En primer lugar, entraremos en la parte eléctrica identificando donde se encuentran las pérdidas y cómo combatirlas si es que hay alguna oportunidad para ello. La cadena comienza por la generación transporte y distribución que, aunque importantes en el conjunto de pérdidas, entenderemos como ajenas al data center y, por tanto, fuera de estas consideraciones. Por tanto, el punto de entrada vamos a fijarlo en la acometida de alta tensión y, desde ahí, hasta los propios equipos IT, sin incluir la alimentación eléctrica de clima, que será objeto de capítulo aparte.
Este tramo de la cadena está ocupado, en sus partes más representativas, por los centros de transformación, los UPS, las PDU, los sistemas de transferencia y, aunque pertenezcan claramente a la parte IT, las fuentes de alimentación de los servidores y sus ventiladores internos.
Si ordenamos estos elementos en función de las pérdidas que presentan, en primer lugar, nos encontraríamos con las fuentes de alimentación en las que, aunque se ha mejorado mucho últimamente, no dejan de registrarse valores próximos al 20% (hace todavía no demasiados años, entre las fuentes y los ventiladores suponían un 30% del consumo del servidor).
Además, la alimentación dual consistente en una doble línea de suministro y que es el sistema más generalizado actualmente, al tiempo que supone una innegable mejora en cuanto a la disponibilidad del servicio, representa también una mayor pérdida ya que el consumo de dos fuentes a carga parcial es mayor que el de una fuente única que alimente la totalidad de la carga de trabajo.
Mejora de la eficiencia en las fuentes de alimentación
Las posibles mejoras de eficiencia en la parte de las fuentes de alimentación vienen por una doble vía. La primera por la evolución de la tecnología aplicada a las propias fuentes, donde los rendimientos siguen siendo mejorables, aunque no se esperan grandes logros a corto plazo más allá de los conseguidos hasta el presente. La segunda mediante el paso del sistema de suministro hacia la corriente continua como alimentación de los servidores.
El ahorro en esa primera conversión dentro del equipo IT es uno de los argumentos principales para la eficiencia (los resultados de pruebas realizadas en 2007 en el LBNL mostraban ahorros de hasta un 28%) pero, aunque supusiera entonces una línea claramente recomendable, no ha habido todavía un movimiento mayoritario destacable hacia ese tipo de solución. Es más, las proporciones siguen siendo parecidas a las que se tenían hace años.
El segundo campo en orden de importancia (incluso podríamos decir que el primero si nos remontásemos un tiempo suficiente) es el de los UPS, donde los rendimientos según el estado de carga pueden oscilar hoy entre el 94 y el 98% (pérdidas entre el 2 y el 6%) pero donde no hay que remontarse ni siquiera antes del 2000 para encontrar ejemplos de pérdidas próximas al 30% en estados de carga en el entorno de un 25%, algo muy habitual en los centros de datos diseñados en redundancia distribuida. Es más, en topologías tipo 2x(N+1) el tema adquiría tintes aún más gravosos.
Entre los fabricantes de estos componentes, el objetivo de minimizar las pérdidas ha sido prioritario y ha dado unos importantes frutos de forma que ya, hoy en día, la mera posibilidad de acudir a modos de funcionamiento eco-mode que estuvieron de moda hace todavía no demasiado tiempo, está en discusión, tal es la proximidad entre las cifras de ese modo con las de un funcionamiento llamémosle clásico. Por tanto, e independientemente de que unos rendimientos teóricos actuales de 0,98 no se cumplan en condiciones reales de funcionamiento, los valores que se obtienen sí que están lo suficientemente optimizados como para que las posibilidades de mejora sean escasas y, en cualquier caso, con poco recorrido.
En cualquier caso, e independientemente de los argumentos desde el punto de vista de la eficiencia en los dos primeros campos referidos, el hecho de pasar de ca a cc y luego de cc a ca en el propio UPS, para luego volver a cambiar de ca a cc en el equipo IT, no deja de tener su miga.
El tercer campo lo encontramos en los transformadores, tanto en los de la acometida como, cuando se utilizan, en los de aislamiento. Los primeros con pérdidas en el entorno de un 1% y una independencia bastante notoria respecto del estado de carga, siendo esta una parte de la instalación que está creciendo en la medida en que las potencias de diseño están elevándose progresivamente, lo que implica una mayor distribución en circuitos de tensión más elevada y, en ya bastantes ocasiones, la presencia de una subestación propia.
Los segundos, con valores alrededor del 1,5%, utilizados siempre en las PDU asociadas a lugares donde la tensión de salida de los UPS no coincide con la de alimentación de los equipos IT (por ejemplo, los 480 V de USA) y, en otros casos, allá donde resulta conveniente acudir a una independización de circuitos o a un determinado blindaje electromagnético.
Y hablando de tensiones, también conviene resaltar que la comparativa entre los 120 V en la alimentación de los servidores con respecto a nuestros 230 V siempre es desfavorable a aquellos, ya que a mayores corrientes mayores pérdidas en todos los componentes.
Por último, la presencia de sistemas de transferencia estática (STS) en los circuitos de distribución añade otro 1% de pérdidas a las que hay que sumar otro 1% que se reparte entre todo el resto del sistema de suministro, es decir, conductores, cuadros, interruptores de protección, etc.
Las conclusiones que podemos extraer del análisis de la “cadena” de suministro eléctrico al equipo IT, son:
- El campo de mayor calado es el propio hardware de los equipos IT y ese es un terreno exclusivo de los fabricantes de esa parte, con lo cual, volvemos a encontrarnos con los argumentos ya utilizados en los capítulos 1 y 2 de esta historia.
- Se encuentra bastante optimizada en casi todas las etapas en aquellos lugares dotados de un equipamiento moderno y no tanto en aquellos otros más antiguos donde puede resultar recomendable un estudio sobre el retorno de una inversión en componentes más modernos.
- Las pérdidas pequeñas son el peaje que hay que pagar por funciones que mejoran la disponibilidad y la balanza cae siempre de este lado
