I 9 principali errori nel Data Center Design

Molte aziende operano al di fuori delle soglie di capacità di sicurezza, con un margine di espansione minimo o nullo. Secondo IDC, il Data Center medio ha 9 anni. Gartner, tuttavia, sostiene che qualunque sito più vecchio di 7 anni può essere considerato obsoleto. Il sovraffollamento e l'obsolescenza dei Data Center rappresenta un vero e proprio ostacolo per le organizzazioni in crescita per cui talvolta l'unica soluzione è quella di creare nuovi Data Center. Anche se i tempi di commercializzazione sono fondamentali per il successo, le aziende che non riescono a valutare adeguatamente le proprie esigenze aziendali creeranno Data Center inattivi che non raggiungeranno gli obiettivi di rendimento in termini di uptime o risponderanno alle future esigenze aziendali Come evitare di commettere gravi errori quando si entra nel mondo del Data Center design?

La risposta è la metodologia utilizzata per la progettazione e la realizzazione delle strutture per Data Center, conosciuta anche come Data Center design. Troppo spesso le aziende basano i propri piani sui watt per metro quadro, sui costi di realizzazione per metro quadro e sul livello, criteri che potrebbero non essere allineati con gli obiettivi aziendali globali e il profilo di rischio. Una pianificazione di scarso livello comporta un utilizzo improprio delle risorse di capitale e può implicare un notevole incremento delle spese di esercizio.

Molte organizzazioni sono alle prese con numerosi problemi connessi al Data Center Design: aumento della produttività con contemporaneo abbattimento dei costi, requisiti ambientali, concorrenza sempre più spietata, efficienza dell'utilizzo dell'energia (PUE) e certificazione LEED (Leadership in Energy and Environmental Design). Tutti questi criteri sono fondamentali nel processo decisionale. I dettagli, tuttavia, molte volte sono ancora più importanti del quadro complessivo. La maggior parte delle aziende non sfrutta le opportunità dell'espansione di un Data Center, un'espansione basata su un approccio olistico.

Anche se i consulenti in grado di indicare la strada giusta per un’efficace Data Center design non mancano, la valutazione delle idee e degli input può essere particolarmente scoraggiante. Le organizzazioni con requisiti di capacità critici compresi tra 1 e 3 megawatt possono rientrare in questa categoria a rischio. La natura critica degli utenti di medie dimensioni non li rende meno importanti degli utenti più grandi; la competenza tecnica interna, tuttavia, potrebbe non bastare per attuare una corretta espansione. Il risultato è un sovraccarico di informazioni provenienti da più fonti, che generano confusione e ostacolano il processo decisionale.

"Attualmente, i proprietari dei Data Center devono affrontare numerosi problemi. Le risorse in campo sono fondamentali ma sono fuori controllo. I consumi energetici incidono a dismisura sul budget. Non si riesce a raffreddare adeguatamente le apparecchiature e ad abbattere i rischi di interruzioni catastrofiche. Gli investimenti diventano rapidamente obsoleti non appena vengono attuati" – Stanford Group

Concentrarsi esclusivamente sui costi di capitale è una trappola, in quanto le risorse finanziarie necessarie per la crescita e l'espansione possono raggiungere cifre notevoli. La creazione di un modello di costo di capitale è fondamentale, ma se non si includono i costi di esercizio e manutenzione (OpEx) delle infrastrutture aziendali critiche, l'efficacia del processo di pianificazione globale risulta totalmente compromessa.

Sono due i componenti critici necessari per la creazione di un modello di costo OpEx per un Data Center: i costi di manutenzione e i costi di esercizio. I costi di manutenzione sono quelli associati alla corretta manutenzione di tutta l'infrastruttura di supporto critica. Tali costi includono, tra l'altro, i contratti di manutenzione delle apparecchiature OEM, le spese di pulizia dei Data Center e i costi dei subappaltatori per le riparazioni e gli aggiornamenti. I costi di esercizio sono quelli associati all'operatività quotidiana e al personale in loco. Includono, a titolo esemplificativo ma non esaustivo, il numero di dipendenti, i programmi di formazione e sicurezza del personale, la creazione di documentazione operativa specifica del sito, la gestione della capacità e le politiche e procedure QA/QC. Se non è stato possibile calcolare un budget spese di esercizio e manutenzione (O&M) di 3-7 anni, non è possibile creare un modello di ritorno sull'investimento (ROI) che supporti decisioni aziendali intelligenti

Se si prevede di costruire o espandere un Data Center business-critical, l'approccio migliore è concentrarsi su tre parametri basilari del TCO: 1) spese di capitale, 2) spese di esercizio e manutenzione e 3) costi energetici. Se si trascura uno di questi tre componenti, si corre il rischio di creare un modello non allineato al profilo di rischio e al profilo di spesa dell'organizzazione. Se si decide se "acquistare" (hosting o colocation) o creare una struttura interna, il rischio di trascurare questo approccio al TCO si amplifica notevolmente.

Un altro errore comune riguarda la stima stessa. Le richieste finanziarie sottoposte al consiglio di amministrazione per l'espansione o la realizzazione dei Data Center sono spesso troppo limitate e poco realistiche. Il flusso decisionale è simile al seguente:

• La richiesta di capitali viene formulata e approvata provvisoriamente. Vengono stanziate risorse finanziarie per l'analisi e la creazione di una previsione di spesa realistica.
• Il processo per lo stanziamento delle risorse richiede tempo.
• I risultati rivelano che la richiesta finanziaria iniziale è insufficiente.
• Il progetto viene rinviato. Tutto ciò si ripercuote sulle prospettive future, sulle carriere e sulla capacità di fornire servizi ai clienti interni ed esterni.
• Si ritorna così all'errore 1: Mancata adozione di un approccio al TCO e creazione di un modello finanziario olistico.

I problemi legati ai costi di realizzazione possono essere facilmente evitati, ma se si incappa nella terza trappola il fallimento è dietro l'angolo

"Le organizzazioni con requisiti di capacità critici compresi tra 1 e 3 megawatt possono rientrare in questa categoria a rischio" - Mike Manos, esperto del settore

Due sono i passi falsi che possono trascinare un'organizzazione nella spirale dei costi eccessivi e incontrollati. Primo: tutti mirano a un progetto di livello 3, anche se non ne hanno bisogno. Secondo: il calcolo dei kilowatt per metro quadro o per rack non rispecchia i requisiti aziendali effettivi. Troppe volte la frase "abbiamo bisogno di 300 watt a metro quadro" non è sorretta da alcuna giustificazione. Per non sprecare le risorse finanziarie, è necessario evitare il sovradimensionamento. Le strutture di livello superiore implicano un aumento dei costi di esercizio e manutenzione e dei costi energetici. Tutto ciò sta alla base di un modello operativo inadeguato e di un ROI impreciso. Occorre definire prima i criteri di progettazione e le caratteristiche prestazionali. Successivamente, in base a questi dati, si ricavano le spese di capitale e le spese di esercizio. I criteri di progettazione devono essere validi e il modello finanziario deve essere rifinito adeguatamente prima di sottoporlo al consiglio di amministrazione. Per ulteriori informazioni sui parametri di progettazione, consultare il white paper n. 142, Progetti di Data Center: pianificazione dei sistemi.

Le organizzazioni spesso cominciano cercando lo spazio ideale per realizzare il Data Center prima di definire i criteri di progettazione e le caratteristiche prestazionali. Senza queste informazioni, non ha senso perdere tempo a visitare o esaminare vari siti. Questo scenario in cui si "mette il carro davanti ai buoi" si verifica molto frequentemente con gli utenti nella fascia da 1 a 3 megawatt. Mentre gli utenti più grandi generalmente sono esperti in questo campo e considerano la disponibilità di potenza e i costi, la fibra, le problematiche di natura geografica (ad es. terremoti, trombe d'aria, alluvioni ecc.), i modelli operativi degli utenti di base spesso impongono la necessità di creare o rinnovare solo la scorza e non il nucleo dell'attività. Il problema della scelta prematura del sito o della considerazione di un ambito geografico limitato spesso si ripercuote sull'idoneità del sito a soddisfare i requisiti progettuali. Il Data Center, ad esempio, dovrebbe trovarsi due piani al di sotto dell'ufficio più alto o perfino a due isolati di distanza, ma i Data Center business-critical implicano la considerazione di un lungo elenco di criteri relativi al sito che generalmente non sono adatti a uno spazio multitenant per i costi di realizzazione più elevati o le limitazioni di spazio per una futura espansione. Il White paper n. 81, Selezione dei siti per infrastrutture mission-critical, fornisce ulteriori informazioni per evitare questo grave errore. Alcune organizzazioni basano i criteri di ricerca del sito sulla quantità di spazio necessario sul pavimento per sistemare le infrastrutture informatiche critiche. Questo può portare al prossimo grande errore

"Anche se la progettazione fisica di un Data Center è critica, la modalità di esercizio e manutenzione di un sito svolge un ruolo più significativo nel raggiungimento della disponibilità del sito" - Uptime Institute

La quantità di spazio per la sistemazione dei componenti infrastrutturali del Data Center può essere notevole. Nel più solido dei sistemi, il rapporto tra superficie del pavimento rialzato e apparecchiature di supporto può essere anche 1 a 1. Numerose organizzazioni basano i loro requisiti di spazio solo sulle apparecchiature informatiche. Anche le apparecchiature meccaniche ed elettriche, tuttavia, richiedono una notevole quantità di spazio. Molte organizzazioni, inoltre, trascurano la superficie necessaria delle aree per l'allestimento di uffici, apparecchiature e attrezzature informatiche. È indispensabile, quindi, determinare i criteri di progettazione prima organizzare gli spazi. Senza tali criteri non c'è modo di concettualizzare i requisiti totali di spazio per soddisfare le esigenze operative.

Nel settore dei Data Center non si finisce mai di sottolineare l'importanza del design modulare. L'adozione di un approccio modulare, tuttavia, non garantisce di per sé un risultato soddisfacente. Gli approcci modulari si basano sull'aggiunta di blocchi di apparecchiature informatiche supplementari solo quando occorrono, per risparmiare capitali. Le organizzazioni si trovano ancora a percorrere vicoli ciechi, affidandosi alla sfera di cristallo sbagliata per indovinare le esigenze future. Tutto cambia. La modularità e la flessibilità del progetto sono requisiti fondamentali per ottimizzare i risultati a lungo termine. Anche la migliore pianificazione basata sui kilowatt a metro quadro o a rack può diventare obsoleta a causa del consolidamento, della crescita esponenziale dell'attività tramite acquisizioni o di un netto cambio di traiettoria non previsto verso l'alta densità. Dal punto di vista elettrico, il progetto deve contemplare la possibilità di aggiungere gruppi di continuità ai moduli esistenti per evitare i tempi di fermo. Occorre progettare i sistemi di distribuzione di input e output per non trovarsi impreparati ai cambiamenti futuri nei criteri realizzativi di base. Il costo del sovradimensionamento della distribuzione per soddisfare i futuri requisiti di capacità è insignificante nella creazione di un modello di TCO globale. Dal punto di vista meccanico, molti utenti possono soddisfare i requisiti di raffreddamento tramite un impianto perimetrale con un'adeguata altezza del pavimento e la previsione di un corridoio caldo/freddo. Ciononostante, basta implementare apparecchiature ad alta densità per cambiare le carte in tavola. Gli elementi fondamentali del progetto devono essere improntati sulla flessibilità di implementazione, senza soluzione di continuità, di sistemi di raffreddamento in-rack o in-row personalizzati.

Il PUE (Power Usage Effectiveness) è uno strumento efficace per promuovere e misurare l'efficienza energetica. Alcune affermazioni comuni sull'efficienza energetica, tuttavia, possono causare notevoli incomprensioni. In quasi tutti i casi, per le nuove strutture e per l'espansione di strutture già esistenti, i costi di capitale dipendono dalla riduzione del PUE. Molte volte le organizzazioni definiscono obiettivi PUE con tutte le buone intenzioni, ma nel calcolo non tengono conto di alcuni fattori che invece dovrebbero essere considerati. Per raggiungere i propri obiettivi, è necessario comprendere pienamente il significato del ROI in relazione alle spese di capitale. Occorre chiedersi: qual è il rapporto tra TCO e realizzazione degli obiettivi PUE?

Molti sono i sistemi per illustrare e comprendere l'analisi dell'equilibrio tra PUE, ROI e TCO. A titolo precauzionale, di seguito sono riportati alcuni esempi di errori e incomprensioni:

• Per il calcolo quale giorno è stato scelto nella definizione dei criteri di progettazione? È stato calcolato o misurato il "giorno perfetto"? Oppure il calcolo è stato basato su una media annua?
• Il calcolo è stato basato su una condizione operativa di pieno carico o carico parziale del Data Center? Le curve di efficienza delle apparecchiature cambiano a seconda dei profili di carico. Nelle condizioni reali di esercizio, il PUE cambia ogni giorno, se non ogni ora.
• L'efficienza dei refrigeratori raffreddati ad acqua e di quelli raffreddati ad aria attualmente è oggetto di un vivace dibattito. Ogni applicazione implica diverse possibilità di adottare applicazioni "free cooling" o soluzioni di economizzazione per abbattere il PUE. Per questo esempio, quando si decide in merito al TCO/ROI, occorre porsi la seguente domanda: qual è il costo dei requisiti di manutenzione per il trattamento dell'acqua di reintegro e del trattamento dell'acqua per la soluzione raffreddata ad acqua? È importante rendersi conto che un tipico Data Center da 2 megawatt con apparecchiature tower con raffreddamento ad acqua richiede tra 190.000 e 230.000 litri d'acqua di reintegro al giorno.

Utilizzare il PUE a proprio vantaggio ma con particolare cautela per soddisfare gli obiettivi operativi globali. Evitare le trappole dell'errato utilizzo della formula di calcolo per giustificare le spese di capitale globali e le risorse finanziarie stanziate per le spese di esercizio.

Finora l'USGBC (U.S. Green Building Council), il Consiglio statunitense per l'edilizia ecologica, non ha definito criteri specifici per la certificazione LEED dei Data Center. La certificazione, tuttavia, può essere ottenuta utilizzando la lista di controllo Commercial Interiors. Tre sono i principali passi falsi:

• Mancato sviluppo delle conoscenze basilari dei criteri di qualificazione. A ciò è possibile porre rimedio consultando il documento sopra citato.
• Ottenimento della certificazione LEED in un secondo momento. Il processo per ottenere la certificazione LEED comincia con l'idea progettuale e termina con il rilascio di una certificazione formale al completamento del progetto. All'inizio del processo di pianificazione è opportuno rivolgersi a una ditta di consulenza o a un professionista qualificato LEED.

La certificazione ha un costo. Se non si tiene conto di queste spese, il TCO, i processi decisionali e la pianificazione operativa ne risentiranno

Come già detto, la semplicità è sempre la soluzione migliore. A prescindere dal livello di scelta, esistono decine di sistemi per progettare un sistema efficiente. Gli obiettivi di ridondanza troppo spesso producono complessità eccessive. L'aggiunta di più approcci alla creazione di un sistema modulare complica rapidamente le cose.

Quando ci si impegna internamente o con un consulente scelto, l'obiettivo principale dovrebbe essere la semplicità. Perché?

• La complessità spesso richiede più apparecchiature e più componenti. L'aumento degli elementi in gioco implica un aumento dei guasti.
• Errore umano. I dati statistici sono vari ma coerenti. La maggior parte dei blocchi dei Data Center è dovuta all'errore umano. La complessità dei sistemi aumenta i rischi operativi.
• Costi. Realizzare sistemi semplici costa meno.
• Costi di esercizio e manutenzione. Ancora una volta la complessità implica l'aumento del numero di apparecchiature e di componenti. I costi di esercizio e manutenzione incrementali possono crescere in maniera esponenziale.
• L'obiettivo finale del progetto deve essere ben chiaro. Sulla carta molti progetti sembrano validi. È semplice per l'utente o per un consulente giustificare la configurazione scelta e i conseguenti tempi di fermo potenziali. Tuttavia, se il progetto non considera il fattore della "manutenibilità" nell'esercizio e nella manutenzione, la sicurezza del personale e i tempi di fermo del sistema ne risentiranno notevolmente.

Anche se in molti casi la progettazione, la realizzazione e l'espansione del Data Center sortisce esiti negativi, è comunque possibile scongiurare gli errori peggiori. Evitando i 9 principali errori descritti in questo articolo, il percorso intrapreso sarà senz'altro quello giusto. In sintesi:

1. Inizia con un approccio al costo totale di proprietà
• Valuta il profilo di rischio rispetto al profilo di spesa dell'azienda
• Crea un modello che includa CapEx, OpEx e costi energetici

2. Determina i criteri di progettazione e le caratteristiche prestazionali
• Basa questi criteri sul profilo di rischio e sugli obiettivi operativi
• Fa' in modo che siano tali criteri a determinare realmente il progetto, inclusi il livello, la posizione e l'organizzazione degli spazi, e non il contrario

3. Opta per un progetto semplice e flessibile
• Scegli un progetto adatto ai tuoi tempi di operatività ma che consenta di contenere allo stesso tempo i costi durante la costruzione e per tutto l'esercizio: la chiave è la semplicità.
• Tieni conto dell'eventualità di un'espansione non prevista incorporando il concetto di flessibilità nel progetto

4. Se PUE e LEED fanno parte dei tuoi criteri, informati bene sulle incomprensioni comuni e sui costi che comportano.

Con una corretta progettazione, adottando un approccio al TCO, potrai creare un'infrastruttura per il Data Center pienamente rispondente agli obiettivi prestazionali e alle esigenze operative dell'organizzazione, nel presente e nel futuro.

Mike M. Hagan è entrato a far parte di Schneider Electric nel 2011 poco dopo l'acquisizione di Lee Technologies. In precedenza Hagan lavorava in Lee Technologies dal 1988.

Forte di un'esperienza venticinquennale nel settore, Hagan propone un approccio incentrato sul cliente per la vendita e il marketing focalizzato sullo sviluppo di strategie operative con soluzioni tattiche valide. Hagan si occupa della pianificazione dei Data Center sulla base di principi operativi fondamentali, ad esempio la competitività, l'abbattimento dei costi di esercizio, la salvaguardia delle risorse di capitale, l'espansione dei mercati e l'incremento dei profitti.

È autore di numerosi white paper e articoli per varie riviste del settore e spesso è presente nelle vesti di relatore in vari eventi del settore, ad esempio Tier1, 7x24 Exchange, Data Center Dynamics, AFCOM's e CoreNet Global. Prima di entrare a far parte di Lee Technologies, Hagan ha occupato posizioni dirigenziali nel settore delle vendite in Liebert, Hitachi, SunGard e Danaher Corporation. Possiede una laurea in ingegneria della produzione industriale conseguita presso la Miami University di Oxford, nell'Ohio.

John Lusky è Director of Electrical Engineering della Design/Build Division del Service Group presso Lee Technologies. Attualmente si occupa della valutazione e della progettazione dei sistemi di alimentazione critici correlati agli ambienti dei Data Center.

Con oltre 14 anni di esperienza nella progettazione, costruzione, integrazione e installazione di sistemi di alimentazione critici e sistemi di controllo infrastrutturale per l'industria, Lusky continua a sfidare lo status quo nel campo della progettazione. Grazie alla vasta esperienza nel controllo dei processi e nell'automazione industriale, ha acquisito una conoscenza approfondita di vari sistemi di controllo e delle interazioni dei sistemi altamente ridondanti in vari settori e ambienti critici. Lusky ha sviluppato numerose soluzioni estremamente convenienti e affidabili per l'espansione modulare dei sistemi di pari passo con la crescita del carico.

Grazie alla profonda conoscenza delle attività di costruzione e manutenzione negli ambienti dei Data Center, Lusky è specialista in soluzioni per ridurre al minimo i problemi di costruzione e semplificare le future attività di manutenzione. Lavora a stretto contatto con i clienti per determinarne le esigenze specifiche invece di adattare tali esigenze a progetti esistenti. Inoltre, collabora regolarmente con i clienti per informarli sui modelli di TCO, sulle scelte opportune dei siti e delle iniziative PUE e LEED.

Tuan Hoang, P.E. è ingegnere gestionale in Lee Technologies e dirige il team aziendale di progettazione e ingegneria per lo sviluppo di soluzioni per Data Center. Hoang si occupa della valutazione e della progettazione di svariati sistemi HVAC critici, ad esempio impianti di condizionamento per apparecchiature informatiche, refrigeratori, torri e umidificazione. Prima di entrare a far parte di Lee Technologies in 2005, Hoang ha progettato impianti di raffreddamento e ventilazione vitali per aeromobili della Marina militare statunitense con Northrop Grumman e un'azienda MEP.

Forte di un'esperienza decennale nei sistemi di raffreddamento critici, Hoang adotta un approccio differenziato alla progettazione di sistemi critici per il settore dei Data Center. La sua competenza abbraccia varie discipline, tra cui la valutazione delle infrastrutture, i calcoli delle future previsioni di crescita e le soluzioni per una transizione ottimale degli stadi di sviluppo.

Scott Walsh P.E., LEED A.P. è un ingegnere professionista accreditato LED per la Design/Build Division del Service Group in Lee Technologies. Walsh attualmente si occupa di analisi e verifiche, selezione e specifiche delle apparecchiature, calcolo dei carichi, verifica dei documenti progettuali per la conformità alle normative, progettazione preliminare, produzione di documenti costruttivi e coordinamento sul campo.

Grazie a un'esperienza di oltre sette anni nel settore dei Data Center, Walsh ha acquisito una notevole competenza in vari settori: progettazione meccanica, analisi dei requisiti, pianificazione di progetti LED, pianificazione di progetti strategici, sviluppo tecnico e gestione di progetti di Data Center. Ha approfondito le sue competenze specializzandosi nell'uso del PUE per lo sviluppo di progetti di numerosi Data Center LED.