Los principales 9 errores en la planificación y diseño de centros de datos

Muchas empresas operan fuera de los umbrales de capacidad segura, con poco o ningún margen para expandirse. Según IDC, el centro de datos medio tiene 9 años. Sin embargo, Gartner afirma que cualquier centro con más de 7 años de antigüedad está obsoleto. Los centros de datos saturados u obsoletos constituyen un obstáculo para las organizaciones en crecimiento, y construir uno o varios centros de datos es a veces la única solución. Si bien la velocidad de salida al mercado es vital para el éxito, las empresas que no evalúen adecuadamente sus necesidades de negocio crearán centros de datos sin ningún porvenir que no cumplirán los objetivos de rendimiento o de tiempo de actividad ni satisfarán las necesidades empresariales futuras.
¿Cómo se puede evitar cometer errores importantes al entrar en el mundo de la construcción y la expansión?

La clave reside en la metodología que se utilice para diseñar y construir las instalaciones del centro de datos. Con demasiada frecuencia, las empresas basan sus planes en vatios por metro cuadrado, en el coste de la construcción por metro cuadrado y en el nivel Tier, criterios que pueden estar mal adaptados a sus objetivos empresariales generales y a su perfil de riesgo. Una planificación deficiente conduce a un mal uso de capital valioso y puede incrementar los gastos operativos.

Muchas organizaciones se ven desbordadas al centrarse en aspectos como "velocidad de avance", iniciativas ecológicas, mantenimiento simultáneo, nivel de eficiencia energética (PUE) y certificación LEED (Liderazgo en Energía y Diseño Medioambiental). Todos estos criterios son fundamentales en el proceso de toma de decisiones. Sin embargo, los detalles a menudo eclipsan el cuadro general. La mayoría de las empresas pierden la oportunidad de negocio que supone la ampliación del centro de datos, una ampliación impulsada por un enfoque holístico.

Si bien hay numerosos consultores en el sector que pueden ayudarnos a encontrar el camino correcto, evaluar la información e ideas puede resultar una tarea abrumadora. Las organizaciones con requisitos de capacidad crítica en el rango de 1 a 3 megavatios pueden pertenecer a esta categoría de riesgo. La naturaleza crítica de los usuarios de tamaño medio no es menos importante que la de los grandes usuarios; sin embargo, los conocimientos técnicos internos necesarios para elaborar planes de ampliación adecuados puede ser limitada. El resultado es una sobrecarga de información procedente de múltiples fuentes, lo que da lugar a confusión y a una toma de decisiones poco acertada.

"Los propietarios de centros de datos tienen muchos problemas en este momento. Sus activos tienen una importancia crítica, pero están fuera de control. El consumo de energía les está costando una fortuna. No pueden refrigerar los activos ni reducir el riesgo de un fallo de suministro catastrófico. Y si realizan una inversión, para el momento en que se pone en marcha ya está obsoleta" – Stanford Group

Es fácil caer en la trampa y centrarse exclusivamente en los costes de capital; el dinero necesario para construir o ampliar puede ser sorprendente. La modelización de los costes de capital es fundamental, pero si no se incluyen los costes de funcionamiento y mantenimiento (OpEx) de la infraestructura de instalaciones críticas de la empresa, se menoscaba gravemente la eficacia del proceso general de planificación empresarial.

Existen dos componentes fundamentales necesarios para crear un modelo de costes de explotación (OpEx) del centro de datos: los costes de mantenimiento y los costes operativos. Los costes de mantenimiento son los costes asociados al correcto mantenimiento de toda la infraestructura de soporte de la instalación crítica. Incluyen, entre otros, contratos de mantenimiento de equipos OEM, gastos de limpieza de centros de datos y costes de subcontratistas para reparaciones y actualizaciones correctivas. Los costes operativos son los costes asociados al funcionamiento diario y al personal in situ. Incluyen, entre otros, los niveles de personal, los programas de formación del personal y seguridad, la creación de documentación de las operaciones específicas del centro, la gestión de la capacidad y las políticas y procedimientos de gestión y control de la calidad. Si no has calculado un presupuesto de gastos para operaciones y mantenimiento (O&M) de 3 a 7 años, no puedes construir un modelo de retorno de la inversión (ROI) que respalde una toma de decisiones empresariales inteligente

Si tienes previsto construir o expandir un centro de datos crítico para la empresa, la mejor estrategia consiste en centrarse en tres parámetros básicos del TCO: 1) gastos de capital, 2) gastos de operaciones y mantenimiento, y 3) costes energéticos. Si se omite algún componente, se corre el riesgo de crear un modelo que no se ajuste correctamente al perfil de riesgo de la organización y al perfil de gastos de la empresa. Si estás tomando la decisión de "comprar" (uso de coubicación/alojamiento) o hacer una construcción interna, el riesgo al no adoptar este enfoque de TCO aumenta considerablemente.

Otro error común es la estimación en sí. Las solicitudes de fondos que se hacen a los consejos de administración para construir o ampliar un centro de datos suelen ser demasiado bajas y acaban fracasando. El flujo de la toma de decisiones se parece al siguiente:

• Se presenta la solicitud de capital y se aprueba tentativamente. Se asignan recursos financieros para investigar, captar y crear un presupuesto real.
• Se dedica tiempo a impulsar el proceso presupuestario anterior.
• Las conclusiones revelan que la solicitud presupuestaria inicial es demasiado baja.
• El proyecto se retrasa. Esto afecta al trabajo de los profesionales y a la capacidad de prestar servicio a clientes reales y potenciales internos y externos.
• Esto nos lleva a un círculo completo, de vuelta al error n.º 1: No adoptar el enfoque de TCO y crear un modelo financiero integral.

Los problemas relativos al coste de construcción pueden evitarse fácilmente, pero estamos destinados al fracaso si caemos en la trampa n.º 3

"Las organizaciones con requisitos de capacidad crítica en el rango de 1 a 3 megavatios pueden pertenecer a esta categoría de riesgo" – Mike Manos, experto del sector

Hay dos errores que pueden poner a tu organización en la espiral de la muerte por exceso de gasto. En primer lugar, todo el mundo quiere un diseño de nivel Tier 3, pero no todos lo necesitan. En segundo lugar, la mayoría de las percepciones de kilovatios por metro cuadrado o rack no están respaldadas por los requisitos reales de la empresa. Muchas veces, el planteamiento "debe tener 300 vatios por pie cuadrado" no está justificado. No construyas en exceso; es un desperdicio de capital. Las instalaciones de mayor nivel también conducen a mayores costes energéticos y de explotación. Esto sirve de base para un modelo de negocio y un retorno de la inversión nefastos. Establece antes los criterios de diseño y las características de rendimiento adecuados. A continuación, aumenta los gastos de capital y de explotación. Asegúrate de tener los criterios de diseño correctos y el modelo financiero establecido antes de visitar el consejo de administración. Para obtener más información sobre los parámetros de diseño, consulta el artículo técnico 142 sobre proyectos de centros de datos y planificación del sistema.

Las organizaciones empiezan normalmente a buscar el espacio perfecto en el que construir antes de establecer los criterios de diseño y las características de rendimiento. Sin esta información vital, no tiene sentido dedicar tiempo a visitar o inspeccionar diferentes sitios. Este caso típico de "poner el carro delante de los bueyes" se produce con mayor frecuencia con usuarios en el rango de 1 a 3 megavatios. Mientras que los grandes usuarios suelen ser expertos en este ámbito y tienen en cuenta la disponibilidad y el coste de la energía, la fibra, los problemas geográficos, como terremotos, tornados, llanuras aluviales, etc., los usuarios de referencia suelen tener modelos de negocio que dictan la necesidad de construir o renovar una estructura en su región central de negocio. El problema de escoger un emplazamiento de forma prematura o en función de una geografía limitada es que, con frecuencia, el emplazamiento no satisface los requisitos de diseño. Por ejemplo, tener el centro de datos dos plantas por debajo de la oficina en un rascacielos o incluso a dos manzanas de distancia resulta conveniente, pero los centros de datos críticos para la empresa tienen una larga lista de criterios relativos al emplazamiento que normalmente no pueden satisfacerse en un espacio multiempresa sin que los costes de construcción sean significativamente mayores o se limite el espacio para futuras ampliaciones. El artículo técnico 81 sobre selección del emplazamiento para instalaciones de importancia crítica ofrece más información para evitar este gran error. Algunas organizaciones basan sus criterios de búsqueda en la cantidad de suelo elevado necesaria para alojar su infraestructura de TI crítica. Esto puede conducir al siguiente gran error

"Aunque el diseño físico de un centro de datos es fundamental, la forma en que se opera y se mantiene un emplazamiento desempeña un papel más importante en su disponibilidad" - The Uptime Institute

La cantidad de espacio necesaria para alojar los componentes de la infraestructura del centro de datos puede ser considerable. En los sistemas más robustos, la proporción entre el suelo elevado y el equipo de apoyo puede ser de 1 a 1. Muchas organizaciones basan sus requisitos de espacio solo en el equipo de TI. Sin embargo, los equipos mecánicos y eléctricos requieren una cantidad significativa de espacio. Además, muchas organizaciones pasan por alto los metros cuadrados necesarios para albergar las oficinas, los estantes de equipos y las áreas de preparación y montaje de los equipos de TI. Por lo tanto, es absolutamente esencial determinar los criterios de diseño antes de desarrollar el plano espacial. Sin eso, no hay manera de conceptualizar el espacio total necesario para satisfacer las necesidades generales.

El sector de los centros de datos se ha esforzado mucho por promover la importancia de los diseños modulares. Sin embargo, el uso de un enfoque modular no garantiza el éxito. Los enfoques modulares se basan en añadir "trozos" de equipos de infraestructura adicionales en un "modo justo a tiempo" para retener capital. Las organizaciones siguen "encerrándose en un callejón sin salida" y utilizando una bola de cristal equivocada para adivinar sus necesidades futuras. Todo puede cambiar, y lo hará. Los diseños modulares y flexibles son la clave del éxito a largo plazo. Incluso la mejor planificación de kilovatios por metro cuadrado/rack puede quedar obsoleta debido a la consolidación, al crecimiento exponencial del negocio a través de adquisiciones o a un giro brusco hacia un espacio de alta densidad no planificado. Desde el punto de vista eléctrico, debes asegurarte de que el diseño ofrezca la posibilidad de añadir capacidad de SAI a los módulos existentes sin que se produzca un corte de suministro. Diseña tus sistemas de distribución de entrada y salida de manera que sean capaces de adaptarse a cualquier cambio futuro que pueda haber con respecto a los criterios de construcción de base. El coste de sobredimensionar la distribución en previsión de futuras necesidades de capacidad no es significativo en el modelado del coste total de propiedad global. Desde un punto de vista mecánico, la mayoría de los usuarios pueden satisfacer sus requisitos de refrigeración a través de un sistema perimetral convencional con una altura adecuada del suelo y una buena planificación de pasillos calientes/fríos. No obstante, la implementación de un sistema de alta densidad puede cambiarlo todo. Asegúrate de que tu diseño central permita la implementación flexible (ininterrumpida) de soluciones de refrigeración personalizadas en rack o en fila.

El cálculo del PUE es una herramienta eficaz para promover y medir la eficiencia energética. Sin embargo, unas afirmaciones vagas con respecto a la eficiencia energética pueden dar lugar a graves malentendidos. En casi todos los proyectos de nueva construcción y ampliación, existe un coste de capital asociado a mejorar el PUE. Muchas veces, las organizaciones establecen un objetivo de PUE con las mejores intenciones, pero en el cálculo no tienen en cuenta todos los factores pertinentes. Tienes que entender perfectamente cuál es el ROI de los gastos de capital necesario para alcanzar tus objetivos. Deberías preguntarte lo siguiente: ¿cuál es el coste total de propiedad en relación con el PUE objetivo?

Hay muchas formas de ilustrar y comprender el desglose del equilibrio entre PUE, ROI y TCO. Estos son tres ejemplos cautelares que representan un error o un malentendido:

• ¿En qué día se hizo el cálculo correspondiente a los "criterios de diseño"? ¿Se eligió el "día perfecto» para el cálculo o la medición? ¿O se basó el cálculo en un promedio anual?
• ¿Se basó el cálculo en unas condiciones de funcionamiento del centro de datos con carga completa o parcial? Todas las curvas de eficiencia de los equipos cambian en función de los perfiles de carga. Los PUE cambian diariamente, si no cada hora, en condiciones de funcionamiento reales.
• Por último, hay un debate en curso sobre la eficiencia de los sistemas de refrigeración por aire y los sistemas de refrigeración por agua. Cada aplicación tiene múltiples opciones de "refrigeración gratuita" o "economizador" a fin de mejorar el PUE. Para este ejemplo, al adoptar una decisión empresarial sobre el TCO/ROI, debes hacerte la siguiente pregunta: ¿Cuál es el coste del agua de reposición y del mantenimiento por tratamiento de aguas de la solución de refrigeración por agua? Es necesario tener en cuenta que un centro de datos típico de 2 megavatios que utilice torres refrigeradas por agua necesitará de 190 a 230 mil litros de agua de reposición al día.

Utiliza el nivel de eficiencia energética a tu favor para satisfacer los objetivos generales de tu empresa, pero sé prudente. Intenta no caer en la trampa de utilizar la fórmula de cálculo para justificar los presupuestos globales de gastos de capital y operativos.

Hasta la fecha, el U.S. Green Building Council (USGBC) no ha establecido normas específicas para los criterios LEED de los centros de datos. Sin embargo, la certificación puede obtenerse utilizando la lista de verificación LEED para interiores comerciales. Se presentan tres errores básicos:

• No tener una comprensión básica de los criterios de calificación. Esto se puede corregir consultando el documento al que se hace referencia anteriormente.
• Ignorar la certificación LEED hasta el último momento. La obtención de la certificación LEED comienza con el concepto de diseño y termina con la certificación formal una vez finalizado el proyecto. Contrata a un profesional o consultor LEED cualificado al comienzo del proceso de planificación.

Habrá costes asociados a la obtención de la certificación. Si no se tienen en cuenta estos gastos, el coste total de propiedad y los procesos de planificación de decisiones empresariales se verán afectados

Como ya hemos dicho, cuanto más simple, mejor. Independientemente del nivel Tier que hayas elegido, hay muchas maneras de diseñar un sistema eficaz. Con demasiada frecuencia, los objetivos de redundancia provocan una complejidad excesiva. Añade los múltiples enfoques para construir un sistema modular y todo se complica rápidamente.

Al tratarlo internamente o con el consultor elegido, el objetivo número uno debe ser mantener la máxima sencillez. ¿Por qué?

• La complejidad suele implicar más equipos y componentes. Más piezas equivalen a más puntos de fallo.
• Error humano. Las estadísticas son diversas, pero coherentes. La mayoría de las interrupciones en centros de datos se deben a errores humanos. Los sistemas complejos aumentan el riesgo operativo.
• Coste. Los sistemas sencillos son menos costosos de construir.
• Costes operativos y de mantenimiento. Una vez más, la complejidad suele significar más equipos y componentes. Los costes de funcionamiento y mantenimiento incrementales pueden aumentar exponencialmente.
• Diseña pensando en el fin. Muchos diseños parecen buenos sobre el papel. Es fácil para ti o para tu consultor justificar la configuración elegida y el potencial de tiempo de actividad resultante. Sin embargo, si el diseño no tiene en cuenta el factor de "mantenibilidad" a la hora de operar o realizar tareas de mantenimiento, se pondrán en peligro el tiempo de actividad del sistema y la seguridad del personal.

Aunque muchos diseños, construcciones y ampliaciones de centros de datos acaban siendo un fracaso, el tuyo no tiene por qué serlo. Si evitas los 9 errores principales descritos en este documento, irás por buen camino para lograr el éxito. En resumen:

1. Empieza con un enfoque de coste total de propiedad
• Evalúa tu perfil de riesgo con respecto a tu perfil de gastos empresariales
• Crea un modelo que incorpore los gastos de capital, los gastos de explotación y los costes energéticos

2. Determina los criterios de diseño y las características de rendimiento
• Basa estos criterios en tus objetivos de negocio y tu perfil de riesgo
• Permite que esos criterios determinen realmente el diseño, incluido el nivel Tier, el emplazamiento y el plano espacial, y no a la inversa

3. Diseña con simplicidad y flexibilidad
• Usa un diseño que satisfaga tus requisitos de tiempo de actividad, pero que también mantenga bajos los costes durante la construcción y el funcionamiento; la simplicidad es clave.
• Da cabida a la ampliación no planificada mediante un diseño flexible

4. Si incluyes PUE y LEED en tus criterios, infórmate acerca de los malentendidos más comunes y los gastos asociados a cada uno de ellos.

Con una planificación adecuada y utilizando el enfoque del TCO, puedes crear un centro de datos que satisfaga los objetivos de rendimiento de tu organización y las necesidades empresariales de hoy y del mañana.

Mike M. Hagan se unió a Schneider Electric en 2011 poco después de la adquisición de Lee Technologies. Antes de eso, había trabajado en Lee Technologies desde 1988.

Como veterano del sector, con una experiencia de 25 años, Mike Hagan aporta un enfoque de ventas y marketing orientado al cliente que se centra en el desarrollo de estrategias de negocio con las soluciones tácticas adecuadas. Está comprometido con la planificación de centros de datos basada en principios empresariales básicos, como la obtención de una ventaja competitiva, la reducción de los costes de explotación, la conservación del capital, la expansión en los mercados y el aumento de los beneficios.

Mike Hagan es autor de numerosos artículos técnicos y para revistas del sector, y es ponente habitual en eventos de la industria, como Tier1, 7x24 Exchange, Data Center Dynamics, AFCOM y CoreNet Global. Antes de incorporarse a Lee Technologies, ocupó cargos sénior de dirección y ventas en Liebert, Hitachi, SunGard y Danaher Corporation. Es licenciado en Ingeniería de Fabricación por la Universidad de Miami en Oxford, Ohio.

John Lusky es director de ingeniería eléctrica en la división Diseño y Construcción del grupo de servicios de Lee Technologies. Sus responsabilidades actuales incluyen la estimación y el diseño de sistemas de alimentación críticos relacionados con los entornos de los centros de datos.

Con más de 14 años de experiencia en el diseño, construcción, integración e instalación de controles en centros industriales y sistemas de alimentación críticos, John sigue cuestionando el statu quo en el campo de la ingeniería. Su amplia experiencia en el control de procesos y la automatización industrial le ha proporcionado un conocimiento exhaustivo de diferentes sistemas de control y una clara percepción de las interacciones presentes en sistemas altamente redundantes que abarcan múltiples disciplinas en un entorno crítico. John ha desarrollado una serie de soluciones extremamente robustas, a la vez que rentables, que permiten ampliar los sistemas en módulos a medida que aumenta la carga.

El profundo conocimiento de John de las actividades de construcción y mantenimiento en entornos de centros de datos permite minimizar los problemas durante la construcción y facilitar las actividades de mantenimiento futuras. John colabora estrechamente con los clientes para determinar sus necesidades específicas, sin tratar de adaptarlas a un diseño existente. Además, trabaja periódicamente con ellos para ayudarles a comprender el modelo de coste total de propiedad, la selección del emplazamiento y las iniciativas PUE/LEED.

Tuan Hoang, P.E. es ingeniero jefe de Lee Technologies y dirige el equipo de diseño e ingeniería de la empresa en el desarrollo de soluciones para centros de datos. Entre las responsabilidades de Tuan se incluyen la estimación y el diseño de diferentes sistemas de climatización críticos, incluidos los sistemas de aire acondicionado para equipos informáticos, enfriadoras, torres y humidificación. Antes de incorporarse a Lee Technologies en 2005, Tuan diseñó sistemas vitales de refrigeración y ventilación para portaaviones de la Armada estadounidense con Northrop Grumman, así como con una empresa de instalaciones mecánicas, eléctricas y de fontanería (MEP).

Como veterano con 10 años de experiencia en sistemas de refrigeración críticos, Tuan ofrece al sector de los centros de datos un enfoque diverso respecto al diseño de sistemas críticos. Su experiencia abarca la evaluación de instalaciones, cálculos de crecimiento futuro previsto y soluciones para facilitar una transición fluida entre las distintas etapas de desarrollo.

Scott Walsh, profesional acreditado LEED, trabaja como ingeniero para la división Diseño/Construcción del grupo de servicios de Lee Technologies. Las responsabilidades actuales de Scott incluyen la investigación y verificación en campo; selección y especificación de equipos; cálculos de carga; verificación de documentos de diseño para el cumplimiento de códigos; redacción; producción de documentos de trabajo para construcción y la coordinación sobre el terreno.

Con más de 7 años de experiencia en el sector de los centros de datos, la experiencia de Scott incluye diseño mecánico, análisis de requisitos, planificación de proyectos LEED, planificación estratégica de proyectos, desarrollo de ingeniería y gestión de proyectos de centros de datos. Cuenta con experiencia especializada en el uso de PUE para desarrollar diseños para una amplia gama de proyectos de centros de datos conforme a LEED.