มาตรฐานและการเฝ้าดูอุณหภูมิและความชื้นใน Data Center

การเติบโตของ Data Center ส่งผลให้เกิดความต้องการการบริหารจัดการงานที่เกี่ยวข้องมากเพิ่มขึ้นตามไปด้วย Monitoring Tools for Data Center ที่ดี จะช่วยให้การบริหารจัดการสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับ Data Center เป็นไปอย่างสะดวกรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ

แนวโน้มการเติบโตของ Data Center ในบ้านเราค่อนข้างทะยานสูงขึ้น เห็นได้จากยอดจำหน่ายของอุปกรณ์ ที่เกี่ยวข้องกับการติดตั้งอุปกรณ์สำหรับ Data Center เพิ่มมากขึ้น รวมทั้งมีการอัพเกรดเทคโนโลยีใหม่ๆ และอุปกรณ์เครือข่ายใหม่ๆเพิ่มเติม สิ่งสำคัญที่จะกล่าวถึงในบทความนี้ คือ มาตรฐานในการเฝ้าดู และบริหารจัดการสภาพแวดล้อมของ Data Center ที่ควรรู้จัก และให้ความเอาใจใส่

สภาพแวดล้อมใน Data Center

สภาพแวดล้อมในที่นี้หมายถึงอุณหภูมิ และความชื้นสัมพัทธ์ ประเด็นอยู่ที่ว่า เราใช้มาตรฐานอะไรในการตรวจวัด มีวิธีใดในการตรวจวัด และระดับตัวเลขใดจึงมีความเหมาะสมสำหรับห้องคอมพิวเตอร์ หรือเซิร์ฟเวอร์ใน Data Center ?

หน่วยวัดที่สำคัญอย่างหนึ่งสำหรับห้องเซิร์ฟเวอร์คือจุดน้ำค้าง (Dew point) จุดน้ำค้างคืออุณหภูมิที่ไอน้ำในบรรยากาศกลั่นตัวเป็นของเหลว สิ่งนี้อาจเป็นอันตรายได้เนื่องจากหยดน้ำจะเริ่มปรากฏในสภาพแวดล้อมทางกายภาพที่อุณหภูมินี้ หากสิ่งนี้เกิดขึ้นอาจมีความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนของอุปกรณ์และด้วยเหตุนี้จึงต้องหลีกเลี่ยงอุณหภูมิต่ำกว่าจุดน้ำค้าง จุดน้ำค้างเกิดจากทั้งอุณหภูมิและความชื้น ตัวอย่างเช่นถ้าอุณหภูมิ 68 องศาฟาเรนไฮต์และความชื้นอยู่ที่ 50 เปอร์เซ็นต์จุดน้ำค้างจะอยู่ที่ 48.6 องศา พิกัดที่ยอมรับได้สำหรับ Dewpoint ตามมาตรฐานของ SHRAE อยู่ระหว่างขีดจำกัดที่ 5.5 ° C (41.9°F) และ 15°C (59°F) การวัดอื่นๆคือ อุณหภูมิปฎิบัติงานสูงสุดของ CPU ซึ่งควรจำกัด ไว้ที่ 40°C (104 F) ซีพียูที่เกิด Overheat อาจทำให้ระบบมีการ shutdown บ่อยครั้งและยังเกิดข้อผิดพลาดในการคำนวณเล็กน้อยซึ่งยากที่จะจับและตรวจจับได้

ความชื้นเป็นปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณาเมื่อพูดถึงห้องเซิร์ฟเวอร์ ซึ่งแตกต่างจากอุณหภูมิ สิ่งนี้เป็นปัจจัยที่มองเห็นได้น้อยกว่า และยากที่จะทราบถึงผลกระทบ ความชื้นที่สูงกว่า 60% อาจทำให้อุปกรณ์สึกกร่อนได้ ความชื้นที่ต่ำกว่า 40% อาจทำให้เกิดการสะสมและคายประจุไฟฟ้าสถิต (ESD)

ภาพ 1 แสดง Sensor และอุณภูมิ/ความชื้นที่เหมาะสม

Rack Level Monitoring : ASHRAE ได้แนะนำว่า ควรติดตั้ง sensor อุณหภูมิ เพื่อตรวจวัดตรงบริเวณ Rack จำนวนไม่น้อยกว่า 6 จุด สำหรับ Gartner กล่างว่าเพียง 3 จุดก็เพียงพอแล้ว

ความผิดพลาดที่เกิดขึ้นบ่อยครั้งคือการพึ่งพาการตรวจสอบเงื่อนไขของอุณหภูมิในระดับห้องเท่านั้น โดยไม่ตรวจสอบในระดับของ Rack โดย (ASHRAE) แนะนำเซ็นเซอร์อุณหภูมิไม่น้อยกว่า 6 ตัวต่อ ตู้ Rack 1 ตู้ เพื่อป้องกันอุปกรณ์ ควรติดตั้ง Sensor ที่ด้านบน ตรงกลาง และด้านล่าง และทั้งด้านหน้า และด้านหลัง ของ Rack

เมื่อเกิดปัญหาเรื่องความร้อนเครื่องปรับอากาศจะพยายามชดเชยปัญหาในเบื้องต้น เมื่อเราทำการตรวจสอบอุณหภูมิในระดับห้องเท่านั้น ปัญหาจะถูกตรวจพบก็ต่อเมื่อชุดเครื่องปรับอากาศไม่สามารถชดเชยปัญหาความร้อนได้อีกต่อไป ซึ่งอาจสายเกินไป ... อุณหภูมิของ Rack ไม่ใช่อุณหภูมิของเซิร์ฟเวอร์

ตามที่การ์ทเนอร์ระบุไว้ว่า เราสามารถตรวจสอบอุณหภูมิที่ชั้นวาง ได้ 3 จุด : ที่ด้านหน้า ด้านล่างของ Rack เพื่อตรวจสอบอุณหภูมิของอากาศเย็นที่เดินทางมาถึง Rack (รวมกับการตรวจสอบการไหลของอากาศ) ที่ด้านหน้าด้านบนของชั้นวาง เพื่อตรวจสอบว่าอากาศเย็นทั้งหมดได้เข้าไปที่ด้านบนของ Rack หรือไม่ และสุดท้ายอีกอันที่ด้านหลังส่วนบนของ Rack ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นจุดที่ร้อนที่สุดของ Rack

อุณหภูมิขาเข้า ควรอยู่ระหว่าง 18 ° -27 ° C / 64 ° -80 ° F อุณหภูมิขาออกควรน้อยกว่า 20 ° C / 35 ° F เมื่อเทียบกับอุณหภูมิขาเข้า

Ambient room monitoring

สรุป: การตรวจสอบห้องต้องรักษาอุณหภูมิระหว่างควรอยู่ระหว่าง 18 ° -27 ° C / 64 ° -80 ° F ช่วงพิกัดความชื้นคือ 40% และ 60% rH อุณหภูมิจุดน้ำค้างควรอยู่ที่ 5.5ºC DP ถึง 60% RH และ 15ºC DP

การเฝ้าดู ในห้อง Server หรือ Data Center เป็นการเฝ้าดูสภาพแวดล้อมทั่วไปของห้องที่เกี่ยวกับอุณหภูมิและความชื้นเท่านั้น เราจัดวาง Temperature และ humidity sensors are ไว้ที่ :

จุดที่เป็น “hot zones” ภายใน server room หรือ data center

วางใกล้กันกับ เครื่องปรับอากาศ เพื่อตรวจสอบการทำงานที่ล้มเหลวของเครื่องปรับอากาศ

ภาพ 2 แสดง Recommendation ของอุณหภูมิและความชื้นที่เหมาะสมสำหรับอุปกรณ์ IT

การจัดการอุณหภูมิสำหรับ Data Center

การจัดการ Data Center เป็นเรื่องของการจัดการพื้นที่ว่าง พลังงาน และการทำความเย็น การระบายความร้อนเนื่องจากส่วนประกอบทั้งหมดนี้ ใช้ต้นทุนการดำเนินงานของ Data Center มากกว่า 90% และการระบายความร้อนเป็นองค์ประกอบต้นทุนที่ใหญ่ที่สุดในทั้งหมดนี้ หากเราต้องการ จัดการต้นทุนของ Data Center อย่างมีประสิทธิภาพ เราต้องจัดการระบายความร้อนอย่างเหมาะสม ซึ่งหมายความว่า เราควรทราบว่าอุณหภูมิมีการกระจายตัวและมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไร ในสภาพแวดล้อมของ Data Center และจุดที่เป็น Hot spots อยู่ที่ใด?

ภาพ 3 การตรวจวัดอุณหภูมิในระดับของ Rack

การวัดอุณหภูมิของ Rack

ระบบ Monitoring tools บางระบบขอให้มีการวางตำแหน่งการวัดอุณหภูมิจำนวน 10 หรือ 15 จุดภายใน Rack ซึ่งดูเหมือนจะมากเกินไป จุดที่สำคัญที่สุดในการวัดอุณหภูมิของ Rack คือ 2/3 ของ Rack โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หาก Data Center กำลังใช้ Parameter Cooling ด้วยพื้นยกและแผ่นเจาะรู

ตำแหน่ง ระดับ 2/3 ของ Rack เป็นระดับที่เพียงพอในการวัดอุณหภูมิ หากต่ำเกินไป เช่น ตรงกึ่งกลางของ Rack เป็นการวัดอุณหภูมิไม่ถูกต้อง เพราะเป็นอุณหภูมิที่มาจากแผ่นเจาะรู ในทางตรงกันข้าม หากวางจุดวัดอุณหภูมิสูงเกินไป อาจกลายเป็นการวัดการผสมของ Hot Aisle และ Cold Aisle ซึ่งวิ่งอยู่ที่ด้านบนของ Rack

ตำแหน่งของ Rack ระดับ 2/3 ขึ้นไปจึงเป็นจุดที่ดีในการวัดอุณหภูมิของ Rack

มีจุดที่สำคัญสำหรับการตรวจวัดและควบคุมอุณหภูมิ ใน Data Center เช่นตำแหน่งหรือพื้นที่ๆซึ่งอากาศจาก Hot Aisle และ Cold Aisle มาผสมกัน ส่วนใหญ่อากาศร้อนและเย็นจะมาผสมกันในบริเวณท้ายของแถวของ Rack ควรวางจุดตรวจวัด สองสามจุดไว้ตรงกลางแถวด้วย

นอกจากนี้หาก Data Center มี Rack ซึ่งมีความหนาแน่นสูง จำนวนหนึ่งหรือสองสาม Rack ในแถว เราควรทำการวัด สำหรับ Rack ที่มีความหนาแน่นสูงเหล่านี้ด้วย

ภาพ 4 ตำแหน่งจัดวาง sensor ที่เหมาะสมใน Data Center

แนวทางการระบายความร้อนของ ASHRAE สำหรับการควบคุมอุณหภูมิ

ASHRAE นำเสนอ Guide Line สำหรับ Data Center ในปี 2554 โดย ASHRAE ได้จำแนกประเภทของอุปกรณ์ไอทีไว้ 4 ประเภท รวมทั้งการควบคุมที่เกี่ยวข้อง

การจัดหมวดหมู่จาก A2 ถึง A4 มีลักษณะเหมือนกัน แต่มีรายละเอียดบางอย่างที่ระบุความแตกต่างระหว่างคลาสทั้งสามนี้ สำหรับงานของ Data Center เราจะเน้นเฉพาะคลาส A1 เท่านั้น คำแนะนำของ ASHRAE ค่อนข้างอนุรักษ์นิยม

จุด Dew Point ที่แนะนำควรอยู่ที่ประมาณช่วง 10 องศา ซึ่งไม่ได้หมายความว่าอุณหภูมิของ Data Center อาจมีการแกว่งอย่างกะทันหันระหว่าง 5.5 ถึง 15 องศาเซลเซียส

อุปกรณ์ไอทีไม่ชอบอุณหภูมิและความชื้นที่แปรปรวนอย่างรวดเร็ว ดังนั้นเราจึงต้องมีการควบคุมทั้งอุณหภูมิและความชื้นอย่างเข้มงวดเพื่อให้ Data Center สามารถหลีกเลี่ยงความผันผวนของอุณหภูมิและความชื้นขนาดใหญ่ได้

ภาพ 5 แสดง class ของ ASHRAE ที่ใช้ควบคุมอุณหภูมิ-ความชื้น

ภาพ 6 แสดงระดับอุณหภูมิและความชื้นที่ต้องควบคุมตามคำแนะนำของ ASHRAE

ดร.วิรินทร์ เมฆประดิษฐสิน