos una realizacion, se pueden rotar las filas individuales en diferentes angulos en el centro de datos. Ademas, mientras que solamente se muestra una sala en la FIG. 5C, al menos una realizacion permite a un centro de datos incluir multiples salas. Estas salas pueden ser salas activas, que mantienen equipos de centro de datos activos y salas inactivas para almacenamiento de repuestos o equipos decomisados.
Una opcion de anadir configuracion de bastidor en la casilla de configuraciones 408 se usa para anadir bastidores de equipos al diseno de centro de datos. Cuando se selecciona esta opcion, se presentan a un usuario opciones de diversos tipos de bastidores para anadir al centro de datos. Cuando se seleccionan los bastidores, se proporciona un indicador en la casilla de equipos no colocados 418, indicando que los bastidores aun necesitan ser colocados en la disposicion de la sala.
Una opcion de anadir enfriamiento en fila en la casilla de configuracion se usa para anadir unidades de enfriamiento en fila al diseno de centro de datos. Cuando se selecciona esta opcion, se presentan a un usuario diversos tipos de unidades de enfriamiento que se pueden anadir en las filas. Como con los bastidores de equipos, cuando se selecciona una unidad de enfriamiento, se proporciona un indicador en la casilla de equipos no colocados 418, indicando que la unidad de enfriamiento aun necesita ser colocada en la disposicion de sala.
Una opcion de zona de potencia en la casilla de configuracion se usa para identificar y seleccionar las PDU y los UPS y para indicar que equipos se alimentaran desde los UPS y las PDU. Tambien se pueden seleccionar caractensticas de las PdU y los UPS. Una vez seleccionadas, se proporciona un indicador en la casilla de equipos no colocados 418 para los Ups y las PDU. En la realizacion, se pueden incluir multiples bastidores en una seleccion
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en la disposicion para identificar Ios equipos que pertenecen a un grupo de potencia particular, tambien conocldo como zona de potencia. Aun en otra realizacion despues de la seccion de equipos y Ios UPS y las PDU, se puede implementar una opcion de zona de potencia automatica en la cual el sistema hace coincidir Ios requisitos de potencia de equipos (es decir, niveles de redundancia, duraciones de tiempo de ejecucion, voltajes, ajuste de fase) con Ios de Ios uPs y las PDU y asigna zonas de potencia automaticamente y determina longitudes de Ios cables de alimentacion que se necesitan para alimentar equipos desde la PDU asignada. En la determinacion automatica de zonas de potencia, el sistema tambien puede identificar la necesidad de UPS y PDU adicionales.
Una opcion de generacion de potencia en la casilla de configuracion 408 se usa para identificar y seleccionar un conmutador de transferencia automatico (ATS) y un generador. De nuevo, una vez que se seleccionan estos, se proporciona un indicador en la casilla de equipos no colocados 418.
Una opcion de apagado de emergencia en la casilla de configuracion se usa para seleccionar una solucion de apagado de emergencia (EPO) para el diseno de centro de datos y, una vez seleccionado, se anadira un indicador para la solucion EPO en la casilla de equipos no colocados.
Una opcion de gestion en la casilla de configuracion 408 permite que un gestor de centro de datos, tal como el InfrastruXure® Manager y/o InfrastruXure® Central tratados anteriormente, sea anadido. En una realizacion, cuando se selecciona el gestor, tambien se selecciona una ubicacion de bastidor para el gestor.
Una opcion de servicio en la casilla de configuracion 408 permite a un usuario seleccionar que un nivel de servicio sea proporcionado al centro de datos por una organizacion de servicios de centro de datos.
Otras opciones de configuracion pueden incluir un configurador de planificacion de filas que permite a un usuario planificar cuantos bastidores puede soportar una fila definiendo Ios ajustes de potencia y enfriamiento para la fila, anterior a colocar equipos en una fila. En una realizacion, el configurador de planificacion de fila puede proporcionar una estimacion sobre el numero de bastidores que se pueden soportar en base a Ios componentes de potencia y las unidades de enfriamiento en fila contenidas en la fila. En una realizacion, el configurador de planificacion de fila puede proporcionar una disposicion completa en base a las mejores practicas de diseno.
La casilla de componentes genericos 410 incluye una serie de iconos para designar equipos preexistentes en un centro de datos. Los componentes se pueden seleccionar y “arrastrar” a una posicion en la disposicion. En una realizacion, Ios componentes genericos incluyen bloques y huecos. Los huecos se pueden usar para identificar areas sobre las cuales se pueden encaminar cables y conductos (es decir, una pasarela), mientras que Ios bloques se usan para identificar areas sobre las cuales no se pueden encaminar cables y conductos (es decir, una columna). Una vez arrastrados sobre la disposicion, Ios bloques y Ios huecos se pueden dimensionar adecuadamente.
Como se trato anteriormente, cuando se seleccionan equipos para su uso en el centro de datos, aparece un icono en la casilla de equipos no colocados 418. Para colocar Ios equipos en la disposicion, se selecciona el icono y se arrastra a la ubicacion adecuada en la disposicion. Los equipos existentes se pueden volver a colocar usando este mismo metodo. Por ejemplo, Ios equipos existentes se pueden arrastrar desde una sala activa y deja caer en una sala de almacenamiento inactiva, permitiendo de esta manera al sistema hacer el seguimiento de equipos inutilizados disponibles para provisionar en cualquier otra parte. En una realizacion, cuando se anade una unidad de enfriamiento en fila, el icono para la unidad de enfriamiento se puede colocar entre dos bastidores adyacentes y liberar y Ios bastidores entonces se moveran en la fila para permitir que la unidad de enfriamiento sea insertada entre Ios bastidores. Ademas, en una realizacion, se emplea un rasgo de presionar a para alinear equipos adecuadamente en filas y a Io largo de paredes y, ademas, se pueden alinear filas y equipos a Io largo y “presionar a” baldosas del suelo cuando, por ejemplo, esta en uso un suelo elevado. Usando este rasgo, un usuario no necesita alinear con precision objetos.
La casilla de visualizacion de imagen completa 416 proporciona una vista de “ojo de pajaro” de la disposicion contenida en la casilla de disposicion de suelo 412. En una realizacion, el boton de zum en la barra de herramientas se puede usar para agrandar la vista de la disposicion de centro de datos en la casilla de disposicion de suelo 412. Cuando se agranda la vista, la disposicion entera puede no aparecer en la casilla de disposicion de suelo. La casilla de imagen completa 416 aun muestra la imagen completa de la disposicion al usuario. En una realizacion, cuando la disposicion completa no aparece en la casilla de disposicion de suelo, se usa una superposicion en la casilla de imagen completa para indicar sobre la imagen completa, la parte de la disposicion que se visualiza en la casilla de disposicion de suelo. En una realizacion, cuando la imagen completa no se visualiza en la casilla de disposicion de suelo 412, se puede seleccionar la superposicion y arrastrar dentro de la casilla de visualizacion de imagen completa para seleccionar que parte de la disposicion se visualiza en la casilla de disposicion de suelo.
La casilla de estado 414 se usa para mostrar advertencias, errores y otras situaciones al usuario. Las advertencias pueden variar en severidad y pueden incluir indicaciones de que las directrices de diseno estan siendo violadas y tambien pueden incluir advertencias mas severas que indican que las capacidades de recursos de centro de datos, tales como capacidades de potencia y enfriamiento, se han excedido o que Ios requisitos de redundancia y/o tiempo ejecucion ya no se cumplen mas. En una realizacion, cuando la casilla de estado indica que hay un error o advertencia asociado con una pieza particular de equipos en la disposicion, la pieza de equipos se puede destacar
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con un color tal como rojo o amarillo. En al menos una realizacion, cuando ocurre un error o advertencia, las directrices para corregir el error o advertencia se proporcionan seleccionando o bien una pieza de equipos destacada o bien el mensaje de error o advertencia directamente.
La interfaz de editor de bastidor 404 se describira ahora aun mas con referenda la FIG. 5D. La interfaz de editor de bastidor incluye la barra de herramientas 406, la casilla de estado 414 y la casilla de visualizacion de imagen completa 416 tratadas anteriormente. Ademas, la interfaz de editor de bastidor 404 tambien incluye una casilla de editor de bastidor, una casilla de catalogo de producto 422 y una seccion de contenido de bastidor 424.
La casilla de editor de bastidor 420 muestra la cara frontal de cada uno de los bastidores de equipos en la disposicion de centro de datos con los bastidores que se disponen por fila. En la FIG. 5, se muestran dos filas de bastidores 420A y 420b. Como se muestra la FIG. 5, en una realizacion, solamente los bastidores de equipos se muestran en la casilla de editor de bastidor. Cuando se selecciona un bastidor particular en la casilla de editor de bastidor, entonces los contenidos del bastidor aparecen en la casilla de contenido de bastidor 424 y los componentes se pueden anadir al bastidor seleccionado. Los bastidores se pueden seleccionar en la casilla de editor de bastidor o tambien se puede seleccionar en la casilla de vista de imagen completa 416. Cuando se selecciona un bastidor en la casilla de vista de imagen completa, entonces la imagen en la casilla de editor de bastidor se desplazara, si es necesario, para proporcionar una vista que incluya el bastidor seleccionado.
La casilla de catalogo de producto 422 proporciona un listado exhaustivo de componentes que se pueden usar en bastidores de equipos en centros de datos. El usuario puede seleccionar equipos a ser incluidos en cada bastidor y a medida que se seleccionan equipos, se incluyen en la casilla de contenido de bastidor 424. La lista puede incluir solamente equipos de un fabricante particular o puede incluir equipos de varios fabricantes. En una realizacion, todo el hardware y cableado necesario asociado con equipos de bastidor se puede seleccionar a partir de la casilla de catalogo de producto.
En una realizacion representada en la FIG. 20, un usuario puede revisar y gestionar la capacidad y disponibilidad de recursos de centro de datos suministrados a los equipos de centro de datos. Muchos de los rasgos de esta realizacion son similares a los descritos en referenda a la FIG. 5C anterior. Ademas, la FIG. 20 incluye un explorador de grupo de capacidad 2002, que presenta una agrupacion logica de equipos de centro de datos, tal como bastidores, en base a requisitos de capacidad comun. Esta agrupacion permite a un usuario, tal como un disenador de centro de datos, gestionar conjuntos de equipos de centro de datos como una entidad colectiva para propositos de planificacion de capacidad. Representaciones de elementos individuales de equipos de centro de datos, tales como el UPS 2004, el Bastidor 2006 y la PDU 2008 pueden presentarse al usuario con barras de columnas que representan diversas mediciones de redundancia y/o tiempo de ejecucion de recursos de centro de datos y mediciones de capacidad, tales como capacidad disponible, capacidad utilizada, capacidad inmovilizada. Por ejemplo, el Bastidor 2006 tiene una demanda de potencia y enfriamiento potencial como esta configurada de 28,8 kW y una demanda de potencia y enfriamiento real actual de 7,92 kW. En otras realizaciones, estas mediciones de demanda o consumo se pueden hacer coincidir con una capacidad de suministro de potencia y enfriamiento potencial como esta configurada y una capacidad de potencia y enfriamiento real para asegurar que se cumplen todos los requisitos de capacidad, consumo, redundancia y tiempo de ejecucion.
En otra realizacion representada en la FIG. 22, la interfaz de editor de bastidor 404 se puede visualizar en un dispositivo informatico remoto o movil. La interfaz de editor de bastidor 404 incluye elementos de interfaz de usuario que permiten anadir equipos 2202, borrar equipos 2204, editar equipos 2206 y mover equipos 2208. Esta realizacion ademas incluye un explorador de centro de datos 2210 y una casilla de editor de bastidor 2212. Debido a que la interfaz de editor de bastidor 404 se puede proporcionar en un dispositivo informatico remoto o movil, los usuarios, tales como tecnicos, pueden documentar condiciones como estan construidas, verificar instalaciones de bastidores, resolver problemas de instalacion de una manera mas eficiente y realizar otras actividades orientadas al bastidor.
En la realizacion representada, los bastidores de equipos se muestran en el explorador de centro de datos 2210. La casilla de editor de bastidor 2212 muestra la cara frontal del bastidor de equipos seleccionado actualmente en el explorador de centro de datos 2210. En otra realizacion, la casilla de editor de bastidor 2212 puede visualizar la cara trasera del bastidor y/o la cara delantera del bastidor. En la FIG. 22, se selecciona la parte delantera del bastidor en el explorador de centro de datos 2210 y aloja los equipos de centro de datos sss, PowerEdge 2650, PowerEdge 6650, etc. Cuando se selecciona un bastidor particular en el explorador de centro de datos 2210, Ios equipos que aloja se pueden modificar usando Ios elementos de interfaz de usuario 2202 hasta 2208.
El usuario puede anadir equipos de centro de datos al bastidor seleccionado actualmente accionando el elemento de usuario 2202 y seleccionando Ios equipos deseados y la posicion con el bastidor. El usuario puede borrar o editar equipos de centro de datos asociados con el bastidor seleccionado actualmente seleccionando Ios equipos deseados desde el explorador de centro de datos 2210 y accionando el elemento de usuario 2204 o 2206, respectivamente. El usuario puede mover Ios equipos de centro de datos asociados con el bastidor seleccionado actualmente seleccionando Ios equipos deseados a partir del explorador de centro de datos 2210, accionando el elemento de usuario 2208 y seleccionando la posicion deseada dentro del bastidor. En otra realizacion, el sistema puede recomendar una posicion satisfactoria u optima. Se debena apreciar que el usuario puede seleccionar equipos de centro de datos particulares profundizando en el explorador de centro de datos 2210 o buscando el
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centro de datos usando un identificador unico, tal como un codigo de barras escaneado por el dispositivo informatico remoto o movil. Estos metodos de busqueda pueden permitir a un usuario, tal como un tecnico, obtener rapidamente informacion que concierne a equipos de centro de datos espedficos o modificar la CMDB mientras que se situa ffsicamente cerca de los equipos.
Segun otras realizaciones, una representacion interactiva de un espacio identificado dentro de un centro de datos se puede implementar usando otra tecnolog^a de interfaz. Por ejemplo, en otra realizacion, ademas de las pantallas de interfaz grafica de usuario mostradas anteriormente, esta disponible una opcion tridimensional que permite a un usuario ver el diseno de un centro de datos en 3D. En una realizacion, el sistema de diseno incluye un codigo software programado en Java que se usa para generar modelos 3D que se presentan a traves de OpenGL para permitir aceleracion hardware. Ademas, los modelos 3D se pueden exportar desde el sistema diseno a herramientas CAD tales como AutoCAD, disponible en AutoDesk de San Rafael, CA. Como se describio anteriormente, se pueden implementar camaras de seguridad en centros de datos disenados usando las realizaciones. En una version que tiene capacidades de visualizacion 3D, se pueden incluir en el diseno camaras de seguridad y la vista 3D se puede usar para ver una simulacion de una vista de camara despues de la instalacion. En una realizacion, se pueden usar camaras en red y otros dispositivos de monitorizacion de seguridad disponibles en Netbotz Corporation de Austin, Texas.
Como se trato anteriormente, con referenda al proceso mostrado en la FIG. 4, el sistema 200 y otros sistemas, se pueden usar como parte de un sistema de gestion de centro de datos. El sistema de gestion puede incluir el sistema 200 descrito anteriormente con el modulo de gestion que contiene rutinas para realizar funciones de gestion o, en otras realizaciones, las funciones de gestion se pueden realizar por un controlador de gestor designado contenido en el centro de datos e implementado, por ejemplo, en un servidor informatico situado en uno de los bastidores de equipos y accesible por un usuario usando una consola de gestion.
La FIG. 6 muestra un diagrama de bloques de un sistema de gestion 500 que se puede usar en las realizaciones de la presente invencion. El sistema de gestion incluye el controlador de gestor 502, la consola de gestor 504, Ios dispositivos de medicion de potencia 506 y Ios dispositivos de medicion de flujo de aire, humedad y temperatura 508. Se debena apreciar que la consola de gestor 504 se puede implementar como cualquier dispositivo informatico, incluyendo un dispositivo informatico remoto o movil. Implementar la consola de gestor 504 en un dispositivo informatico remoto o movil puede permitir a un usuario, tal como un gestor de centro de datos, por ejemplo, despachar ordenes de trabajo a tecnicos mientras que inspecciona, instala, mueve y/o cambia ffsicamente equipos de centro de datos. Ademas, en una realizacion, el sistema de gestion puede incluir dispositivos de control de potencia 520 para controlar la aplicacion de potencia a uno o mas dispositivos o bastidores individuales contenidos dentro del centro de datos y el sistema puede incluir controladores de flujo de aire 521 para controlar el flujo de aire o suministrar temperatura de una unidad de acondicionamiento de aire o para controlar, por ejemplo, registros de baldosas perforadas. Como se trato anteriormente, el sistema de gestion tambien puede incluir uno o mas dispositivos de seguridad 523, incluyendo camaras de seguridad. Los dispositivos del sistema de gestion 500 se pueden acoplar directamente al controlador de gestor o se pueden acoplar al controlador de gestor usando una red 522 que puede ser una red dedicada, puede incluir Internet o puede incluir una LAN o WAN contenida en el centro de datos. El controlador de gestor puede comunicar con uno o mas servidores 524 para obtener informacion desde y controlar la operacion de Ios servidores.
En una realizacion, el controlador de gestion 502 se puede implementar al menos en parte usando un InfrastruXure® Manager y/o InfrastruXure® Central disponibles en American Power Conversion Corporation (APC) de West Kingston, Rl y se pueden acoplar dispositivos al gestor usando, por ejemplo, un bus de red de area de controlador (CAN) o una red Ethernet. Los controladores de potencia y Ios controladores de flujo de aire se pueden implementar usando dispositivos conocidos disponibles que monitorizan y/o controlan la potencia y el flujo de aire en las instalaciones. Ademas, en al menos una realizacion, el sistema de gestion 500 puede incluir sistemas y metodos para monitorizar y controlar la potencia como se describe en la Patente de EE.UU. N0 6.721.672 de Spitaels et al. Ademas, en al menos una realizacion que usa dispositivos de enfriamiento en fila, el controlador de gestion puede comunicar con las unidades de enfriamiento para controlar las unidades para asegurar que esta siendo cumplido un enfriamiento adecuado a niveles de redundancia espedficos. Detalles adicionales con respecto al control de las unidades de enfriamiento en fila se tratan en la Solicitud de Patente de EE.UU. no de serie 11/335.901, tratada anteriormente y presentada el 19 de enero de 2006.
Un aspecto, que se describira ahora, se dirige a un sistema y metodo de reacondicionamiento que es particularmente util para anadir nuevos equipos a una instalacion. La adicion de nuevos equipos puede incluir anadir equipos a bastidores existentes o puede incluir anadir otros equipos de centro de datos, tales como bastidores u otros equipos montados en suelo, a una instalacion. El sistema de reacondicionamiento puede ser un sistema informatico autonomo configurado para realizar Ios procesos descritos en la presente memoria o, en una realizacion, el sistema de reacondicionamiento se implementa usando el sistema 200 descrito anteriormente. Espedficamente, el modulo constructor 206 del sistema 200 puede incluir rutinas para ayudar en el reacondicionamiento de un centro de datos. Un proceso 600 para usar el sistema 200 (o algun otro sistema) para reacondicionar o actualizar un centro de datos se describira ahora con referenda la FIG. 7, que muestra un diagrama de flujo del proceso 600.
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En la primera etapa 602 del proceso 600, se proporclonan al modulo constructor datos relaclonados con una configuracion presente de un centro de datos a ser reacondicionado. Los datos relacionados con la presente configuracion pueden incluir los datos visualizados en el modelo de sala de la FIG. 5 Junto con datos adicionales que se generaron durante el diseno del centro de datos. Ademas, en una realizacion, los datos relacionados con la presente configuracion pueden incluir datos generados durante un diseno inicial a medida que se actualizan mediante mediciones reales llevadas a cabo en una instalacion. Por ejemplo, la capacidad de enfriamiento de bastidores individuales se puede calcular en un diseno inicial y luego actualizar por el modulo de gestion una vez que el sistema se instala y esta operando. Los datos de capacidad de enfriamiento se pueden actualizar en base a mediciones reales del flujo de aire a partir de, por ejemplo, baldosas de suelo perforadas, mientras que los datos originales pueden haber sido calculados en base a flujos de aire predichos. En una realizacion, la interfaz 302 del sistema 300 proporciona esta configuracion de centro de datos e informacion de parametro medido desde la base de datos 304.
Informacion relacionada con el reacondicionamiento se proporciona entonces en la etapa 604. La informacion relacionada con el reacondicionamiento puede incluir informacion similar a la que se introduce en la etapa 304 del proceso 300 descrita anteriormente, tal como tipo de equipo, caractensticas de equipo, numero de bastidores, asf como otra informacion. Ademas, un usuario puede designar una o mas ubicaciones deseadas en el centro de datos para la instalacion de nuevos equipos. Por ejemplo, un usuario puede desear anadir cinco servidores adicionales al centro de datos, donde los servidores son similares a y tienen una funcion relacionada con los servidores existentes en el centro de datos. El usuario puede elegir una o mas ubicaciones preferidas en base a las especificaciones de potencia, especificaciones de enfriamiento y dimensiones ffsicas de los servidores y en base a la capacidad de potencia, tipo y/o numero de enchufes de alimentacion, capacidad de enfriamiento y contenidos de bastidores existentes visualizados en un modelo de suelo del centro de datos. Ademas, el usuario puede indicar si es aceptable mover equipos existentes para acomodar la instalacion de nuevos equipos. En otro ejemplo, un usuario puede desear susTituir tres servidores en el centro de datos. El usuario puede elegir los servidores de destino para sustitucion y puede hacer otras modificaciones del centro de datos con estos servidores de sustitucion en mente. Ademas, el usuario puede indicar si los equipos sustituidos se debenan retirar del centro de datos o mover a una sala de almacenamiento inactivo. El seguimiento de equipos inactivos puede permitir a un usuario, tal como un gestor de centro de datos, averiguar rapidamente los equipos disponibles para provisionar dentro del centro de datos.
En la etapa 606, se genera una disposicion actualizada para el centro de datos y se realizan calculos de enfriamiento y potencia en la etapa 608 en la disposicion actualizada de la manera tratada anteriormente en la etapa 308 del proceso 300. Si el usuario ha designado ubicaciones espedficas para los equipos en un centro de datos, la disposicion se puede determinar primero usando estas ubicaciones y si surgen problemas como resultado de la disposicion deseada (es decir, falta de enfriamiento para un bastidor en base a los requisitos de polftica de equipos o suministro), entonces el usuario sera capaz de senalar cualquier problema una vez que se visualiza la disposicion y entonces puede elegir cambiar la disposicion. En una realizacion, el sistema puede sugerir que uno o mas elementos de equipos de centro de datos sean colocados en una o mas ubicaciones. En este caso, el sistema puede asegurar que se cumplen las poltticas de suministro de recursos de centro de datos aplicables y los requisitos de recursos de centro de datos de los equipos sugeridos. En otra realizacion, el sistema puede dotar al usuario con una o una serie de ubicaciones satisfactorias para los equipos en base a los requisitos de recursos de centro de datos de los equipos y cualquier requisite de redundancia y/o tiempo de ejecucion de recursos de centro de datos aplicable. En otra realizacion, el sistema puede dotar al usuario con una ubicacion optima, seguida por otras ubicaciones satisfactorias en un orden decreciente de preferencia, para los nuevos equipos en base a los requisitos de recursos de centro de datos de los equipos y cualquier requisite de redundancia y/o tiempo de ejecucion de recursos de centro de datos aplicable. Si una disposicion particular no se designa por un usuario, entonces el sistema 200 determinara la disposicion de la manera tratada anteriormente con respecto a la etapa 306 del proceso 300.
En una etapa 610, se visualiza un modelo del suelo actualizado (por ejemplo, de la manera mostrada en las FIG. 5C y 5D) y en la etapa 612, un usuario puede revisar el modelo y o bien proporcionar realimentacion (etapa 614) o bien indicar que el diseno es satisfactorio. Una vez que el modelo de suelo se ha aprobado por un usuario, el proceso de diseno de reacondicionamiento se completa y los equipos se pueden instalar, reubicar o retirar y se pueden medir parametros del centro de datos y actualizar de la manera descrita anteriormente en las etapas 318 a 322 del proceso 300 usando por ejemplo un sistema de gestion de centro de datos.
En una realizacion, cambios a la configuracion del centro de datos tales como los disenados por el proceso de reacondicionamiento 600 se pueden implementar por el proceso de orden de trabajo 1900 como se ilustra por el diagrama de flujo en la FIG. 19. Inicialmente, en la Tapa i900, se puede hacer un cambio de configuracion de centro de datos usando una interfaz grafica de usuario tal como las tratadas con respecto a las FIGS. 5C y 5D anteriores. Se pueden usar detalles del cambio para construir un conjunto de tareas para llevar a cabo el cambio. Estas tareas se pueden agrupar juntas en ordenes de trabajo. Las ordenes de trabajo pueden ser legibles por humanos y pueden incluir instrucciones textuales asf como representaciones pictoricas. Se debena apreciar que un unico cambio de configuracion, iniciado usando un editor visual, se puede traducir en multiples ordenes de trabajo.
En la etapa 1902, una orden de trabajo se despacha a un usuario para su implementacion. En una realizacion, este despacho puede ser automatico o manual. Un despacho automatico puede ocurrir en base a un conjunto de reglas
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configuradas previamente. Estas reglas pueden considerar caracteiisticas tanto del trabajo a ser realizado como del usuarlo a quien se puede despachar la orden de trabajo. Las caractensticas del usuario que se pueden considerar incluyen la ubicacion ffsica del usuario, el area ffsica de responsabilidad, la carga de trabajo reciente y actual, la disponibilidad de programacion restante y el area de conocimiento. Alternativamente, una orden de trabajo se puede despachar automaticamente a uno o mas usuarios de una forma “rotativa equilibrada”. En otra realizacion, un usuario, tal como un gestor de centro de datos, puede acceder a la Ul de despacho expuesta por el modulo de orden de trabajo 214, tratada en relacion con la FIG. 3 anterior, para modificar y/o despachar ordenes de trabajo a usuarios. Aun en otra realizacion, un usuario, tal como un tecnico, pueda acceder a la Ul de despacho expuesta por el modulo de orden de trabajo 214 para modificar y/o despachar ordenes de trabajo de despacho a el mismo.
En la etapa 1904, el usuario realiza el trabajo dictado por la orden de trabajo y modifica la orden de trabajo adecuadamente. La modificacion de la orden de trabajo puede incluir, por ejemplo, cambiar los detalles del trabajo realizado tal como la grabacion de la instalacion de un modelo de equipo alternativo, reasignacion del orden de equipos dentro del bastidor, reconfiguracion del flujo de recursos de un centro de datos, tales como potencia, al equipo, etc. La modificacion tambien puede incluir cambiar el estado de la orden de trabajo. Cuando un usuario modifica una orden de trabajo usando un dispositivo informatico remoto o movil, cierta informacion requerida para completar la modificacion se puede introducir usando cualquier interfaz soportada por el dispositivo informatico remoto o movil, incluyendo escaneado de codigo de barras.
En una realizacion, el modulo de orden de trabajo 214 puede monitorizar un proveedor de recursos de centro de datos, tal como una toma de alimentacion, que se destina como parte de la orden de trabajo para un cambio en la demanda. Cuando se detecta un cambio en la demanda, tal como un aumento en la potencia demandada en una toma de alimentacion, la orden de trabajo se puede marcar como completa. En otra realizacion, la orden de trabajo no se marca como completa hasta que se reconoce el punto de referenda de consumo o produccion de recursos de centro de datos, tal como el punto de referenda de consumo de potencia, de los equipos de centro de datos especificados en la orden de trabajo. Por ejemplo, si una orden de trabajo pide la instalacion de un modelo particular de servidor de tarjeta, el sistema puede no marcar la orden como completa despues de la activacion inicial del servidor de tarjeta, pero en su lugar puede esperar hasta que el historial de consumo de potencia del servidor de tarjeta coincida con un punto de referenda de consumo de potencia conocido para el modelo de servidor de tarjeta pedido en la orden de trabajo.
En los procesos 300 y 600 descritos anteriormente, se realizan las etapas de diseno y analisis despues de que todos los datos se introducen como parte de un diseno inicial o un reacondicionamiento de una instalacion. En otra realizacion, se realiza un analisis en tiempo real y se actualizan los visualizadores de usuario usando los procesos descritos anteriormente, los operadores de centro de datos son capaces de determinar, esencialmente en tiempo real, si se pueden anadir equipos adicionales a un centro de datos y tambien pueden determinar ubicaciones para los equipos, donde se pueden cumplir los requisitos de recursos de centro de datos, tales como tanto requisitos de potencia como de enfriamiento, de los equipos. Ademas, se pueden generar informes que indican a un usuario o gestor de centro de datos cuanta capacidad, redundancia y/o tiempo de ejecucion esta disponible para cada fila, para cada bastidor, para cada posicion de espacio en U, para cada pieza de equipo de centro de datos o para la instalacion en su totalidad. Aun ademas, como se trato anteriormente, en la determinacion de la capacidad total, los sistemas y metodos son capaces de identificar y visualizar la capacidad inmovilizada y proporcionar sugerencias para reducir la capacidad inmovilizada.
En los procesos y sistemas descritos anteriormente, los calculos de enfriamiento para un centro de datos y para equipos en el centro de datos se realizan como parte del proceso de diseno para el centro de datos, durante la operacion del centro de datos y durante una actualizacion o reacondicionamiento del centro de datos. En las realizaciones de la presente invencion, en la determinacion de la disposicion de equipos y la realizacion de calculos de enfriamiento, informacion inicial sobre las caractensticas de la instalacion en sf misma se identifica para determinar si hay suficiente enfriamiento a nivel de la instalacion. Estas caractensticas incluyen, por ejemplo, si un suelo elevado o un falso techo se usa como una camara de aire, la ubicacion y las caractensticas de las unidades de acondicionamiento de aire (incluyendo unidades de enfriamiento en fila), las dimensiones de la sala que va a alojar el centro de datos y la extraccion de potencia total del centro de datos. En base a esta informacion, se puede hacer una determinacion inicial en cuanto a si hay suficiente enfriamiento proporcionado por las unidades de acondicionamiento de aire para el consumo de potencia esperado en la sala y, en caso negativo, se puede hacer una recomendacion de unidades de acondicionamiento de aire adicionales. Para algunas instalaciones, los margenes de redundancia y operacion deseados se pueden incluir en esta determinacion.
Una vez que se ha hecho la determinacion de que hay suficiente enfriamiento a nivel de la instalacion, se lleva a cabo un analisis para determinar si hay enfriamiento adecuado en cada bastidor en la instalacion y/o en piezas individuales de equipos. En al menos una realizacion, la capacidad de enfriamiento de un bastidor se puede determinar aumentando el nivel de potencia del bastidor para determinar a que nivel de potencia adicional llega a ser inadecuado el flujo de aire al bastidor. Esto se puede realizar individualmente para cada uno de los bastidores en un centro de datos. En realizaciones diferentes de la presente invencion, uno o mas de una serie de metodos diferentes se pueden usar para realizar los calculos de enfriamiento. Estos metodos incluyen, pero no se limitan a, un analisis de dinamica de fluidos computacional (CFD), un analisis de Cuadncula Gruesa (designado como CGCFD), un analisis de volumen de control (designado como CVA) y un analisis basado en reglas empmcas y/o conceptos de
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prestamo. Ademas, en algunas realizaciones, se puede usar una combinacion de dos o mas metodos anteriores para llevar a cabo partes de un analisis total. En una realizacion, el principio de superposicion se usa para combinar resultados de partes de un analisis. En particular, en muchas aplicaciones los flujos de aire se puede considerar que son ideales, donde un flujo de aire ideal es no viscoso, incompresible, irrotacional sin ninguna otra fuerza, tal como empuje. Con tal flujo de aire ideal, se puede reducir una aplicacion compleja a un numero de aplicaciones menos complejas, un analisis de las aplicaciones menos complejas se puede realizar usando uno de los metodos descritos en la presente memoria y se puede usar superposicion para combinar los resultados de cada una de las aplicaciones menos complejas para obtener los resultados del analisis para la aplicacion compleja.
Un analisis de dinamica de fluidos computacional se puede usar en una realizacion en asociacion con el diseno y reacondicionamiento de un centro de datos para proporcionar resultados detallados del rendimiento de enfriamiento de una instalacion, incluyendo la determinacion de la disponibilidad de aire de enfriamiento adecuado en bastidores y piezas individuales de equipos en la instalacion y determinando la capacidad de enfriamiento de cada bastidor. Las tecnicas para implementar un analisis CFD de un centro de datos son conocidas. Un analisis CFD se debe realizar tfpicamente por alguien particularmente experto en la tecnica, tipicamente requiere informacion detallada con respecto a instalacion y la disposicion de equipos en la instalacion y dependiendo de la complejidad del analisis llevado a cabo y los equipos informaticos usados para llevar a cabo el analisis, puede llevar horas o dfas ejecutar una iteracion del analisis.
En otra realizacion, se usa una tecnica mejorada para llevar a cabo el analisis de enfriamiento. La tecnica mejorada se ha desarrollado en base a tecnicas de dinamica de fluidos computacional. La tecnica mejorada se conoce en la presente memoria como CFD de Cuadncula Gruesa o simplemente CGCFD. En un analisis CFD, un centro de datos a ser analizado se divide tfpicamente en celdas no uniformes en el intervalo de una a ocho pulgadas (de dos con cincuenta y cuatro a veinte con treinta y dos centfmetros) en un lado. En al menos una realizacion, en el analisis CGCFD, se usa un sistema de cuadncula cartesiana de celdas que son de un pie cubico (veintiocho mil trescientos dieciseis con dieciocho centimetres cubicos). El uso de celdas de un pie cubico uniformes tipicamente reduce el numero de celdas usadas en los calculos de un analisis CFD tradicional en al menos un orden de magnitud. Ademas, las celdas de cuadnculas uniformes hacen generalmente el analisis CFD mas rapido y mas fiable respecto a un analisis de celdas no uniformes comparable. Ademas, se emplean otras tecnicas en el analisis CGCFD para mejorar la eficiencia computacional del analisis. Estas tecnicas incluyen: el uso de modelos de turbulencias simples, inicializar el analisis con datos obtenidos a partir de los resultados de una solucion similar anterior, usar representaciones bidimensionales o bidimensionales parciales cuando sea posible para simplificar los calculos y adaptar una rutina CGCFD para una aplicacion espedfica. El uso de representaciones bidimensionales se puede usar, por ejemplo, en un suelo elevado o una camara de techo, donde se pueden despreciar en los calculos los gradientes de presion en la direccion de profundidad.
La adaptacion de una rutina CGCFD se puede usar para mejorar significativamente la eficiencia computacional y mejorar la robustez (por ejemplo, de manera que la herramienta se puede hacer trabajar fiablemente de una forma autonoma) del analisis total y multiples rutinas adaptadas se pueden usar en combinacion para producir un analisis completo. Por ejemplo, se puede adaptar una primera rutina CGCFD para uso con diferentes configuraciones de suelo elevado para determinar el flujo de aire de salida en cada baldosa de suelo perforada de un suelo elevado en un centro de datos y una segunda rutina CGCFD se puede adaptar para su uso con una agrupacion de bastidores que incluyen dos filas de bastidores con un pasillo fno entre las filas. La primera rutina CGCFD se puede ejecutar para determinar el aire de salida en las baldosas perforadoras en el pasillo fno de la agrupacion de bastidores y la segunda rutina CGCFD puede usar los resultados de la primera rutina para determinar los flujos de aire y las temperaturas en las entradas y salidas de los bastidores. La segunda rutina se puede ejecutar una serie de veces para contar todas las agrupaciones de bastidores situadas en un centro de datos. A medida que los equipos se mueven y a medida que diferentes configuraciones se establecen dentro una agrupacion para optimizar el rendimiento de enfriamiento, la segunda rutina se puede ejecutar para obtener nuevos datos de enfriamiento sin la necesidad de repetir la primera rutina, ya que los flujos de aire desde las baldosas perforadas no cambianan de manera general. En algunos casos, para baldosas de suelo perforadas que tienen un gran porcentaje de area abierta (por ejemplo, mayor que el 50%), puede ser deseable repetir la primera rutina ya que los flujos de aire pueden cambiar en base a una configuracion de la sala.
Las realizaciones que utilizan el planteamiento CGCFD para llevar a cabo el analisis de un centro de datos proporcionan ventajas sobre las realizaciones que utilizan un planteamiento CFD tradicional. Estas ventajas incluyen eficiencia computacional y simplificacion de uso. Iteraciones de los calculos de enfriamiento que usan el planteamiento CGCFD se pueden llevar a cabo en cuestion de segundos o minutos frente a horas o dfas con un analisis CFD completo. Ademas, las rutinas CGCFD se pueden disenar para operar con un conjunto limitado de variables de entrada, permitiendo a un usuario menos experto llevar a cabo el analisis usando el planteamiento CGCFD. Por ejemplo, para una rutina CGCFD que se adapta para analizar solamente la camara de suelo elevado, las variables de entrada se puede limitar a la altura del suelo, la ubicacion y el tipo de baldosas perforadas, la longitud de anchura del suelo y las ubicaciones y caractensticas de las unidades de acondicionamiento de aire que proporcionan aire de enfriamiento al suelo elevado. Para una rutina CGCFD que se adapta para llevar a cabo un analisis en una agrupacion de bastidores, los datos de entrada se pueden limitar al flujo de aire por baldosa (se podna obtener automaticamente a partir de la salida de una rutina CgCFD separada o usando otros metodos), el numero de bastidores en la agrupacion, el consumo de energfa de cada uno de los bastidores y detalles de entorno
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de sala induyendo la temperatura del entorno clrcundante, la altura del techo, la presencla de paredes cercanas, etc. Los datos de salida para una agrupacion de bastidores pueden incluir la temperatura de entrada en cada servidor o u otra pieza de equipos en un bastidor. En otras realizaciones, los datos de salida pueden ser simplemente una medida de la cantidad de aire calido recirculado ex^do en cada bastidor. Los datos se pueden expresar como un numero absoluto (por ejemplo, en terminos de cfm) o expresar como una fraccion del aire total consumido por el bastidor. Un sistema, tal como el sistema 200 descrito anteriormente, puede usar los datos de salida para determinar si el rendimiento de enfriamiento de la agrupacion es satisfactorio.
En otra realizacion, se usa otra tecnica mejorada para llevar a cabo el analisis de enfriamiento. La tecnica mejorada se conoce en la presente memoria como un analisis de volumen de control o simplemente CVA. El analisis de volumen de control se puede usar en conjunto con un analisis CFD y/o un analisis CGCFD o se puede usar como un proceso autonomo. La tecnica CVA es similar en algunos aspectos a la tecnica CGCFD descrita anteriormente, no obstante, se proporciona una simplificacion adicional del proceso de analisis. Como se tratara a continuacion, la tecnica CVA es una tecnica computacionalmente eficiente que es particularmente efectiva para calcular el flujo de aire tridimensional, las distribuciones de presion y temperatura en el pasillo fno de un centro de datos de suelo elevado. No obstante, la tecnica CVA no esta limitada en su uso a esta aplicacion y se puede usar para otras aplicaciones tambien. La tecnica CVA puede proporcionar datos de salida esencialmente en tiempo real, permitiendo a un usuario intentar diversas ubicaciones para equipos como parte de un diseno inicial o un reacondicionamiento y obtener datos de enfriamiento para las diferentes ubicaciones en tiempo real.
La tecnica CVA se describira con referenda la FIG. 8, la cual muestra una subseccion 700 de un centro de datos. Una subseccion del centro de datos incluye una agrupacion de bastidores que incluye una primera fila de bastidores 702 y una segunda fila de bastidores 704, que se situan sobre un suelo elevado y separadas por dos filas de baldosas perforadas 706, 708.
En centros de datos que tienen agrupaciones de bastidores dispuestas como las de la FIG. 8, no es poco comun desarrollar puntos calientes indeseados incluso aunque el suministro total de aire fresco a la agrupacion debena ser suficiente para cumplir las necesidades de los bastidores. Por ejemplo, si la tasa de flujo de aire a traves de una o mas baldosas perforadas es demasiado grande, un bastidor puede ser incapaz de capturar todo el flujo de aire de baldosa y algo del aire de enfriamiento puede escapar del pasillo fno. Los bastidores extraeran generalmente su aire requerido y, en esta situacion, si un bastidor no puede capturar aire fno, puede extraer aire de escape caliente por encima de la parte superior del bastidor creando un punto caliente. Ademas, debido a los requisitos de flujo de aire de enfriamiento que vanan ampliamente, los bastidores pueden competir unos con otros por el flujo de aire de enfriamiento. En particular, un bastidor de alta potencia puede tomar prestado aire infrautilizado de un bastidor adyacente o en algunos casos de un bastidor separado por varias baldosas. Con diversos bastidores contenidos en una agrupacion, con cada uno que tiene diferentes necesidades de enfriamiento, los patrones de flujo de aire y la distribucion de temperatura en el pasillo fno son funciones complejas. La tecnica CVA se puede usar para simplificar las soluciones a estas funciones complejas.
En el analisis CVA para la agrupacion de bastidores de la FIG. 8, el analisis de flujo de aire y de temperatura se lleva a cabo sobre el volumen de aire contenido en el pasillo fno, entre los bastidores, desde las baldosas perforadas hasta una altura igual a la altura superior de los bastidores. El volumen de aire se divide en un numero de volumenes de control igual al numero de bastidores en la agrupacion. Cada volumen de control se define como el volumen por encima de una de las baldosas perforadas que se extiende desde la baldosa perforada a la parte superior de los bastidores. El analisis de volumen de control incluye determinar para cada volumen de control, el flujo de aire a traves de cada una de las seis caras del volumen de control. Una vez que los flujos de aire son conocidos, las temperaturas y las concentraciones de especies en masa se pueden determinar para cada uno de los volumenes de control. En la tecnica CVA, el analisis de temperaturas se puede desacoplar del analisis de flujo de aire debido a que, como se trato anteriormente, se pueden ignorar las fuerzas de empuje en los volumenes de control. Del mismo modo, las concentraciones de especies en masa no se acoplan en la solucion de flujo de aire y tambien se pueden calcular separadamente si se desea a fin de calcular la fraccion de aire recirculado ingerido por cada bastidor.
Al llevar a cabo un analisis CVA en la realizacion descrita en la presente memoria, hay varias suposiciones iniciales hechas para simplificar el analisis. En otras realizaciones, el analisis se podna cambiar si estas suposiciones no se aplicasen. La primera suposicion es que el flujo de aire a traves de cada cara de un volumen de control (y por lo tanto en la cara frontal de un bastidor) se considera uniforme. Los valores de flujo de aire y temperatura resultantes representan eficazmente un promedio del flujo de aire y la temperatura en cada cara.
La segunda suposicion es que las fuerzas de empuje dentro de cada volumen de control son despreciables. A menos que se desarrolle un punto caliente significativo, entonces hay un calentamiento insuficiente del aire en un pasillo fno para afectar sustancialmente los patrones de flujo de aire e incluso si ocurre algun calentamiento, cualquier efecto de empuje es pequeno comparado con el momento del flujo de aire desde las baldosas perforadas tfpicas.
La tercera suposicion inicial es que la viscosidad y turbulencia dentro de cada volumen de control son despreciables. En el volumen de control, se introduce aire a traves de las baldosas perforadas y se empuja dentro de los
bastidores. El aire no se requiere que cambie de direccion rapidamente y no hay ningun flujo de aire paralelo a objetos solidos. Por consiguiente, se puede ignorar la viscosidad y turbulencia y la competencia de fuerzas que accionan el flujo de aire se reduce a una interaccion entre presion y momento.
El analisis CVA se puede simplificar aun mas dividiendo una agrupacion de bastidores en segmentos de dos 5 bastidores separados por dos baldosas perforadas 718a, 718b. La FIG. 9 muestra una agrupacion de seis bastidores 7l0 que se puede dividir en tres segmentos de dos bastidores 712, 714, 716. La nomenclatura usada para identificar los bastidores y los flujos de aire en la FIG. 9 se define en la Tabla 1 a continuacion, junto con otras variables que se usaran en la presente memoria en la descripcion de la tecnica CVA.
tabla 1
- As, At
- Lado de volumen de control y area de baldosa perforada
- Ci, C2
- Constantes empmcas sin dimensiones en las ecuaciones de momento y y x
- c
- Concentracion de Especies
- cv
- Volumen de Control
- n
- Numero de segmentos de 2 bastidores en la agrupacion
- n
- Vector normal de unidad hacia el exterior
- CD CL < CL
- Presion en el volumen de control por encima de las baldosas perforadas A y Bi
- P amb
- Presion de referenda ambiente
- Ml, Mr, Mt
- Terminos de flujo de momento de la direccion z a traves de las superficies izquierda, derecha y superior del CV escalonado en el segmento i
- TAi, TBi
- Temperatura en el volumen de control por encima de las baldosas perforadas Ai y Bi
- Qt
- Tasa de flujo de aire a traves de cada baldosa perforada
- QAi, QBi
- Tasa de flujo de aire a traves de los bastidores Ai y Bi
- QAxi, QBxi
- Tasas de flujo de aire en la direccion x por encima de las baldosas perforadas Ai y Bi
- Qzi
- Tasas de flujo de aire en la direccion z por encima de las baldosas perforadas entre las baldosas Ai y Bi
- QAtopi, QBtopi
- Tasas de flujo de aire en la direccion y por encima de las baldosas perforadas Ai y Bi a la altura de la parte superior del bastidor
- V
- Vector de Velocidad
- a
- Factor de relajacion lineal
- P
- Densidad del aire
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En el inicio del analisis CVA, se conocen los flujos de aire de bastidor QAi, QBi y los flujos de aire de baldosa. Los flujos de aire de baldosa se pueden estimar en base al flujo de aire de baldosa perforada medio para la instalacion entera o determinar usando un analisis CFD, un analisis CGCFD, medicion ffsica o usando uno de una serie de programas conocidos. Los flujos de aire de bastidor se pueden determinar en base a las caractensticas de los 15 equipos instalados en el bastidor. En una realizacion, cada flujo de aire de bastidor se determina sobre la base del uso de potencia del bastidor y usando la relacion de 160 cfm por kilovatio de potencia como se trato anteriormente. Para determinar los patrones de flujo de aire, todos los flujos de aire QAxi, QBxi, Qzi, QAtopi y QBtopi y las presiones PAi y PBi se calculan en base al principio de conservacion de la masa y el momento. Para realizar este calculo, se pueden determinar un total de 7n-2 desconocidos (5n-2 flujos de aire internos mas 2n presiones) usando un total de 20 7n-2 ecuaciones, donde n es el numero de segmentos de 2 bastidores (o longitud de la agrupacion expresada en
anchuras de baldosa o bastidor). Opcionalmente, se puede usar entonces un equilibrio de energfa o equilibrio de especies en masa para calcular las temperaturas 2n o las concentraciones de especies 2n en base a los flujos de aire.
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En una realizacion, en lugar de resolver todas las ecuaclones simultaneamente, se toma un planteamlento semisimultaneo. En esta realizacion, los cinco desconocidos para cada segmento de dos bastidores de una agrupacion de bastidores, los flujos de aire Qzi, QAtopi y QBtopi y las presiones PAi y PBi se determinan primero simultaneamente. Durante estos calculos iniciales, cada segmento de dos bastidores se considera aisladamente, lo cual es el equivalente de tener los extremos de los segmentos bloqueados, de manera que QAxi, QBxi son iguales a cero. Despues de que se completa un barrido inicial a traves de cada segmento de dos bastidores, los flujos de aire de lado a lado (QAxi, QBxi) se puede calcular en base a las presiones calculadas dentro de cada volumen de control. Los flujos de aire de lado a lado afectan a las presiones y despues de calcular los flujos de aire de lado a lado, se lleva a cabo un segundo calculo de los flujos de aire y las presiones para cada uno de los segmentos de dos bastidores. Este proceso se repite hasta que no hay cambios significativos en las variables calculadas. Una vez que se conocen todos los flujos de aire, todas las temperaturas o concentraciones de especies en masa se pueden calcular directamente sin la necesidad de hacer multiples interacciones.
Las ecuaciones fundamentales usadas para calcular los desconocidos descritos anteriormente, suponiendo un estado estable, un flujo de fluido incompresible y no viscoso se basa en la conservacion de la masa (m), conservacion del momento (M), conservacion de la ene^a (e) y conservacion de la concentracion de especies (C) y se puede escribir como sigue:
Aplicar la ecuacion de la conservacion de la masa (m) a los segmentos de dos bastidores para las condiciones descritas anteriormente provoca las siguientes ecuaciones:
Q, + QAj + QAxj. i = Qzj + Q A Xj + QAtopi (1)
Qt + Qzj + QBxj.i = QBj + QBxi + QBtopi (2)
donde QAi es siempre negativo en base al convenio de signo de la FIG. 9.
Como se describira ahora, se usan volumenes de control escalonados para formular las ecuaciones de momento z. Tres volumenes de control escalonados 730a, 730b y 730C se muestran en la FIG. 9A. El numero de volumenes de control escalonados es igual al numero de segmentos de 2 bastidores. Los volumenes de control escalonados son del mismo tamano que los volumenes de control principal, pero estan desplazados de manera que se situan a medio camino entre bastidores opuestos. Los volumenes de control escalonados permiten que la presion sea considerada mas facilmente para cada cara que es normal en la direccion z. Si se usan los volumenes de control originales, entonces cada volumen de control tendna una cara coplanar con una entrada del bastidor, la cual es una cara sobre la cual no se conoce la presion y no necesita ser conocida en los calculos. Aplicar la ecuacion de la conservacion del momento (M) en la direccion z al volumen de control escalonado en el segmento i provoca la siguiente ecuacion:
PAj-PBj = {pi{A A,2)) {(Qzj+QBj)2-( QAj+Qzj)2} + Mu + MR + MT (3)
En la ecuacion (3), el primer termino en el lado derecho de la ecuacion (3) es generalmente dominante, ya que cuenta para el efecto de las tasas de flujo de aire de bastidor sobre las presiones de volumen de control. Ml, Mr y
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Mt cuentan para las perdidas o ganancias en el momento z a traves de Ios lados y la parte superior del volumen de control.
Usando una estimacion “contra el viento” para el momento z entrante/saliente y suponiendo que la velocidad del aire en la direccion z es despreciable por encima de Ios bastidores, Ml, Mr y Mt se determinan usando las ecuaciones de la Tabla 2 a continuacion
TABLA 2
- Si
- entonces de otro modo
- QAxi-1 + QBxi-1 > 0
- Ml=-(p/(2 As2)) (QAxi-1 + QBxi-i) Qzi-1 Ml=-(p/(2 As2)) (QAxi-1 + QBxi-i) Qzi
- QAxi + QBxi > 0
- Mr=(p/(2 As2)) (QAxi + QBxi) Qzi Mr=(p/(2 As2)) (QAxi + QBxi) Qzi+1
- QAtopi + QBtopi > 0
- Mt=(p/(4 As2)) (QAtopi + QBtopi) Qzi Mt = 0
La relacion entre el momento Y y la presion se puede escribir usando las ecuaciones (4) y (5) como sigue:
PA; - Pamb = = (p/At2) {Cl [Q, + */2 (QAi + QAxi.i - QAxj - Qz,)]2 - 'A QAtop,2! (4)
PBi - Pamb = = (p/A,2){CI [Q, + 'A (Qzi + QBXj.] - QBxj - QB,)]2 - Vi OBtopi2} (5)
En una realizacion, las ecuaciones (1) hasta (5) se resuelven simultaneamente para cada segmento de 2 bastidores de una agrupacion que usa secuencialmente el proceso 800 mostrado en la FIG. 10. En la primera etapa 802 del proceso 800, el usuario define Qt (el flujo de aire a traves de las baldosas perforadas), el numero de segmentos de 2 bastidores en la agrupacion y el consumo de energfa de cada uno de Ios bastidores. Como se trato anteriormente, Qt se puede estimar como la tasa de flujo de aire de baldosa perforada media para la instalacion entera o determinar por separado usando, un ejemplo, un analisis CFD o CGCFD u otro analisis o medicion f^sica. En la etapa 804, todas las variables de flujo de aire (excepto Qt y Ios flujos de aire de entrada de bastidor) se inicializan a cero. En la etapa 806, las ecuaciones (1) hasta (5) se resuelven simultaneamente para cada segmento. En el bloque de decision 808 se hace una determinacion en cuanto a si las ecuaciones se han resuelto para todos Ios segmentos y, si no, se repite la etapa 806. Una vez que las ecuaciones se han resuelto para todos Ios segmentos, entonces en la etapa 810, las variables de flujo de aire de la direccion x se actualizan en base a las presiones calculadas en Ios volumenes de control, PAi y PBi como se trata a continuacion. En la etapa 812, se hace una determinacion en cuanto a si las presiones calculadas han cambiado en mas de un umbral predeterminado desde la iteracion previa y si es asf, se repiten las etapas 806 a 812. Una vez que no hay ningun cambio significativo en las variables calculadas, el proceso 800 se detiene en la etapa 814, en cuyo punto se han determinado las presiones y Ios flujos de aire para todos Ios espacios de control.
En el proceso 800, en la etapa 810, se determinan nuevos valores de flujo de aire de la direccion x (QAxi y QBxi) en base a la suposicion de que la cafda de presion entre celdas adyacentes es proporcional al cuadrado de la tasa de flujo de aire usando las ecuaciones en la Tabla 3.
TABLA 3
- Si
- entonces de otro modo
- PAi > PAi+1
- QAXi=As{(PAi - PAi+i)/(p Cz)}1'2 QAXi=-As{(PAi+1 - PAi)/(p Cz)}1'2
- PBi > PBi+1
- QBXi=As{(PBi - PBi+i)/(p Cz)}1'2 QBXi=-As{(PBi +i- PBi)/(p Cz)}1'2
En una realizacion, debido a las no linealidades de las ecuaciones, se logran gradualmente ajustes a Ios valores de flujo de aire de la direccion x en la etapa 810 introduciendo amortiguamiento en el proceso iterativo y actualizando Ios valores de QAxi y QBxi usando las siguientes ecuaciones (6) y (7).
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QAxj = a QAxinuevo+ (1 -a) QAxr" (6)
QBxj = a QBxrv°+ (1-ct) QBx,v“* (7)
En las ecuaciones (6) y (7), a es un factor de relajacion lineal. SI a se fija a cero, entonces no ocurriran camblos de iteracion a iteracion. Si a se fija a 1, entonces no habra amortiguacion introducida. Para valores mas pequenos de a, se requeriran mas iteraciones, no obstante, las oportunidades de obtener una solucion estable aumentan. La eleccion optima particular de a es un problema espedfico, no obstante, se ha encontrado que valores de a alrededor de 0,05 funcionan bien en el proceso descrito anteriormente. Una vez que los flujos de aire se calculan usando el proceso anterior, se pueden calcular las temperaturas y concentraciones de especies en masa, si se desea. Se debena senalar que los volumenes de control se pueden usar para calcular las temperaturas o concentraciones con independencia del metodo usado para calcular inicialmente los flujos de aire.
La tecnica CVA descrita anteriormente se puede llevar a cabo por separado, una para cada agrupacion de bastidores en una instalacion para obtener un analisis de enfriamiento completo de la instalacion. Cuando se va a hacer un reacondicionamiento de una instalacion, el analisis del volumen de control se puede hacer para todas las agrupaciones o solamente para aquellas en las inmediaciones de cualquier cambio en la instalacion.
Se han descrito anteriormente tres metodos diferentes, CFD, CGCFD y CVA, para determinar datos de enfriamiento para determinar la colocacion de la ubicacion de equipos en centros de datos. Aun en otra realizacion, se usan reglas empmcas o bien solas o bien en combinacion con uno de los metodos descritos anteriormente para determinar la colocacion adecuada de los equipos y la adecuacion del aire de enfriamiento. Las reglas empmcas que se usan pueden tomar una serie de formas diferentes y los programas que incorporan las reglas empmcas se pueden actualizar a medida que se generan mas datos para soportar las reglas empmcas. En una realizacion, las reglas empmcas se basan, al menos en parte, en la capacidad de los bastidores de equipos de tomar prestada capacidad no usada de vecinos circundantes. La cantidad que se puede tomar prestada se puede limitar a una fraccion (o peso) permisible de la capacidad no usada y la fraccion admisible particular puede diferir dependiendo de una serie de variables tales como la distancia de separacion prestatario-donante, la tasa de flujo de baldosa y la extraccion de potencia total tanto del prestatario como del donante.
En una realizacion particular, el aire de enfriamiento disponible para un bastidor dado se calcula en base a una suma ponderada de los flujos de aire disponibles desde las fuentes de flujo de aire (es decir, dispositivos de suministro, incluyendo unidades de enfriamiento en fila o aberturas), neto de los flujos de aire calculados para ser usados por otros bastidores, donde los pesos asociados con los flujos de aire disponibles para un bastidor dado disminuyen con la distancia entre el bastidor y los dispositivos o aberturas de suministro de aire. Por ejemplo, con referenda a la FIG. 9, el aire de enfriamiento disponible para cada bastidor se puede fijar inicialmente igual al aire de enfriamiento suministrado por la baldosa perforada en la parte delantera del bastidor o para reflejar posibles perdidas y proporcionar un margen de seguridad, el aire de enfriamiento disponible se puede fijar igual a alguna cantidad (es decir, 90%) del aire total desde la baldosa perforada. La carga de enfriamiento para cada bastidor se resta entonces del aire disponible para proporcionar una figura de aire de enfriamiento disponible neto para cada baldosa perforada y para proporcionar una indicacion inicial de una falta de aire de enfriamiento para cualquier bastidor de equipos. Para cada bastidor de equipos, el aire de enfriamiento disponible se aumenta entonces asignando a cada bastidor, un porcentaje del aire de enfriamiento disponible neto desde las baldosas perforadas cercanas. Por ejemplo, el aire de enfriamiento disponible puede incluir el 10% del aire de enfriamiento disponible neto desde una baldosa perforada asociada o bien con un bastidor adyacente o bien con un bastidor a traves de un pasillo y el 5% del aire de enfriamiento disponible neto desde una baldosa perforada de un bastidor diagonal o dos posiciones de un bastidor por encima en una fila. Los porcentajes o pesos particulares usados se pueden cambiar en base a los resultados reales o como resultado de los analisis llevados a cabo. Las cargas de cada bastidor se pueden comparar entonces con el aire de enfriamiento total disponible para determinar la capacidad de enfriamiento restante y para identificar cualquier bastidor con potenciales problemas.
En al menos una realizacion, se pueden usar reglas empmcas en combinacion con una superposicion para analizar centros de datos y proporcionar disposiciones de equipos recomendadas. Usando superposicion, los problemas complejos se pueden descomponer en problemas mas simples que luego se pueden resolver usando reglas empmcas.
En una realizacion, se establecen reglas empmcas realizando inicialmente una serie de analisis CFD sobre disposiciones de bastidores tfpicos y los resultados de estos analisis se usan para producir ecuaciones simples o tablas de busqueda que se pueden usar en tiempo real para disenar disposiciones de equipos. En tal analisis, los flujos de aire de lado a lado, tales como los mostrados en la FIG. 9 se pueden determinar para cada bastidor uno a la vez con un bastidor “encendido” y todos los otros bastidores “apagados”. Los flujos de aire en los extremos de una agrupacion para una serie de configuraciones diferentes tambien se pueden determinar usando CFD. Los flujos de aire se pueden determinar para una serie de diferentes valores de toma de aire para cada bastidor y una serie de diferentes valores de flujo de aire de las baldosas perforadas. Los flujos de aire totales para diferentes configuraciones se pueden determinar entonces en tiempo real usando superposicion y los resultados almacenados. Los flujos de aire a traves de la parte superior (dentro o fuera) del volumen en la parte delantera de cada bastidor se
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pueden determinar entonces en base a la conservacion de la masa. En una realizacion, cuando el flujo de alre en la parte superior de uno de los volumenes excede algun porcentaje (es decir, 20%) del flujo de aire total en el bastidor asociado con el volumen, entonces puede existir un problema de sobrecalentamiento que requiere un diseno alrededor. En otras realizaciones, los analisis de concentracion de especies en masa se pueden usar en combinacion con reglas empmcas para determinar que porcentaje del aire total que entra en un volumen de control es aire recirculado para determinar cuando puede existir un problema de sobrecalentamiento.
En la determinacion de los flujos de aire para cada bastidor de una agrupacion, la simetna de las agrupaciones se puede usar para reducir el numero de analisis CFD que necesitan ser realizados y los volumenes de control tratados anteriormente con respecto a la FIG. 9 se pueden usar para establecer una cuadncula de referenda para el analisis. Por ejemplo, con referenda a la agrupacion de bastidores 710 de la FIG. 9, los analisis CFD solamente necesitan ser realizados para el Bastidor Ai-i y el Bastidor Ai y los resultados para el otro bastidor se pueden determinar en base a los flujos de aire resultantes y la posicion relativa de los bastidores. Por ejemplo, los flujos de aire en la agrupacion asociada con Bastidor Bi+i son los mismos que los asociados con el Bastidor Ai-i con la direccion de algunos de los flujos de aire cambiada para el flujo de aire de entrada del Bastidor A y del Bastidor B correspondiente y las tasas de flujo de aire de baldosa.
En un ejemplo, que se describira ahora, los conceptos de simetna y superposicion se usan en conjunto con los analisis CFD y las reglas empmcas para proporcionar una solucion en tiempo real practica para determinar los flujos de aire en un pasillo fresco. Ademas, los flujos de aire se usan para determinar un mdice de recirculacion (Rl) para una fila de bastidores, que se pueden usar para identificar potenciales “puntos calientes” en un centro de datos. Como se trato anteriormente, un objetivo de enfriamiento en un centro de datos es gestionar las temperaturas del aire de entrada de bastidor de equipos. Las temperaturas del aire de entrada de bastidor estan dominadas por los patrones de flujo de aire dentro del pasillo fno y las temperaturas dentro y alrededor del pasillo fno. El aire extrafdo desde fuera del pasillo fno generalmente se calienta en algun grado por el escape de bastidor y se conocera en lo sucesivo como “aire recirculado”. Mientras que la temperatura del aire recirculado es altamente dependiente de la aplicacion, el aire que pasa directamente desde una baldosa perforada a una entrada de bastidor estara muy cerca de la temperatura de suministro. De esta manera, se puede lograr un buen rendimiento de enfriamiento si todo el flujo de aire ingerido por un bastidor viene directamente de las baldosas perforadas.
Una agrupacion de bastidores, que recibe su aire de enfriamiento requerido exclusivamente desde las baldosas perforadas dentro de la agrupacion, representa una unidad escalable autonoma desde la cual se puede construir una instalacion mas grande con un rendimiento de enfriamiento predecible. Un requisito razonable por lo tanto es asegurar que los bastidores se enfnen adecuadamente por el aire procedente de los bastidores del propio pasillo fno. Por el contrario, es aceptable para el bastidor no ingerir mas que una pequena fraccion de aire recirculado.
Teniendo en cuenta lo anterior, el mdice de recirculacion (ri) se define como la fraccion de aire recirculado ingerido por el bastidor. Un ri del 0% implica que todo el aire de entrada de bastidor se extrajo directamente de las baldosas perforadas mientras que un ri del 100% implica que todo el aire de entrada del bastidor se extrajo desde fuera del pasillo fno. Senalar que un ri bajo es suficiente para garantizar temperaturas de entrada frescas; no obstante, un ri alto no garantiza temperaturas de entrada excesivamente altas.
Los conceptos de volumenes de control, simetna y superposicion se usan en el presente ejemplo para determinar los flujos de aire y, en ultima instancia, un Rl para un pasillo fno. En el uso de superposicion, una suma de potenciales de velocidad (o componentes de velocidad reales o flujos de aire totales sobre un area consistente) de soluciones de flujo elemental, mas simples se usa para obtener soluciones de flujo nuevas, compuestas. Por ejemplo, supongamos que conocemos el patron de flujo de aire asociado solamente con el Bastidor A1 “encendido” sometido a una tasa de flujo de aire de baldosa particular y tambien que conocemos el patron de flujo de aire con el Bastidor B3 “encendido” sometido a la misma tasa de flujo de aire de baldosa perforada. Los componentes de flujo de aire horizontales pertinentes se pueden anadir para obtener una solucion, que se aproxima al patron de flujo de aire resultante de los Bastidores A1 y B3 ambos “encendidos” simultaneamente. El patron de flujo de aire resultante de la superposicion de los dos patrones de flujo de aire separados no es exactamente el mismo que la solucion completa - incluso para un flujo ideal. Usando superposicion se anaden dos soluciones que individualmente (y cuando se anaden) satisfacen los criterios de conservacion de la masa. El uso de la superposicion no garantiza que la solucion combinada sea la unica solucion y la diferencia este en las condiciones de contorno. Como ilustracion de esto, consideremos un ejemplo de 2 bastidores. En el uso de superposicion, la condicion de flujo de aire superior flota libremente como una condicion de contorno de presion constante en todos los casos. En realidad, el patron de flujo de aire construido a partir de la superposicion puede no proporcionar una coincidencia perfecta con la velocidad del aire sobre la superficie superior del pasillo fno. Tambien, cuando un bastidor esta apagado, se hace una suposicion de que la cara (entrada) del bastidor es una condicion de contorno de simetna (lo cual es consistente con un analisis no viscoso). Este resultado crea la oportunidad de algun flujo paralelo a la cara del bastidor, el cual probablemente no existirfa cuando el bastidor este extrayendo aire realmente.
En el ejemplo, la superposicion se usa para establecer solamente los 3n-2 flujos de aire horizontales internos (n que es igual a la longitud de la fila en terminos de bastidores) mientras que los flujos de aire horizontales de final de fila se calculan en base a correlaciones empmcas separadas. Los componentes de flujo de aire verticales se calculan a partir de un equilibrio de masas realizado sobre cada volumen de control. Los flujos de aire horizontales dependen
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claramente del flujo de aire de baldosa. Por ejemplo, un bastidor de una tasa de flujo de aire dada puede ser capaz de extraer aire de enfriamiento desde una distancia de muchas anchuras de baldosa cuando la tasa de flujo de aire de baldosa perforada es muy baja. No obstante, este intervalo de influencia es mucho menor a medida que se aumenta sustancialmente la tasa de flujo de baldosa. (Como sabemos a partir del argumento no dimensional, los resultados senan identicos si todos los flujos de aire se escalan por la tasa de flujo de baldosa.) Por lo tanto, la tasa de flujo de aire de baldosa se incluye en el analisis; las baldosas de suelo se debenan “encender” en el analisis CFD usado para correlacionar patrones de flujo de aire. No obstante, si las baldosas de suelo se dejan “encendidas” y el efecto de cada bastidor se considera individualmente, cuando se suman los flujos para cada bastidor, la suma tendna mas flujo de aire saliendo de la parte superior del pasillo frio que en realidad. La respuesta es correlacionar solamente los flujos de aire horizontales y entonces calcular simplemente el flujo de aire correcto dentro o fuera de la parte superior de cada volumen de control en base a la conservacion de la masa.
Merece la pena enfatizar que el uso del flujo de aire no dimensional y, en particular, la superposicion, simplifica el metodo. Sin estas simplificaciones, habna muchas combinaciones de flujos de aire de bastidor y baldosa a evaluar y almacenar empmcamente para cubrir una gama de aplicaciones practicas.
En base a la discusion anterior, las soluciones de flujo de aire completas para cualquier disposicion de bastidor de interes se pueden construir usando superposicion. Los patrones de flujo de aire de edificio-bloque elementales estan asociados con cada bastidor y cada uno de los cuatro flujos de aire de final de fila se enciende individualmente como se ilustra en la FIG. 11 para el caso de una agrupacion de 2 bastidores 1002. Es importante subrayar que la FIG. 11 ilustra que condiciones de contorno de flujo de aire se encienden y apagan en cada una de las soluciones de flujo de aire elementales para producir la solucion total con todas las condiciones de contorno de flujo de aire “encendidas”. Cada una de las flechas 1004a a 1004f representa uno de los flujos de aire. Son los componentes del flujo de aire interno al pasillo fno los que se estan combinando realmente. Hay, en general, un total de 2n+4 soluciones elementales para cualquier disposicion, lo que constituye una solucion de flujo de aire completa. Obviamente, se requieren menos soluciones elementales si algunos bastidores tienen flujo de aire cero y los extremos del pasillo fno estan sellados (por ejemplo, con puertas).
Los flujos de aire elementales usados con superposicion se pueden determinar de cualquier manera incluyendo pruebas ffsicas. En el presente ejemplo, el modelado CFD para el pasillo frio se realiza usando las siguientes condiciones de contorno:
• Velocidad fija del aire que sale del dominio computacional sobre el area de una cara del bastidor para cualquier bastidor que esta “encendido”.
• Velocidad fija que entra o sale del dominio sobre el area del final de las filas para cualquier flujo de final de fila “encendido”.
• La parte superior del dominio de solucion esta “abierta” para que el aire entre o salga al entorno circundante mantenido a presion constante.
• Todas las demas superficies son superficies de “simetna”.
Como se expreso anteriormente, hay en general 2n+4 soluciones elementales para cada longitud de fila; 2n soluciones elementales asociadas con cada bastidor encendido mas cuatro soluciones elementales de final de fila. Cada solucion elemental cubre un intervalo de tasas de flujo sin dimensiones de manera que se puede considerar cualquier tasa de flujo de aire arbitraria, pero practica, de bastidor o de extremo. Asf, la tarea se reduce a determinar y almacenar los 3n-2 flujos de aire de volumen de control horizontales internos sobre un intervalo adecuado de tasas de flujo de aire sin dimensiones.
Debido a la simetna geometrica de una agrupacion de bastidores, solamente se consideran y almacenan los 3n-2 flujos de aire internos para aproximadamente un cuarto de las 2n+4 condiciones de contorno de bastidor y de final de fila; n/2+1 condiciones de contorno si n es par y (n+1)/2+1 si n es impar. Los flujos de aire internos restantes se determinan a partir de una reinterpretacion adecuada del conjunto de datos mas pequeno cambiando indices y signos de variables. Ademas de ser eficiente, este uso de simetna, fuerza la salida final a partir de la herramienta de rendimiento de enfriamiento de bastidor a ser perfectamente simetrica. Cada una de estas condiciones de contorno se acciona individualmente a traves de un intervalo de tasas de flujo de aire sin dimensiones de aire al tiempo que se hace el seguimiento de todas las tasas de flujo de aire de “respuesta” internas a la agrupacion. El resultado se puede resumir en un grafico de tasas de flujo de aire de “respuesta”; un grafico para cada condicion de contorno elemental.
Como ejemplo, los flujos de aire horizontales internos asociados con una condicion de contorno de Bastidor Al para una agrupacion n=2 se muestran en la FIG. 12. Hay 4 curvas en la FIG. 12 debido a que hay 4 flujos de aire horizontales internos asociados con una agrupacion de bastidores n=2. Todas estas curvas se pueden aproximar convenientemente con un ajuste de mmimos cuadrados a un polinomio cubico de la forma generica
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Q*=c, (QRAI’>) - c: (QRA,*)2 + c, (QRAL*)J (S)
de manera que solamente Ios coeficientes ci, C2 y C3 se deben almacenar para todos Ios flujos de aire asociados con todas las condiciones de contorno unicas para todos los n. Almacenar el flujo de aire de “respuesta” como una ecuacion ofrece el beneficio adicional comparado con una tabla de busqueda simple en que se interpolan automaticamente los resultados fuera del dominio de la FIG. 12.
El proceso implicado en la compilacion de las curvas de la FIG. 12 y las constantes de la Ecuacion 8 se repite para todas las condiciones de contorno unicas para todos los n considerados. La determinacion de todas las correlaciones de flujo de aire interno, por ejemplo, hasta n=30 requiere varios cientos de ejecuciones CFD. Por Io tanto, en al menos una realizacion, se automatiza el proceso de convertir los datos CFD en bruto en las constantes de ajuste de curva de la Ecuacion 8. En al menos algunos ejemplos anteriores, el flujo en el pasillo fno se considera que es ideal sin viscosidad o turbulencia. Para verificar esta suposicion, casos CFD de muestra se ejecutaron con turbulencia y viscosidad incluidas y se detecto poca diferencia entre los modelos que incluyeron viscosidad y turbulencia y los que no Io hicieron. La discusion anterior describe un proceso para todos los flujos de aire de pasillo fno internos para cualquier longitud de fila, flujo de aire de baldosa perforada y distribucion de flujo de aire de bastidor suponiendo que el flujo de aire final es conocido. Ahora se describira un proceso para predecir el flujo de aire final. A diferencia del flujo de aire dentro del pasillo fno, el flujo de aire final esta fuertemente acoplado al flujo de aire en el entorno de sala circundante. Las fuerzas de empuje pueden ser significativas; la superposicion directa de flujos de aire inducidos por bastidores puede no funcionar bien y los flujos de aire finales no dependen simplemente de las tasas de flujo de aire de bastidor sin dimensiones. El flujo de aire final se puede determinar aun usando correlaciones empmcas de datos CFD; no obstante, se debena realizar un numero relativamente grande de simulaciones CFD a fin de lograr una precision razonable sobre un intervalo util de disposiciones reales. Un modelo exhaustivo para el flujo de aire final, que tiene en cuenta diferentes entornos geometricos y termicos, se puede incluir en otras realizaciones. En una realizacion, descrita en la presente memoria, un metodo incluye predecir el flujo de aire final como una funcion de la potencia del bastidor y la distribucion del flujo de aire para cualquier longitud de fila y tasa de flujo de baldosa perforada mientras se supone un entorno de sala fijo. El entorno ejemplo es grande y esta libre de los otros bastidores u objetos. El aire se suministra a 60oF (15,560C) y se agota uniformemente por encima de un techo de 14 pies (4,27 metros) de altura. Como se trato anteriormente, bajo condiciones de flujo ideal, podemos esperar que la velocidad del aire en puntos cercanos a los bastidores escale con las velocidades de entrada de bastidor sin dimensiones. Ademas, como se trato anteriormente, estas velocidades de “respuesta” vanan casi linealmente con la tasa (o velocidad) de flujo de bastidor sin dimensiones. Por Io tanto, es razonable estimar los flujos de aire finales sin dimensiones en base a la siguiente expresion:
QAxo* = ao + aA, QRAj* + aA2 QRA2* I ... + aAll QRA„* + (9)
am QRB] + aea QRB2 + ... + QRB,,
donde QAxo* es uno de cuatro flujos de aire finales sin dimensiones para una agrupacion y los coeficientes aAi y aBi ponderan eficazmente la importancia relativa de cada bastidor en el flujo de aire final. Los coeficientes de ponderacion asociados con los bastidores situados cerca del final de la fila seran mucho mayores que los asociados con bastidores mas interiores. Ademas, empmcamente se encuentra que solamente los bastidores en las primeras cuatro o cinco posiciones mas cercanas al final de la fila necesitan ser conservados en la Ecuacion 9. Para las condiciones fijas consideradas, la constante ao es negativa, Io que implica que el flujo esta “fuera” (accionado por empuje) cuando hay un flujo de aire de bastidor cero.
Para determinar los valores de los coeficientes en la Ecuacion 9 para un conjunto particular de entorno de sala y geometna de agrupacion, se pueden realizar muchas (del orden de 100) simulaciones CFD en un numero de diferentes tasas de flujo de baldosa perforada. Se pueden crear una gran cantidad de valores de potencia de bastidor a partir de los cuales las muchas simulaciones de CFD extraen datos de potencia y de flujo de aire de bastidor o bien aleatoria o bien sistematicamente. Los valores de potencia de bastidor se pueden basar en la distribucion de frecuencia de los bastidores de centro de datos reales a medida que se determinan a partir de una inspeccion. Los valores de potencia y flujo de aire de bastidor usados en las simulaciones CFD se pueden escalar como sea necesario para lograr relaciones practicas de flujo de aire de suministro a equipo total en el intervalo de, por ejemplo, 0,9 a 3 para cada tasa de flujo de baldosa perforada considerada. Los datos CFD se usan entonces para determinar un ajuste de mmimos cuadrados de los coeficientes en la Ecuacion 9 para cada tasa de flujo de baldosa considerada.
En resumen, se ha descrito un modelo de flujo de aire final simple que cuenta con precision para una distribucion no uniforme del flujo de aire y potencia de bastidor para un conjunto fijo de condiciones de sala. En al menos una realizacion, el modelo se generaliza para incluir los efectos del entorno geometrico, el entorno termico y la tasa de flujo de aire de suministro. Los efectos del flujo de aire final penetran solamente unas pocas distancias de bastidor en la fila; para predicciones de longitudes de fila mas largas para la mayona de los bastidores de la agrupacion seran buenos incluso si el modelo de flujo de aire final no es tan preciso como se desea.
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El flujo de aire dentro o fuera de la parte superior de cada volumen de control se ha dejado “flotando” a medlda que se necesitan grados de libertad en el ejemplo anterior. Ahora, con todos los flujos de aire horizontales calculados como se trato anteriormente, el flujo de aire en la parte superior de cada volumen de control se calcula en base a la conservacion de la masa. Con referenda a la FlG. 13, usando cantidades dimensionales, las ecuaciones para los volumenes de control de la fila A y de la fila B se determinan usando las ecuaciones 9(a) y 9(b).
QAtopi = Qr- QRA, + QAxM - Qzj - QAXj (10a)
QBtopi = Qt- QRBj + QBxj.| + Qzj - QBxj (10b)
Aplicadas a todos los volumenes de control, las ecuaciones 9a y 9b representan un total de 2n ecuaciones. En esta etapa, solamente hay uno desconocido por ecuacion (QAtopi y QBtopi) de manera que se puede resolver secuencialmente.
En este punto, todos los flujos de aire dentro del pasillo fno son conocidos para el ejemplo. Lo que queda es hacer el seguimiento del flujo de aire en cada bastidor de manera que se pueda identificar su origen y el mdice de recirculacion (Rl) se pueda calcular para cada bastidor. Como se trato anteriormente, Rl es la fraccion de aire recirculado ingerido por un bastidor. El aire recirculado puede entrar en el pasillo fno en cualquier punto donde haya flujo de entrada en los extremos de las filas o a lo largo de la parte superior del pasillo fno. Ademas, el aire calido recirculado no necesita entrar directamente en el pasillo fno a traves del volumen de control inmediatamente adyacente a un bastidor de interes; puede entrar en cualquier lugar, viajar a cualquier sitio que los patrones de flujo de aire lo lleve y terminar en la entrada de cualquier bastidor.
Para calcular el Rl de cada bastidor el aire de suministro fresco se distingue del aire calido recirculado en todos los puntos en el pasillo fno. Matematicamente, esto se logra definiendo la concentracion de aire recirculado en cualquier punto en el pasillo fno usando la Ecuacion 11.
Crecirc = (masa de aire recirculado)/(masa total de aire) (11)
A partir de la ecuacion 11 se deduce que el flujo de aire de suministro que emerge desde las baldosas tiene una Crecirc=0 y que en cualquier sitio el aire recirculado entra en el pasillo fno a lo largo de los lados o la parte superior del pasillo fno y Crecirc se puede fijar igual a 1. En la practica, Crecirc se puede fijar a un valor menor que 1 para los extremos del pasillo fno reconociendo que, en promedio, la parte superior es generalmente mucho mas calida que los extremos del pasillo fno. Por consiguiente, en una realizacion, Crecirc=O,5 para cualquier flujo de entrada en los extremos del pasillo fno.
Se puede suponer que el aire recirculado tiene las mismas propiedades ffsicas que el aire de suministro de fresco de manera que no tiene efecto, por ejemplo, debido a una diferencia de densidad, sobre los patrones de flujo de aire en el pasillo fno.
Ahora consideramos un volumen pequeno que solo cubre una entrada de bastidor. La Ecuacion 11 aplicada a este volumen representa la Crecirc media sobre este volumen. Dividiendo el numerador y el denominador por un pequeno incremento de tiempo At y tomando el hmite a medida que At^-O, se demuestra que la Crecirc media sobre una entrada de bastidor es precisamente el mdice de recirculacion de bastidor. De esta manera, para determinar los RR para cada bastidor se determina la Crecirc media sobre cada entrada de bastidor. Con referenda de nuevo a la FIG. 8, podemos estimar el RR para cada bastidor como la Crecirc media del volumen de control inmediatamente adyacente al bastidor de interes.
Crecirc sobre todos los 2n volumenes de control se puede calcular a partir de la conservacion de la masa del aire recirculado usando la Ecuacion 12.
ZC~,.0=O (12)
Tzd-ss las Caras de CV
donde Q es la tasa de flujo de aire total a traves de cada cara del volumen de control y es un valor conocido en esta etapa del calculo.
La FIG. 13, muestra los volumenes de control 1OO8 y 1O1O de una seccion transversal de un pasillo fno 1OO6. La Ecuacion 12 se aplica a los volumenes de control 1OO8 y 1O1O. Por comodidad, etiquetamos la Crecirc que cruza cada superficie de volumen de control con el mismo convenio usado para los flujos de aire mientras que cae el submdice “recirc”. El resultado es
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30
35
CtQt + (CAxj-iXQAxj.,) = (CRAj)(QRAi) + (CAXi)(QAXi) + (CzjXQzj) +
(CAtopOCQAtop.) (13a)
CtQt + (CBx,,)(QBxi.l) + (CzjXQzi) = (CRBjXQRB,) + (CBxj)(QBXi) +
(CBtopiXQBtopi) (13b)
Las Ecuaciones 13a y 13b no se resuelven directamente debido a que el numero de valores de Credrc excede el numero de ecuaciones. La estimacion de cada Crecirc como la Crecirc media desde el volumen de control “contra el viento”, provoca un equilibrio adecuado de 2n Crecirc desconocidas y 2n ecuaciones. En base a este planteamiento “contra el viento”, los valores de Crecirc adecuados se insertan en las Ecuaciones 13a y 13b despues de que se han calculado los patrones de flujo de aire en el pasillo frte estableciendo por ello la direccion del flujo de aire que cruza cada cara de cada volumen de control.
TABLA 4
Ajustes de Crecirc en base a la direccion del flujo de aire
- Flujo de Aire
- Valor contra el viento de Crecirc
- Flujo de Aire > 0 Flujo de Aire < 0
- Qt
- o o
- QAxi
- CAi CAi+i
- QBxi
- CBi CBi+i
- Qzi
- CAi CBi
- QAtopi
- CAi 1
- QBtopi
- CBi 1
La Tabla 4 muestra los valores de Crecirc contra el viento adecuados a ser usados en las Ecuaciones 13a y 13b donde CAi y CBi son la Crecirc media sobre los volumenes de control “A” o “B” pertinentes respectivamente. No se muestran en la tabla los ajustes para QAxi y QBxi al final de la fila, es decir, Qaxo, QBxo, QAxn y QBXn. En este caso, Crecirc se puede fijar a 0,5 como se trato anteriormente para cualquier “flujo de entrada”.
Con los valores de Crecirc tornados de la Tabla 4, las 2n Ecuaciones representadas por 13a y 13b se pueden resolver simultaneamente para los 2n valores de CAi y CBi. Estas ecuaciones lineales simples se pueden resolver sin iteracion virtualmente instantaneamente para cualquier longitud de fila practica usando hardware informatico comun. Finalmente, como se trato anteriormente, los valores de CAi y CBi calculados se pueden interpretar directamente como el mdice de recirculacion de los bastidores “A” y “B” adyacentes, respectivamente.
En otras realizaciones, debido a la similitud entre las ecuaciones de energfa y de concentracion, la temperatura media en masa se podna determinar sobre cada volumen de control en lugar de Rl siguiendo un procedimiento muy similar.
Un resumen de un proceso 1050 para determinar el mdice de recirculacion para una agrupacion de bastidores que usan la metodologfa descrita anteriormente se proporcionara ahora con referenda a la FIG 14. En una primera etapa 1052 del proceso, se definen la longitud de fila, el flujo de aire de baldosa, el flujo de aire de bastidor y la potencia de bastidor para que un pasillo fno sea analizado. A continuacion, en la etapa 1054, datos empmcos usados para calcular flujos de aire se importan a partir de un analisis CFD como se describio anteriormente. Los flujos de aire finales se determinan entonces en la etapa 1056 en base a los detalles de la agrupacion y los detalles del entorno de sala. Todos los flujos de aire horizontales se determinan entonces en la etapa 1058. En la etapa 1060, se calculan los flujos de aire horizontales inducidos por los 4 flujos de aire finales y en la etapa 1062, se calculan los flujos de aire horizontales completes anadiendo los flujos de aire de las etapas 1058 y 1060. Los flujos de aire verticales se calculan en la etapa 1064 y entonces, en la etapa 1066, se puede determinar el mdice de recirculacion para cada bastidor resolviendo un conjunto de ecuaciones de conservacion para el aire recirculado como se describio anteriormente.
En una realizacion, para determinar la capacidad de enfriamiento para un bastidor dado en base al mdice de recirculacion, se establece primero un mdice de recirculacion umbral, por debajo del cual un diseno se considera
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10
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20
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50
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60
insatisfactorio. Para cada bastidor, despues de que se logra un diseno satisfactorio, la potencia del bastldor se aumenta hasta que el mdice de recirculacion de ese bastidor (o cualquier otro bastidor) alcanza el nivel umbral y la potencia a la que ocurre representa la capacidad maxima de enfriamiento para el bastidor. Un metodo similar para determinar la capacidad de enfriamiento se puede usar con otros analisis descritos en la presente memoria, incluyendo el analisis que usa los valores de mdice de captura descritos a continuacion.
En otras realizaciones, se pueden modificar los metodos de volumen de control y de superposicion descritos anteriormente. Estas modificaciones pueden incluir el uso de metodos estad^sticos mas complejos (por ejemplo, el uso de redes neuronales) para determinar las condiciones de flujo de aire final a partir de grandes conjuntos de datos CFD. Ademas, el numero de volumenes de control se puede aumentar sustancialmente para mejorar la precision y resolucion de las variables calculadas. En particular, esta ultima mejora permitina que variaciones del flujo de aire a diversas elevaciones de bastidor (por ejemplo, debido a que una variedad de equipos instalados en un bastidor) sea considerada. La metodologfa basica se podna modificar ademas para incluir disposiciones mas alia del alcance tratado anteriormente incluyendo disposiciones que implican un numero arbitrario de baldosas perforadas de tasa de flujo arbitraria, una anchura arbitraria de pasillo fno, dimensiones arbitrarias de bastidor u otras variaciones tales de los ejemplos tratados anteriormente.
En los procesos descritos anteriormente, los analisis de enfriamiento de un centro de datos se han centrado principalmente en determinar los flujos de aire en el pasillo fno para una agrupacion de bastidores situada en un centro de datos que tiene un suelo elevado. Las realizaciones descritas anteriormente, no obstante, no estan limitadas para su uso en centros de datos que tienen suelos elevados y aspectos de las realizaciones tambien son aplicables a centros de datos que no incluyen sistemas de enfriamiento de suelo elevado. Al menos una realizacion descrita anteriormente proporciona un desacoplamiento del pasillo fno del resto del centro de datos para calcular los flujos de aire en el pasillo fno. El efecto del entorno de sala entonces se vuelve a construir en el analisis usando flujos de aire de final de fila que se calculan, por ejemplo, en calculos CFD separados que se pueden calcular sin conexion y poner a disposicion a traves de tablas de busqueda o correlaciones empmcas. Como se describe a continuacion, de una manera similar a la descrita anteriormente, se puede analizar un pasillo caliente en un centro de datos desacoplando el pasillo del resto de la sala y construyendo mas tarde los efectos del entorno de sala de nuevo en el analisis.
En realizaciones adicionales que se describiran ahora, se proporcionan procesos para evaluar una agrupacion de bastidores en base a flujos de aire que ocurren en un pasillo caliente para una agrupacion de bastidores. En al menos una version de las realizaciones adicionales, no se usa un centro de datos de suelo elevado, sino que en su lugar, se proporciona enfriamiento usando unidades de enfriamiento en fila como se describio anteriormente. En un proceso particular de una realizacion, se calcula un mdice de captura (Cl) y se usa para analizar una agrupacion de bastidores en un centro de datos. El mdice de captura se usa en una realizacion con una fila o agrupacion de bastidores que tienen una o mas unidades de enfriamiento en fila y el mdice de captura se define como el porcentaje de aire liberado por un bastidor a un pasillo caliente, el cual se captura por unidades de enfriamiento que delimitan el pasillo caliente. El Cl se puede considerar como una metrica complementaria al Rl descrito anteriormente para su uso con el pasillo caliente. No obstante, las tecnicas Cl tambien se pueden usar con un analisis de pasillo fno como se trata aun mas en la Solicitud Provisional de EE.UU. 60/897.076, presentada el 24 de enero de 2o07.
El Cl es util cuando el enfoque de un diseno es mantener el aire caliente dentro del pasillo caliente. Como se trato anteriormente, las temperaturas de entrada de bastidor son tfpicamente la metrica de enfriamiento en ultima instancia, no obstante, si se captura todo el aire caliente en el pasillo caliente, se puede disenar y controlar el resto del centro de datos (incluyendo las entradas de bastidor) para mantener a “temperatura ambiente”.
El mdice de captura del pasillo fno se define como la fraccion de aire ingerido por el bastidor que se origina desde los recursos de enfriamiento locales (por ejemplo, baldosas de suelo perforadas o enfriadores locales). El mdice de captura de pasillo caliente se define como la fraccion de aire escapada por un bastidor que se captura por los exTractos locales (por ejemplo, enfriadores locales o aberturas de retorno). El Cl por lo tanto vana entre 0 y 100% con un mejor rendimiento de enfriamiento generalmente indicado por los valores de Cl mayores. En un analisis de pasillo fno, los Cl altos aseguran que la mayona del aire ingerido por un bastidor viene de los recursos de enfriamiento locales en lugar de ser extrafdo del entorno de sala o del aire que ya puede haber sido calentado por los equipos electronicos. En este caso, las temperaturas de entrada de bastidor haran el seguimiento estrechamente de las temperaturas de flujo de aire de baldosa perforada y, suponiendo que estas temperaturas estan dentro del intervalo deseado, se lograra un enfriamiento aceptable. En un analisis de pasillo caliente, los Cl altos aseguran que el escape de bastidor se capture localmente y que haya poco calentamiento del entorno de sala circundante.
Mientras que los valores de Cl buenos (altos) tfpicamente implican buen rendimiento de enfriamiento; los valores de Cl bajos no implican necesariamente rendimiento de enfriamiento inaceptable. Por ejemplo, consideremos un bastidor en un entorno de suelo elevado que extrae la mayona de su flujo de aire del entorno de sala circundante en lugar de desde las baldosas perforadas. El Cl de pasillo fno de bastidor sera bajo; no obstante, si el entorno de sala circundante es suficientemente fno, la temperatura de entrada de bastidor sera aceptable de todos modos. No obstante, en este caso, las necesidades de enfriamiento de bastidor se cumplen por el entorno de sala externo en lugar de las baldosas perforadas dentro de la agrupacion de bastidores. Si este proceso se repite muchas veces a traves del centro de datos, el enfriamiento de la instalacion sera complejo e impredecible. De esta manera, valores
de Cl altos conducen a disposiciones de agrupacion escalables de manera inherente y entornos de sala mas predecibles.
Senalar que, aunque el Cl se ha definido anteriormente como una cantidad a nivel de bastidor en relacion con los recursos de enfriamiento locales, la definicion de Cl se podna extender a cualquier agrupacion de entradas y salidas, 5 por ejemplo, un unico servidor con referenda a una unica baldosa perforada. En este caso, la metrica indicana la fraccion de flujo de aire ingerido por el servidor que se origina desde la baldosa perforada unica.
En una realizacion, el uso de concentraciones qmmicas con, por ejemplo, un analisis CFD, se puede usar para determinar cuantitativamente el Cl tanto para un pasillo caliente como para un pasillo fr^o. Para el pasillo caliente, el escape de cada bastidor se identifica en tal analisis como unas especies separadas que tienen las mismas 10 propiedades que el aire, para no cambiar la ffsica del flujo de aire. La fraccion de aire caliente liberado desde el bastidori (identificada como C') que se captura por un enfriador en fila identificado como enfriadorj se puede calcular usando la Ecuacion 14 a continuacion.
fij_Cj (Qenfriadorj)/(Qbastidori)
(14)
donde:
15 Cji es la concentracion de C' a la entrada del enfriador j
Qenfriadorj es la tasa de flujo de aire (por ejemplo, en cfm) a traves del enfriadorj Qbastidori si la tasa de flujo de aire (por ejemplo, en cfm) a traves del bastidori
Como ejemplo, si el flujo de aire del enfriador y del bastidor son iguales y la concentracion de aire de escape C' del bastidor i a la entrada del enfriador se mide para ser 0,5, entonces esto implica que la mitad del aire de escape 20 desde el bastidor i se captura por el enfriador j. En un pasillo caliente que tiene N enfriadores, entonces el mdice de la captura (Cl) es el suma de todos los fy sobre todos los N enfriadores y se puede expresar usando la Ecuacion 15 a continuacion.
Como se describira ahora, con referenda a la FIG. 15, que muestra una agrupacion de bastidores 1080, se puede 25 usar un conjunto de reglas empmcas para determinar el Cl para cada bastidor 1082 de la agrupacion. Como se muestra en la FIG. 15, Ios valores de Cl resultantes se pueden visualizar en un visualizador con los bastidores asociados. En un ejemplo, Ios bastidores que tienen un Cl menor que el 60% se identifican en rojo indicando una advertencia, Ios bastidores que tienen un Cl entre el 60% y el 80% se indican en amarillo como precaucion y Ios bastidores que tienen un Cl mayor que el 80% se indican en verde indicando que el Cl es satisfactorio.
30 En una realizacion, se puede realizar un gran conjunto de ejecuciones CFD para establecer y refinar reglas empmcas. En otras realizaciones, se pueden usar redes neuronales y otras tecnicas para refinar las reglas. La agrupacion 1080 incluye dos filas (fila A y fila B) de bastidores paralelos que escapan aire a un pasillo caliente comun 1084. Cada Bastidor se etiqueta A1-A6 y B1-B7, identificando la fila y la posicion en la fila del bastidor y para el ejemplo mostrado cada bastidor tiene un consumo de potencia de 2 kW. La agrupacion tambien incluye unidades 35 de enfriamiento en fila 1086. En la FIG. 15, se muestran una serie de unidades de enfriamiento de medio bastidor 1086, pero tambien se pueden usar realizaciones con unidades de enfriamiento de bastidor de anchura completa u otros dispositivos. Las unidades de enfriamiento de medio bastidor usadas en el ejemplo asociadas con la FIG. 15 tienen una capacidad de enfriamiento nominal de 17 kW. Tambien se muestra en la Fig. 15 el Cl en terminos de porcentaje para cada bastidor. El Cl se muestra como un porcentaje e indica para cada bastidor, el porcentaje de su 40 aire de escape que se captura por una de las unidades de enfriamiento.
El Cl se determina en base al concepto de que todas las interacciones de unidad de enfriamiento de bastidor dependen solamente de la magnitud del flujo de aire asociado con Ios bastidores y unidades de enfriamiento y sus posiciones geometricas relativas. Se puede pensar cada ubicacion de bastidor como que tiene un cierto potencial para suministrar el flujo de aire a otras ubicaciones del bastidor. Este potencial vana inversamente con la distancia 45 de separacion. Por ejemplo, el bastidor Al en la FIG. 15 podna suministrar una gran parte de su flujo de aire al area cerca del bastidor A2. No obstante, mucho menos del flujo de aire del bastidor a1 podna hacer su camino a la posicion A6. Ademas, la cantidad de flujo de aire que un bastidor puede suministrar a otras ubicaciones esta en proporcion directa con su propio flujo de aire total. El flujo de aire neto que se puede suministrar a una ubicacion de bastidor Al particular se puede representar usando la Ecuacion 16 a continuacion.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
msmo
todos fos demas bastidores j
(16)
donde
(QAi)neto = El flujo de aire neto maximo que se puede suministrar a la ubicacion Ai induyendo las contrlbuclones de todos los demas bastidores.
(QAi)de s^ mismo = El flujo de aire real suministrado por el bastidor en la ubicacion Ai.
A = constante empfrica.
B = constante empfrica.
C = constante “de acoplamiento” empfrica para contabilizar los efectos de la fila opuesta.
El flujo de aire neto maximo que se puede suministrar a diversas ubicaciones en la fila B se calcula usando una expresion similar. Finalmente, se usa la misma expresion para calcular el flujo de aire neto maximo, que se puede capturar en cualquier ubicacion de bastidor - con la suma de todos los enfriadores en lugar de bastidores. El Cl se estima entonces como la relacion del flujo de aire neto capturado y el flujo de aire neto suministrado en cualquier ubicacion expresada como un porcentaje y con valores limitados al 100%. Las constantes A, B y C se seleccionan para proporcionar el mejor ajuste estadfstico a datos CFD de punto de referenda. Se pueden usar diferentes valores de las constantes para contabilizar para configuraciones alternativas que incluyen diferentes tipos de enfriadores, diferente potencia de bastidor media o relaciones de potencia pico a media y separacion de pasillo caliente alternativo, longitudes de fila o entornos de sala. Por ejemplo, consideremos una agrupacion de bastidores de potencia media con variaciones de potencia de bastidor a bastidor modestas. La agrupacion tiene 14 pies (4,27 metros) de largo, contiene un pasillo caliente de 3 pies (0,91 metros) de ancho y se supone que esta en un entorno de centro de datos bastante apretado con una altura de techo de 12 pies (3,66 metros). En este caso, se hacen predicciones razonables con las constantes empfricas tomadas como A = 0,56, B = 0,33 y C = 0,65.
En la realizacion descrita anteriormente, el Cl se calcula para una agrupacion de bastidores que tienen profundidad y anchura uniforme. En otras realizaciones, se pueden usar los mismos procesos para bastidores de profundidad y anchura no uniforme. En una realizacion, los calculos de Cl descritos anteriormente se programan en un programa de Hoja de Calculo de Microsoft Excel que permite al usuario agregar y mover unidades de enfriamiento para ver el efecto de diferentes numeros de unidades de enfriamiento y sus ubicaciones. En otras realizaciones, el proceso para determinar el Cl descrito anteriormente se puede incorporar en sistemas de diseno y gestion de centro de datos, tales como el sistema 200 tratado anteriormente.
En la realizacion anterior, se usa una expresion exponencial para modelar las interacciones de bastidor y enfriador. En otras realizaciones, se pueden usar otras expresiones, tales como un polinomio o cualquier otra expresion matematica que contenga una serie de parametros que se pueden afinar para proporcionar el mejor ajuste a datos de rendimiento de punto de referenda. Ademas, se pueden usar diferentes curvas y/o diferentes coeficientes para la parte del calculo asociada con la determinacion del aire suministrado por el bastidor que se usa en la parte del calculo usado para determinar el aire capturado por las unidades de enfriamiento. En otra realizacion, las reglas se pueden refinar aun mas para dirigirse a situaciones especfficas. Por ejemplo, un Bastidor A puede no tener ningun efecto sobre otro Bastidor B donde un tercer bastidor C se situa entre el Bastidor A y el Bastidor B y tiene mayor flujo de aire que o bien el Bastidor A o bien el Bastidor B.
Aun en otra realizacion, los efectos de los extremos de las filas se pueden contabilizar explfcitamente en el analisis de Cl de pasillo caliente y de pasillo frfo. Se pueden llevar a cabo simulaciones CFD separadas para determinar el flujo de entrada o el flujo de salida neto de aire en cada extremo de una fila para las disposiciones dadas de bastidores y unidades de enfriamiento. Los resultados de las simulaciones CFD se pueden incorporar a los metodos empfricos descritos anteriormente para determinar el Cl para los bastidores en una agrupacion. Los resultados de las simulaciones CFD se pueden usar para proporcionar estimaciones de flujo de aire correctas en los extremos de la fila, mientras que uno de los algoritmos tratados anteriormente se puede usar para determinar el Cl en partes mas interiores de la fila. Del mismo modo, los efectos de una omision de bastidor o bastidores se pueden simular usando CFD con los resultados incorporados a los metodos empfricos.
El metodo de analisis de fndice de captura tratado anteriormente proporciona una metrica de rendimiento de enfriamiento de bastidor a bastidor o local para bastidores de equipos en un centro de datos. Ademas de usar el Cl como una metrica a nivel de bastidor en un analisis de pasillo caliente o analisis de pasillo frfo, en otra realizacion, se determinan metricas de rendimiento en toda la agrupacion y se puede determinar el rendimiento de enfriamiento global de la agrupacion en base tanto a la metrica Cl como a la metrica global. Las metricas de rendimiento en toda la agrupacion indican si la agrupacion en su totalidad tendra un rendimiento de enfriamiento adecuado. El Cl identifica que bastidores no estan teniendo su flujo de aire de escape adecuadamente capturado. Si un bastidor que
(Qai)m = (0,,).- + £(0,)*^-^ +C{(QB,)^ +
msmo ' msmo msmo
todos los demas basrtdores j
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
tiene un Cl bajo es un bastidor de baja potencia, esto puede no provocar un problema. Ademas, un bastidor puede tener un Cl relativamente alto, aun as^ causar problemas si es un bastidor de alta potencia con una temperatura de salida alta. En una realizacion, para un analisis de pasillo caliente la metrica global que se usa es una determinacion de la potencia neta que se escapa del pasillo caliente. La potencia neta de escape se puede determinar usando la ecuacion 17.
(17)
todos >os bastidores i
donde,
CIi = el mdice de captura para el bastidor i expresado como una fraccion (en lugar de porcentaje) y Pi = la potencia del bastidor i.
La potencia de escape neta determinada por la ecuacion 17 se puede correlacionar con las temperaturas maximas de entrada de la agrupacion (por ejemplo, una potencia de escape neta de 25 kW puede implicar una temperatura maxima de entrada de bastidor de setenta y nueve grados F (veinte seis con once grados C)) para agrupaciones de disposiciones geometricas particulares (por ejemplo, anchura de pasillo caliente, longitud de fila, etc.), entornos de sala y detalles de bastidor y de enfriador (por ejemplo, tasa de flujo de unidad de enfriamiento y flujo de aire de bastidor/potencia (cfm/kW)). Por consiguiente, la potencia de escape neta se puede usar para determinar la temperatura de entrada del bastidor mas alta.
En otras realizaciones, otras tecnicas descritas anteriormente para calcular flujos de aire en un pasillo fresco se pueden aplicar a un analisis de pasillo caliente o pasillo frio para determinar el Cl, incluyendo el uso de CFD, CGCFD y volumenes de control. El uso de superposicion puede ser menos aplicable en los analisis de pasillo caliente debido a que los patrones de flujo de aire no son ideales. En otra realizacion, se proporciona un proceso 1100 para determinar el Cl en un pasillo caliente usando un analisis CFD. El analisis CFD se realiza solamente en el pasillo caliente en sf mismo y los flujos de aire de final de fila se determinan por separado y se pueden parchear en la solucion CFD. El hardware informatico comun se puede usar para llevar a cabo tal analisis CFD en 10 a 20 segundos. El proceso 1100 se muestra en forma de diagrama de flujo en la FIG. 16. En una primera etapa 1102 del proceso 1100 datos relacionados con la disposicion se cargan o bien manualmente, se leen a partir de una base de datos o bien de cualquier otra manera. Los datos relacionados con la disposicion pueden incluir la longitud de fila, el consumo de energfa y el flujo de aire para cada bastidor, las dimensiones del bastidor, los tipos de unidad de enfriamiento, las ubicaciones y las tasas de flujo, las anchuras de pasillo caliente y los detalles del entorno de sala (es decir, tamano, temperaturas).
En la etapa 1104 del proceso 1100, los flujos de aire de final de fila de pasillo caliente se determinan usando curvas de mejor ajuste o tablas de busqueda en base a estudios CFD anteriores. Los calculos de final de fila de pasillo caliente se pueden realizar usando las mismas tecnicas usadas para determinar los flujos de aire de final de fila de pasillo frio con el flujo de aire de bastidor de entrada proporcionados como un valor positivo y la entrada de flujo de aire de unidades de enfriamiento como un valor negativo. En la etapa 1106, se realiza un analisis CFD de solo el pasillo caliente usando resultados del analisis de flujo de aire final de la etapa 1104 y con la parte superior del pasillo caliente tomada como un Ifmite de presion constante. En el analisis, el aire de escape para cada bastidor se “etiqueta” con una concentracion particular. En la etapa 1108, el Cl para cada bastidor se determina en base a la relacion de flujos de aire capturados y suministrados calculados por la ecuacion 16 y los resultados de la etapa 1106. La metrica de enfriamiento de agrupacion global tambien se puede determinar en este punto usando la ecuacion 17. En la etapa 1110, los Cl de bastidor y la metrica de enfriamiento de agrupacion global se pueden usar para determinar si es adecuado el enfriamiento para la agrupacion.
Ademas de los metodos de analisis de enfriamiento tratados anteriormente, los cuales proporcionan analisis de centro de datos en tiempo real, se pueden usar metodos de analisis de enfriamiento adicionales. Estos metodos adicionales incluyen un metodo de panel, un metodo de analisis potencial, modelado de red/zonal de flujo, analisis de componente principal o una combinacion de cualquiera de estos y los metodos tratados anteriormente. Estos metodos de analisis de enfriamiento adicionales son conocidos generalmente por los expertos en la tecnica.
Diversas realizaciones se pueden implementar en uno o mas sistemas informaticos como se trato anteriormente. Estos sistemas informaticos pueden incluir telefonos celulares, asistentes digitales personales y/u otros tipos de dispositivos informaticos moviles. Por otra parte, un sistema informatico puede incluir cualquier tipo de dispositivo informatico tal como un ordenador personal, una estacion de trabajo, un ordenador central, un cliente en red, un servidor, servidores de medios y servidores de aplicaciones. Por ejemplo, el sistema 200 se puede implementar en un unico sistema informatico o en multiples sistemas informaticos. Estos sistemas informaticos pueden ser, por ejemplo, ordenadores de proposito general tales como los basados en procesador de tipo Intel PENTIUM, Ios procesadores Motorola PowerPC, Sun UltraSPARC, Hewlett-Packard PA-RISC o cualquier otro tipo de procesador.
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Por ejemplo, diversos aspectos se pueden implementar como software especializado que se ejecuta en un sistema informatico de proposito general 900 tal como el mostrado en la FIG. 17. El sistema informatico 900 puede incluir un procesador 903 conectado a uno o mas dispositivos de memoria 904, tales como una unidad de disco, memoria u otro dispositivo para almacenar datos. La memoria 904 se usa tipicamente para almacenar programas y datos durante la operacion del sistema informatico 900. El sistema informatico 900 tambien puede incluir un sistema de almacenamiento 906 que proporciona capacidad de almacenamiento adicional. Los componentes del sistema informatico 900 se pueden acoplar por un mecanismo de interconexion 905, que puede incluir uno o mas buses (por ejemplo, entre componentes que se integran dentro de una misma maquina) y/o una red (por ejemplo, entre componentes que residen en maquinas discretas separadas). El mecanismo de interconexion 905 permite que las comunicaciones (por ejemplo, datos, instrucciones) sean intercambiadas entre componentes de sistema del sistema 900.
El sistema informatico 900 tambien incluye uno o mas dispositivos de entrada 902, por ejemplo, un teclado, raton, bola de apuntamiento, microfono, pantalla tactil y uno o mas dispositivos de salida 907, por ejemplo, un dispositivo de impresion, pantalla de visualizacion, altavoz. Ademas el sistema informatico 900 puede contener una o mas interfaces (no mostradas) que conectan el sistema informatico 900 a una red de comunicacion (ademas o como alternativa al mecanismo de interconexion 905).
El sistema de almacenamiento 906, mostrado en mayor detalle en la Figura 18, tipicamente incluye un medio de grabacion no volatil legible o escribible por ordenador 9l1 en el que se almacenan senales que definen un programa a ser ejecutado por el procesador o informacion almacenada en o dentro del medio 911 a ser procesada por el programa para realizar una o mas funciones asociadas con las realizaciones descritas en la presente memoria. El medio puede, por ejemplo, ser un disco o una memoria rapida. Tfpicamente, en operacion, el procesador hace que los datos sean ^dos desde el medio de grabacion no volatil 911 a otra memoria 912 que permite un acceso mas rapido a la informacion por el procesador que lo que lo hace el medio 911. Esta memoria 9l2 es tipicamente una memoria volatil, de acceso aleatorio tal como una memoria de acceso aleatorio dinamica (DRAM) o memoria estatica (SRAM). Puede estar situada en el sistema de almacenamiento 906, como se muestra o en el sistema de memoria 904. El procesador 903 generalmente manipula los datos dentro de la memoria de circuito integrado 904, 912 y entonces copia los datos al medio 911 despues de que se completa el procesamiento. Se conocen una variedad de mecanismos para gestionar el movimiento de datos entre el medio 911 y el elemento de memoria de circuito integrado 904, 912. El sistema no esta limitado a un sistema de memoria particular 904 o sistema de almacenamiento 906.
El sistema informatico puede incluir hardware programado especialmente, de proposito especial, por ejemplo, un circuito integrado de aplicaciones espedficas (ASIC). Aspectos del sistema se pueden implementar en software, hardware o microprograma o cualquier combinacion de los mismos. Ademas, tales metodos, acciones, sistemas, elementos de sistemas y componentes de los mismos se pueden implementar como parte del sistema informatico descrito anteriormente o como un componente independiente.
Aunque el sistema informatico 900 se muestra a modo de ejemplo como un tipo de sistema informatico sobre el cual se pueden poner en practica diversos aspectos, se debena apreciar que los aspectos no estan limitados a ser implementados en el sistema informatico que se muestra en la FIG. 17. Diversos aspectos se pueden poner en practica en uno o mas ordenadores que tengan una arquitectura o componentes diferentes a los mostrados en la FIG. 17. Ademas, donde las funciones o procesos de las realizaciones se describen en la presente memoria (o en las reivindicaciones) como que se realizan en un procesador o controlador, tal descripcion se pretende que incluya sistemas que usan mas de un procesador o controlador para realizar las funciones.
El sistema informatico 900 puede ser un sistema informatico de proposito general que es programable usando un lenguaje de programacion informatico de alto nivel. El sistema informatico 900 tambien se puede implementar usando hardware programado especialmente, de proposito especial. En el sistema informatico 900, el procesador 903 es tipicamente un procesador disponible comercialmente tal como el procesador de clase Pentium bien conocido disponible en Intel Corporation. Estan disponibles otros muchos procesadores. Tal procesador normalmente ejecuta un sistema operativo que puede ser, por ejemplo, los sistemas operativos Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows 2000 (Windows ME) o Windows Xp disponibles en Microsoft Corporation, el sistema operativo MAC OS System X disponible en Apple Computer, el sistema operativo Solaris disponible en Sun Microsystems o sistemas operativos UNIX disponibles en diversas fuentes. Se pueden usar muchos otros sistemas operativos.
El procesador y sistema operativo juntos definen una plataforma informatica para la cual se escriben programas de aplicaciones en lenguajes de programacion de alto nivel. Se debena entender que las realizaciones no estan limitadas a una plataforma de sistema informatico, procesador, sistema operativo o red particular. Tambien, debena ser evidente para los expertos en la tecnica que el sistema no esta limitado a un lenguaje de programacion o sistema informatico espedfico. Ademas, se debena apreciar que tambien se podnan usar otros lenguajes de programacion adecuados y otros sistemas informaticos adecuados.
Una o mas partes del sistema informatico se pueden distribuir a traves de uno o mas sistemas informaticos acoplados a una red de comunicacion. Por ejemplo, como se trato anteriormente, un sistema informatico que realiza
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las funciones de construccion se puede situar remotamente de un gestor de sistema. Los sistemas informaticos remotos tambien pueden incluir sistemas informaticos de proposito general remotos y/o dispositivos informaticos remotos. Por ejemplo, diversos aspectos se pueden distribuir entre uno o mas sistemas informaticos configurados para proporcionar un servicio (por ejemplo, servidores) a uno o mas ordenadores cliente o para realizar una tarea general como parte de un sistema distribuido. Por ejemplo, diversos aspectos se pueden realizar en un sistema cliente-servidor o multinivel que incluye componentes distribuidos entre uno o mas sistemas de servidores que realizan diversas funciones segun diversas realizaciones. Estos componentes pueden ser ejecutables, codigo intermedio (por ejemplo, IL) o interpretado (por ejemplo, Java) que comunican sobre una red de comunicacion (por ejemplo, Internet) usando un protocolo de comunicacion (por ejemplo, TCP/IP). Por ejemplo, se pueden usar uno o mas servidores de bases de datos para almacenar datos del dispositivo que se usan en el diseno de las disposiciones y se pueden usar uno o mas servidores para realizar eficientemente calculos de enfriamiento.
Diversas realizaciones se pueden programar usando un lenguaje de programacion orientado a objeto, tal como SmallTalk, Java, C++, Ada o C# (C-Sharp). Se pueden usar tambien otros lenguajes de programacion orientados a objeto. Alternativamente, se pueden usar lenguajes de programacion funcional, de secuencias de comandos y/o logica. Diversos aspectos de la invencion se pueden implementar en un entorno no programado (por ejemplo, documentos creados en HTML, XML u otro formato que, cuando se ven en una ventana de un programa navegador, reproducen aspectos de una interfaz grafica de usuario (GUI) o realizan otras funciones). Diversos aspectos de la invencion se pueden implementar como elementos programados o no programados o cualquier combinacion de los mismos.
Una variedad de elementos del sistema que incluyen entradas, salidas e interfaces pueden intercambiar informacion con diversas entidades externas que pueden ser proveedores de informacion y/o consumidores de informacion. Estas entidades externas pueden incluir usuarios y/o sistemas. Cada uno de estos elementos puede tanto restringir la informacion intercambiada a un conjunto de valores predefinidos como validar cualquier informacion intercambiada anterior a usar la informacion o proporcionar la informacion a otros componentes.
En las realizaciones tratadas anteriormente, se describen sistemas y metodos que proporcionan indicaciones de capacidad de enfriamiento restante para envolventes de equipos. La indicacion de capacidad de enfriamiento restante puede ser una indicacion directa de enfriamiento restante en terminos de, por ejemplo, kilovatios o BTU por hora o la indicacion puede ser indirecta tal como proporcionar la capacidad total de enfriamiento disponible a una envolvente junto con una indicacion de cuanto enfriamiento esta siendo usado, por ejemplo, en terminos de porcentaje. Ademas, valores calculados, incluyendo el mdice de captura y el mdice de recirculacion se pueden usar para determinar la suficiencia de un diseno particular y para determinar la capacidad de enfriamiento adicional antes de que resulte una situacion de advertencia o error.
Las realizaciones de sistemas y metodos descritos anteriormente se describen de manera general para uso en centros de datos relativamente grandes que tienen numerosos bastidores de equipos, no obstante, las realizaciones se pueden usar tambien con centros de datos mas pequenos y con instalaciones distintas de centros de datos. Ademas, como se trato anteriormente, las realizaciones se pueden usar con instalaciones que tienen suelos elevados asf como con instalaciones que no tienen un suelo elevado.
En las realizaciones tratadas anteriormente, los resultados de los analisis se pueden describir como que se proporcionan en tiempo real. Como se entiende por los expertos en la tecnica, el uso del termino tiempo real no se entiende que sugiera que los resultados esten disponibles inmediatamente, sino que mas bien, estan disponibles rapidamente dando a un disenador la capacidad de intentar una serie de disenos diferentes en un corto periodo de tiempo, tal como en cuestion de minutos.
Claims (13)
- 5101520253035404550reivindicaciones1. Un metodo implementado por ordenador para proporcionar una representacion de una capacidad de un recurso de centro de datos, el recurso de centro de datos que soporta la funcionalidad de al menos un elemento de equipos de centro de datos en un centro de datos (100), el metodo que comprende las acciones de:recibir informacion de capacidad que describe una primera cantidad de capacidad de un primer tipo de recurso de centro de datos (2304) en el centro de datos y que describe una segunda cantidad de capacidad de un segundo tipo de recurso de centro de datos y que describe una tercera cantidad de capacidad de al menos otro tipo de recurso de centro de datos (2304) en el centro de datos;comparar la primera cantidad con la segunda cantidad para determinar una primera cantidad de capacidad en exceso del primer tipo de recurso de centro de datos que es inutilizable debido a capacidad insuficiente del segundo tipo de recurso de centro de datos;comparar la primera cantidad con la tercera cantidad para determinar una segunda cantidad de capacidad en exceso del primer tipo de recurso de centro de datos que es inutilizable debido a capacidad insuficiente del al menos otro tipo de recurso de centro de datos; yproporcionar una representacion (2302) de la primera cantidad y la segunda cantidad de capacidad en exceso del primer tipo de recurso de centro de datos en asociacion con una representacion del primer tipo de recurso de centro de datos, una representacion del segundo tipo de recurso de datos y una representacion del al menos otro tipo de recurso de centro de datos.
- 2. El metodo segun la reivindicacion 1, en donde la accion de comparar la primera cantidad con al menos una de la segunda cantidad y la tercera cantidad para determinar la cantidad de capacidad en exceso incluye una accion de determinar una cantidad de capacidad en exceso en una ubicacion en un bastidor (108).
- 3. El metodo segun la reivindicacion 2, en donde la accion de comparar la primera cantidad con al menos una de la segunda cantidad y la tercera cantidad para determinar la cantidad de capacidad en exceso en la ubicacion en el bastidor incluye una accion de determinar una cantidad de capacidad en exceso en una posicion de espacio en U.
- 4. El metodo segun la reivindicacion 1, en donde la accion de comparar la primera cantidad con al menos una de la segunda cantidad y la tercera cantidad para determinar la cantidad de capacidad en exceso incluye una accion de determinar una cantidad de capacidad en exceso de espacio de bastidor que es inutilizable debido a capacidad insuficiente de potencia o en donde la accion de comparar la primera cantidad con al menos una de la segunda cantidad y la tercera cantidad para determinar la cantidad de capacidad en exceso incluye una accion de determinar una cantidad de capacidad en exceso de potencia que es inutilizable debido a capacidad insuficiente de enfriamiento (104a, 104b) o en donde la accion de comparar la primera cantidad con al menos una de la segunda cantidad y la tercera cantidad para determinar la cantidad de capacidad en exceso incluye una accion de determinar una cantidad de capacidad en exceso de distribucion de potencia que es inutilizable debido a capacidad insuficiente de potencia disponible para distribucion o en donde la accion de comparar la primera cantidad con al menos una de la segunda cantidad y la tercera cantidad para determinar la cantidad de capacidad en exceso incluye una accion de determinar una cantidad de capacidad en exceso de espacio ffsico que es inutilizable debido a capacidad insuficiente de enfriamiento.
- 5. El metodo segun la reivindicacion 1, en donde la accion de comparar la primera cantidad con al menos una de la segunda cantidad y la tercera cantidad para determinar la cantidad de capacidad en exceso incluye una accion de determinar una cantidad de capacidad en exceso de distribucion de potencia que es inutilizable debido a capacidad insuficiente de conectividad de red.
- 6. El metodo segun la reivindicacion 1, en donde la accion de comparar la primera cantidad con al menos una de la segunda cantidad y la tercera cantidad para determinar la cantidad de capacidad en exceso incluye una accion de determinar una cantidad de capacidad en exceso de espacio en U que es inutilizable debido a capacidad insuficiente de soportar peso.
- 7. El metodo segun la reivindicacion 1, en donde la accion de proporcionar la representacion de la primera y segunda cantidades de capacidad en exceso incluye una accion de proporcionar la representacion de otro elemento del sistema.
- 8. El metodo segun la reivindicacion 1, en donde la accion de proporcionar la representacion de la primera y segunda cantidades de capacidad en exceso incluye una accion de presentar la representacion a un usuario de un sistema informatico.
- 9. El metodo segun la reivindicacion 8, en donde la accion de presentar, al usuario del sistema informatico, la representacion de la primera y segunda cantidades de capacidad en exceso incluye las acciones de:51015202530354045presentar, al usuario del sistema informatico, un identificador (122) que identifica el primer tlpo de recurso de centro de datos;presentar, al usuario del sistema informatico, un identificador que identifica el segundo tipo de recurso de centro de datos; ypresentar, al usuario del sistema informatico, un identificador que identifica el al menos otro tipo de recurso de centro de datos.
- 10. El metodo segun la reivindicacion 1, que ademas comprende: determinar una configuracion de equipos de centro de datos que minimiza, respecto a al menos otra configuracion, al menos una de la primera y segunda cantidades de capacidad en exceso del primer tipo de recurso de centro de datos; y proporcionar la configuracion de los equipos de centro de datos a una entidad externa.
- 11. El metodo segun la reivindicacion 10, en donde determinar la configuracion de equipos de centro de datos incluye determinar una ubicacion para el al menos un elemento de equipos de centro de datos.
- 12. El metodo segun la reivindicacion 1, que ademas comprende:comparar la segunda cantidad de capacidad con al menos una de la primera cantidad y la tercera cantidad de capacidad para determinar una cantidad de capacidad en exceso del segundo tipo de recurso de centro de datos que es inutilizable debido a capacidad insuficiente de al menos uno del primer tipo de recurso de centro de datos y el al menos otro tipo de recurso de centro de datos;determinar una configuracion de equipos de centro de datos que minimiza, respecto a al menos otra configuracion, un agregado de la primera y segunda cantidades de capacidad en exceso del primer tipo de recurso de centro de datos y la cantidad de capacidad en exceso del segundo tipo de recurso de centro de datos; yproporcionar la configuracion de equipos de centro de datos a una entidad externa.
- 13. Un sistema para proporcionar una representacion de una capacidad de un recurso de centro de datos (2304), el recurso de centro de datos que soporta la funcionalidad de al menos un elemento de equipos de centro de datos en un centro de datos (100), el sistema que comprende:una entrada configurada para recibir informacion de capacidad que describe una primera cantidad de capacidad de un primer tipo de recurso de centro de datos y que describe una segunda cantidad de capacidad de un segundo tipo de recurso de centro de datos y que describe una tercera cantidad de capacidad de al menos otro tipo de recurso de centro de datos;una salida configurada para proporcionar datos representativos de la primera cantidad de capacidad en exceso del primer tipo de recurso de centro de datos que es inutilizable debido a capacidad insuficiente del segundo tipo de recurso de centro de datos y una segunda cantidad de capacidad en exceso del primer recurso de centro de datos que es inutilizable debido a capacidad insuficiente del al menos otro tipo de recurso de centro de datos; yun controlador acoplado a la entrada y la salida y configurado para:recibir, desde la entrada, la informacion de capacidad que describe la primera cantidad de capacidad del primer tipo de recurso de centro de datos y que describe la segunda cantidad de capacidad del segundo tipo de recurso de centro de datos y que describe la tercera cantidad de capacidad del al menos otro tipo de recurso de centro de datos;comparar la primera cantidad de capacidad con la segunda cantidad de capacidad para determinar la primera cantidad de capacidad en exceso del primer tipo de recurso de centro de datos que es inutilizable debido a capacidad insuficiente del segundo tipo de recurso de centro de datos;comparar la primera cantidad de capacidad con la tercera cantidad de capacidad para determinar la segunda cantidad de capacidad en exceso del primer tipo de recurso de centro de datos que es inutilizable debido a capacidad insuficiente del al menos otro tipo de recurso de centro de datos; yproporcionar, a la salida, una representacion (2302) de la primera y segunda cantidades de capacidad en exceso del primer tipo de recurso de centro de datos en asociacion con una representacion del primer tipo de recurso de centro de datos, una representacion del segundo tipo de recurso de centro de datos y una representacion del al menos otro tipo de recurso de centro de datos.
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