De nio främsta misstagen under datacenter design och planering

Många verksamheter arbetar utan säkra kapacitetsmarginaler och har lite eller inget utrymme för att expandera. Enligt IDC är det genomsnittliga datacentret nio år gammalt. Gartner hävdar dock att varje anläggning som är äldre än sju år är föråldrad. Överbelastade eller föråldrade datacenter skapar ett hinder för organisationens tillväxt och ibland är den enda lösningen att bygga ett nytt datacenter. Även om hastighet till marknaden är väsentligt för att nå framgång kommer företag som inte gör korrekta bedömningar av sina verksamhetsbehov att skapa datacenter som inte kan byggas ut och uppfyller tillgänglighetsmålen eller inte tillgodoser framtida verksamhetsbehov.
Hur kan du undvika att göra något av de stora misstagen när du ska bygga eller expandera ditt datacenter?

Nyckeln ligger i de metoder du använder för att utforma och bygga dina datacenteranläggningar. Alltför ofta baserar företag sina planer på effekt per kvadratmeter, byggkostnaden per kvadratmeter och skiktnivå – kriterier som eventuellt inte stämmer överens med deras övergripande verksamhetsmål och riskprofil. Dålig planering leder till dåligt utnyttjande av värdefullt kapital och kan öka driftskostnaderna.

Många organisationer blir överväldigade och fokuserar på ”hastighet och matningstakt”, gröna initiativ, möjlighet till samtidigt underhåll, PUE (Power Usage Effectiveness) och LEED-certifiering (Leadership in Energy and Environmental Design). Alla dessa kriterier är avgörande i beslutsprocessen. Det händer dock ofta att detaljerna överskuggar helheten. De flesta företagen missar affärstillfället med en utbyggnad av datacentret – en utbyggnad som drivs av ett heltäckande tillvägagångssätt.

Det finns många konsulter på området som kan hjälpa dig på vägen, men det kan vara överväldigande att utvärdera idéer och synpunkter. Organisationer med kritiska kapacitetskrav i området 1–3 megawatt kan hamna i denna riskkategori. Mellanstora användares kritiska beskaffenhet är inte mindre viktig än stora användare, men intern teknisk expertis för att driva lämpliga utbyggnadsplaner kan vara begränsad. Resultatet blir en informationsöverbelastning från flera källor, vilket leder till förvirring och dåligt beslutsfattande.

”Datacenteransvariga har så många problem just nu. Deras resurser är verksamhetskritiska, men det går inte att hålla ordning på dem. Elförbrukningen kostar dem en förmögenhet. De kan inte kyla den utrustning de har och eliminera risken för ett katastrofalt strömavbrott. Och om de gör en investering är den redan föråldrad när den väl har byggts” – Stanford Group

Det är en enkel fälla att endast fokusera på kapitalkostnader – kostnaderna för att bygga eller bygga ut kan vara svindlande. Modellering av kapitalkostnader är ytterst viktigt, men om du inte har tagit hänsyn till kostnaderna för drift och underhåll (OpEx) av din verksamhetskritiska anläggningsinfrastruktur, har du underskattat den övergripande processen för effektiv verksamhetsplanering.

Det krävs två ytterst viktiga komponenter för att bygga OpEx-kostnadsmodeller för datacenter – underhållskostnaderna och driftskostnaderna. Underhållskostnaderna är de kostnader som är förknippade med korrekt underhåll av all kritisk infrastruktur för anläggningssupport. De omfattar men är inte begränsade till underhållsavtal för OEM-utrustning, utgifter för städning av datacentret och underleverantörskostnader för avhjälpande reparationer och uppgraderingar. Driftskostnaderna är de kostnader som är förknippade med daglig drift och personal på plats. De omfattar men är inte begränsade till bemanningsnivåer, personalutbildning och säkerhetsprogram, upprättande av platsspecifik driftsdokumentation, kapacitetshantering samt policyer och procedurer för kvalitetssäkring/kvalitetskontroll. Om du inte har beräknat en 3–7-årig utgiftsbudget för drift och underhåll kan du inte bygga en modell för avkastning på investeringen som stödjer smarta verksamhetsbeslut

Om du planerar att bygga eller bygga ut ett verksamhetskritiskt datacenter är det bästa sättet att fokusera på tre grundläggande parametrar för total ägandekostnad: 1) kapitalutgifter, 2) drifts- och underhållsutgifter och 3) energikostnader. Om du utelämnar någon komponent riskerar du att skapa en modell som inte stämmer överens med din organisations riskprofil och omkostnadsprofil för verksamheten. Om du fattar ett beslut om huruvida du ska ”köpa” (använda samlokalisering/hosting) eller bygga internt ökar risken med att inte utnyttja detta tillvägagångssätt för total ägandekostnad betydligt.

Ett annat vanligt misstag är själva uppskattningen. Finansieringsförfrågningar till styrelseledamöter om kapital för att bygga ut eller bygga ett datacenter är ofta för låga och leder till misslyckanden. Beslutsflödet ser ut ungefär så här:

• Begäran om kapital görs och godkänns preliminärt. Ekonomiska resurser allokeras för att utreda, samla in och skapa en sann budget.
• Tid spenderas på att driva den ovanstående budgetprocessen vidare.
• Resultaten visar att den begärda budgeten är för låg.
• Projektet blir försenat. Karriärer påverkas och möjligheten att leverera tjänster till interna, externa och presumtiva kunder påverkas.
• Detta sluter cirkeln, tillbaka till det främsta största misstaget: Underlåtenhet att tillämpa tillvägagångssättet för total ägandekostnad och bygga en heltäckande ekonomisk modell.

Problem avseende byggkostnaden kan enkelt undvikas, men ett misslyckande kan inte undvikas om du fastnar i den tredje fällan.

”Organisationer med kritiska kapacitetskrav i området 1–3 megawatt kan hamna i denna riskkategori” – Mike Manos, branschexpert

Det finns två felsteg som kan försätta din organisation i en dödsspiral där budgeten överskrids. För det första vill alla ha en nivå 3-design, men alla behöver den inte. För det andra stöds de flesta visionerna av kW per kvadratmeter eller rack inte av faktiska verksamhetsbehov. Det händer alltför ofta att tillvägagångssättet ”måste ha 300 W per kvadratmeter” eventuellt inte är motiverat. Bygg inte för stort. Det är slöseri med kapital. Anläggningar på högre nivå leder också till högre drifts- och underhållskostnader och energikostnader. Detta skapar hela grunden till en lämplig verksamhetsmodell och avkastning på investeringen. Upprätta de rätta designkriterierna och prestandaegenskaperna först. Bygg sedan dina kapital- och driftsutgifter kring dem. Se till att blir designkriterierna blir rätt och att den ekonomiska modellen är klar innan du besöker bolagsstyrelsen. Mer information om konstruktionsparametrar finns i white paper 142, Data Center Projects: System Planning.

Organisationer börjar ofta söka efter den perfekta platsen att bygga innan de har upprättat sina designkriterier och prestandaegenskaper. Utan denna ytterst viktiga information är det inte en god idé att spendera tid på att besöka eller granska flera platser. Detta typiska scenario med ”vagnen före hästen” uppstår oftast med användare i området 1–3 MW. Även om mycket stora användare oftast är experter på detta område och tar hänsyn till eltillgänglighet och kostnad, fiber, geografiska problem som jordbävningar, tromber och översvämningar har basanvändarna ofta verksamhetsmodeller som kräver att man bygger eller renoverar ett skal i de regioner där deras verksamheter är baserade. Problemet med att välja en plats för tidigt eller baserat på smala geografiska krav är att platsen ofta inte kan uppfylla designkraven. Det är exempelvis praktiskt ha datacentret två våningar under ditt kontor eller på två kvarters avstånd, men verksamhetskritiska datacenter kräver en lång lista med platskriterier som vanligtvis inte kan uppfyllas på en plats med flera hyresgäster utan betydligt högre byggkostnader eller begränsat utrymme för framtida utbyggnad. White paper 81, Site Selection for Mission Critical Facilities, innehåller mer information för att undvika detta stora misstag. Vissa organisationer baserar sina kriterier för val av plats på mängden upphöjt golv som krävs för att installera deras kritiska IT-infrastrukturer. Detta kan leda till nästa stora misstag

”Även om ett datacenters fysiska design är ytterst viktig spelar driften och underhållet av en plats en mer betydande roll för att uppnå platstillgänglighet” – The Uptime Institute

Mängden utrymme för att installera komponenterna i datacentrets anläggningsinfrastruktur kan vara betydande. I de mest robusta systemen kan förhållandet mellan upphöjt golv och supportutrustning vara så högt som 1 till 1. Många organisationer baserar sina platskrav endast på IT-utrustning. Men mekanisk och elutrustning kräver en betydande mängd plats. Dessutom förbiser många företag den yta som krävs för kontorslokaler, utrustningslager och områden för att förbereda IT-utrustning. Det är därför absolut nödvändigt att fastställa dina designkriterier innan du utvecklar din utrymmesplan. Utan dessa kriterier är det inte möjligt att göra sig en föreställning om det totala utrymme som krävs för att tillgodose de totala behoven.

Datacenterbranschen har gjort ett bra jobb med avseende på att förespråka vikten av modulär design. Men tillämpning av det modulära tillvägagångssättet garanterar inte framgångar. Modulära tillvägagångssätt är baserade på att lägga till ”bitar” av extra infrastrukturutrustning i ett ”just in time-läge” för att bevara kapital. Organisationer går fortfarande in i en återvändsgränd genom att använda fel kristallkula när de gissar sig till framtida behov. Allt kan och kommer att förändras. Modulär och flexibel design är nyckeln till långsiktiga framgångar. Även den bästa planeringen av kW per kvadratmeter/rack kan vara föråldrad på grund av konsolidering, exponentiell verksamhetstillväxt via förvärv eller en skarp övergång till ett oplanerat utrymme med hög täthet. Med avseende på elen måste du säkerställa att din design omfattar möjligheten att lägga till UPS-kapacitet för befintliga moduler utan avbrott. Utforma distributionssystemen för in- och utmatning så att de kan hantera eventuella framtida ändringar av dina grundläggande byggkriterier. Kostnaden för att överdimensionera distributionen för framtida kapacitetsbehov är inte betydande i din modell för total ägandekostnad. Mekaniskt sett kan de flesta användare uppfylla sina kylningskrav via traditionell perimeterkylning, med rätt golvhöjd och planering av varma/kalla gångar. Men en implementering med hög täthet kan förändra allt. Se till att din grundläggande design möjliggör flexibel (oavbruten) implementering av anpassade kylningslösningar i rack/i rader.

Power Usage Effectiveness (PUE) är ett effektivt verktyg för att driva och mäta effektivitet. Men breda anspråk om energieffektivitet kan leda till betydande missförstånd. I nästan alla situationer med nybyggnad och utbyggnad förekommer det en kapitalkostnad som är relaterad till lägre PUE. Organisationer upprättar vid många tillfällen ett PUE-mål med alla lämpliga avsikter, men beräkningen tar inte hänsyn till alla faktorer som måste övervägas. Du måste ha fullständig kunskap om vad avkastningen på kapitalutgifterna är för att uppnå dina mål. Du måste fråga dig själv vad den totala ägandekostnaden är i förhållande till PUE-målet.

Det finns många sätt att illustrera och förstå uppdelningen av balansen mellan PUE, avkastning på investering och total ägandekostnad. Här är tre varningsexempel som utgör ett misslyckade eller missförstånd:

• Vad var ”designkriteriedagen” för beräkningen? Beräknades eller mättes den baserat på den ”perfekta dagen”? Eller baserades beräkningen på ett årligt genomsnitt?
• Baserades beräkningen på ett fullständigt eller delvis belastat drifttillstånd i datacentret? Alla kurvor avseende utrustningseffektivitet förändras baserat på belastningsprofiler. PUE förändras varje dag eller till och med varje timme under verkliga driftsförhållanden.
• Slutligen pågår en debatt avseende effektiviteten hos vattenkylda kylare jämfört med luftkylda kylare. Varje tillämpning har flera alternativ för att använda ”fri kylning” eller ”energibesparing” för att minska PUE. I detta exempel måste du ställa följande fråga när du fattar ditt verksamhetsbeslut om total ägandekostnad/avkastning på investering: Vad är kostnaden för vattenpåfyllning och vattenrenings- och underhållskrav för den vattenkylda lösningen? Var medveten om att ett typiskt datacenter på 2 megawatt som använder vattenkylda torn kräver 50000 till 60000 liter vatten per dag.

Dra fördel av PUE för att nå dina övergripande verksamhetsmål, men var försiktig. Försök se till att du inte går i fällan med felaktig användning av beräkningsformeln för att motivera de totala budgetarna för kapitalutgifterna och driftsutgifter.

U.S. Green Building Council (USGBC) har ännu inte upprättat några specifika LEED-kriterier för datacenter. Certifieringen kan dock erhållas med hjälp av Commercial Interiors Checklist. Tre grundläggande felsteg kan förekomma:

• Underlåtenhet att utveckla grundläggande kunskaper om kvalificeringskriterierna. Detta kan avhjälpas genom att läsa det ovan angivna referensdokumentet.
• Arbeta mot LEED-certifiering som en eftertanke. Erhållande av LEED-certifiering börjar vid designkonceptet och slutar med en formell certifiering efter att projektet har slutförts. Anlita ett kvalificerat LEED-proffs eller konsultföretag i början av planeringsprocessen.

Det kommer att uppstå kostnader relaterade till certifieringen. Underlåtenhet att ta hänsyn till dessa relaterade utgifter påverkar din totala ägandekostnad och verksamhetens processer för beslutsplanering.

Så som vi förklarade tidigare är det enkla bättre. Oavsett vilken måleffektnivå du valt finns det dussintals olika sätt att utforma ett effektivt system. Redundansmålen skapar allt för ofta för stor komplexitet. Om du sedan lägger till flera olika tillvägagångssätt för att bygga ett modulärt system blir saker och ting snabbt mycket komplicerade.

När du kommunicerar internt eller med din utvalda konsult ska det främsta målet vara att hålla allt enkelt. Varför?

• Komplexitet innebär ofta mer utrustning och fler komponenter. Fler delar är lika med fler felpunkter.
• Mänskliga fel. Statistiken är varierad, men konsekvent. De flesta datacenteravbrotten beror på mänskliga fel. Komplexa system ökar verksamhetsrisken.
• Kostnad. Enkla system är billigare att bygga.
• Drifts- och underhållskostnader. Även här innebär komplexitet ofta mer utrustning och fler komponenter. Inkrementella drifts- och underhållskostnader kan öka exponentiellt.
• Ta fram en design med målet i åtanke. I många fall ser en design bra ut på papper. Det är enkelt för dig eller din konsult att motivera den valda konfigurationen och resulterande tillgänglighetspotentialen. Men om din design inte tar hänsyn till faktorn ”underhållsmöjlighet” under drift eller service kommer systemets tillgänglighet och personalens säkerhet att äventyras.

Även om många datacenterutformningar, byggen och expansioner leder till fel behöver du inte göra det. Genom att undvika de nio främsta misstagen som beskrivs i detta white paper är du på god väg att bli framgångsrik. Sammanfattning:

1. Börja med ett tillvägagångssätt för total ägandekostnad
• Utvärdera din riskprofil mot din verksamhets utgiftsprofil
• Skapa en modell som omfattar CapEx, OpEx och energikostnader

2. Fastställ dina designkriterier och prestandaegenskaper
• Basera dessa kriterier på din riskprofil och dina verksamhetsmål
• Låt dessa kriterier verkligen fastställa din design, inklusive nivå, plats och utrymmesplan – inte tvärtom

3. Skapa en design med enkelhet och flexibilitet
• Använd en design som uppfyller dina tillgänglighetskrav och som dessutom håller kostnaderna låga under konstruktion och drift – enkelhet är viktigt.
• Möjliggör oplanerad utbyggnad genom att integrera flexibilitet i din design

4. Om PUE och LEED ingår i dina kriterier bör du lära dig mer om de vanligaste missförstånden och kostnaderna som är förknippade med dem.

Genom korrekt planering med hjälp av tillvägagångssättet för total ägandekostnad kan du skapa en datacenteranläggning som uppfyller organisationens prestandamål och tillgodoser verksamhetsbehoven idag och i framtiden.

Mike M. Hagan började på Schneider Electric 2011, en kort tid efter förvärvet av Lee Technologies. Dessförinnan hade Mike Hagan varit anställd hos Lee Technologies sedan 1988.

I rollen som branschveteran med 25 års erfarenhet tillämpar Mike Hagan ett kundinriktat tillvägagångssätt på försäljning och marknadsföring, med fokus på att utveckla verksamhetsstrategier med de rätta taktiska lösningarna. Han är engagerad i datacenterplanering som bygger på grundläggande verksamhetsprinciper, t.ex. att skapa konkurrensfördelar, minska driftskostnaderna, bevara kapital, expandera marknader och öka vinsterna.

Mike Hagan är författaren till ett stort antal white paper och artiklar för branschtidskrifter och anlitas ofta som talare på branschevenemang som Tier1, 7x24 Exchange, Data Center Dynamics, AFCOM och CoreNet Global. Innan han började hos Lee Technologies hade Mike Hagan högre befattningar inom företagsledning och försäljning hos Liebert, Hitachi, SunGard och Danaher Corporation. Han har en BS-examen i tillverkningsteknik från Miami University i Oxford, Ohio.

John Lusky är Director of Electrical Engineering för Design/Build Division på Service Group hos Lee Technologies. Hans nuvarande ansvarsområden omfattar uppskattning och design av kritiska elsystem som är relaterade till datacentermiljöer.

Med mer än 14 års erfarenhet av design, konstruktion, integrering och installation av i industriella fastighetssystem och kritiska elsystem fortsätter John att utmana status quo på konstruktionsområdet. Hans omfattande bakgrund inom processtyrning och industriell automation har gett honom djupgående kunskaper för olika styrsystem och insikter i de interaktioner som förekommer i mycket redundanta system som sträcker sig över flera grenar i en kritisk miljö. John Lusky har utvecklat ett antal mycket robusta men kostnadseffektiva lösningar som gör det möjligt att bygga ut systemen i moduler i takt med att belastningen ökar.

John Luskys detaljerade kunskaper om konstruktions- och underhållsaktiviteter i datacentermiljöer innebär att problem kan minimeras under konstruktion och att framtida underhållsaktiviteter kan underlättas. Han samarbetar direkt med kunder för att fastställa deras specifika behov utan att försöka tillgodose deras behov med en befintlig design. Han samarbetar dessutom regelbundet med kunder för att hjälpa dem förstå modellering av total ägandekostnad, valet av plats och initiativ avseende PUE/LEED.

Tuan Hoang, P.E. är Managing Engineer hos Lee Technologies och leder företagets design- och konstruktionsteam i utveckling av lösningar för datacenter. Tuan Hoangs ansvarområden omfattar uppskattning och design av olika kritiska HVAC-system, inklusive luftkonditioneringssystem i datorklass, kylare, torn och avfuktning. Innan Tuan Hoang kom till Lee Technologies år 2005 utformade han de ytterst viktiga kylnings- och ventilationssystemen för den amerikanska flottans hangarfartyg tillsammans med Northrop Grumman såväl som en designbyrå.

Tuan Hoang har 10 års erfarenhet av kritiska kylsystem och tillämpar ett mångsidigt tillvägagångssätt på design av kritiska system för datacenterbranschen. Hans erfarenhet omfattar anläggningsbedömningar, beräkningar av förväntad framtida tillväxt och lösningar för att möjliggöra smidiga övergångar i utvecklingsstadierna.

Scott Walsh P.E., LEED A.P. är en LEED-ackrediterad professionell tekniker för Design/Build Division på Service Group hos Lee Technologies. Scott Walshs nuvarande uppgifter omfattar fältundersökning och -verifiering, utrustningsval och specifikationer, belastningsberäkningar, verifiering av designdokument för att säkerställa regelefterlevnad, författande av förslag, framställning av dokument för konstruktionsarbete samt samordning i fältet.

Scott Walsh har mer än sju års erfarenhet i datacenterbranschen och hans expertis omfattar mekanisk design, behovsanalys, LEED-projektplanering, strategisk projektplanering, teknikutveckling och projektledning för datacenter. Han har specialiserad erfarenhet av att utnyttja PUE för utveckling av design för ett stort urval av LEED-datacenterprojekt.