De masterclass van Don Beaty

Don Beaty begint zijn presentatie met een demonstratie waarbij hij en Elbert beiden een metalen staaf in warm water houden. De vraag is voor wie wordt dat het eerste onaangenaam. Het is aan de buitenkant niet te zien, maar ze zijn onderling sterk veranderd. Daarmee is direct de toon gezet, dit wordt een verhaal over techniek. Dat onderstreept Beaty nog eens met een video clip waar in hoog tempo alle componenten in een datacenter voorbij komen.

Over de componenten gaat de masterclass en dat begint met het scherp stellen van de taken en doelen van ASHRAE en in het bijzonder van TC 9.1. “It’s all about the IT hardware and how it interacts with the facility”.  Na een korte uitwijding over de publicaties en werking van ASHRAE komt de eerste techniek aan bod. Het is een simpele vraag over de temperatuur: waar moet die eigenlijk gemeten worden, op of in de kast, de inlaatkant of juist de kant waar de lucht de kast verlaat.

Waar en hoe meten
Vanaf dat voorbeeld gaat de masterclass direct van startv. Beaty laat zien waar heating in kasten optreedt, op welke punten gemeten wordt en wat de beste manieren zijn om dat goed te doen.Grafieken ondersteunen het betoog en maken duidelijk dat er steeds beter gemeten kan worden. Die onderbouwing toont ook aan dat in serverruimtes het voldoen aan de ASHRAE temperatuur richtlijnen geen probleem meer is. Beaty geeft zelfs aan dat er geen voorbeelden zijn van hardware, nieuw en legacy, die buiten de voorgestelde bandbreedte van de ASHRAE vallen.  Er binnen blijven betekent echter niet automatisch dat de hardware optimaal wordt ingezet. Dat is het verschil tussen “recommanded” en “acceptable”, een onderscheid waarover het nodige valt te zeggen.

Akoestiek
Bij de uitleg over de ontwikkeling van temperaturen en luchtvochtigheid in datacenters meldt staat Beaty stil bij de aspecten van akoestiek, dat is een onderwerp waar nog weinig over wordt gepubliceerd. Twee van de opmerkingen die Beaty hier over maakte zijn de moeite van het onthouden waard: de eerste is dat het in datacenters vroeger luidruchtiger was omdat er meer moest worden gekoeld. Het tweede punt is echt intrigerend: akoestiek is een factor waar we steeds meer en beter aandacht aan moeten besteden omdat resonantie de werking van bijvoorbeeld harde schijven kan schaden.

Koeling
Het volgende onderwerp waar Beauty over spreekt is de concentratie van warmte door bijvoorbeeld CPU’s. Dit leidt er toe dat er steeds betere oplossingen nodig zijn om die warmte op een goede manier weg te leiden. Dat moet gebeuren binnen een aantal harde voorwaarden, zoals de maten van servers. Met de trend dat servers vooral 1U of 2U zijn beperkt dat de optimale luchtverplaatsing die met bijvoorbeeld een 4U gerealiseerd kan worden. Een complicerende factor is dat de CPU’s steeds meer warmte produceren. Beaty illustreert dat op een manier die iedereen zal begrijpen: een serverrack van 20U hoog levert evenveel warmte als twee open haarden. Dat permanent koelen is echt een enorme opgave.

Features zoals slaapstand illustreren de complexiteit
Processors kunnen op verschillende snelheden werken en dat geldt ook voor harde schijven. Het wordt ingesteld door software, sensors of door de beheerders. Het zijn variabelen in een box of in een serverrack (de “inside”) die de werking van de “outside” kunnen bepalen, een CPU of HDD in slaapstand zorgt ervoor dat de gebruiker niet de volle 100% kan benutten. De complexiteit is nog een slag groter, Beaty noemt 15 tot 20 verschillende snelheden voor server processors. Dat optimaal instellen voor elk mogelijk gebruik is meer dan een punt van aandacht, het is in de regel gewoon extreem moeilijk. Het is slechts een voorbeeld dat Beaty aanhaalt om te illustreren hoe complex IT is. Naast CPU en HDD of SDD zijn er ook instellingen voor de tapes, bekabeling, connectors. Er is sprake van een enorm aantal variabelen en mogelijkheden, hoe is het dan mogelijk permanent de beste condities te hebben in een serverruimte?

Aandacht voor Vervuiling en Corrosie
Hebben we in datacenters zicht op de impact van vervuiling op de hardware vraagt Beaty. Het lijkt een retorische vraag, want aan de reactie van de zaal te zien heeft hier schijnbaar niemand ervaring mee. De foto’s die Beaty presenteert laten oxidatie van soldeerverbindingen zien, het is een voorbeeld van een bestaande oorzaak van defecten en uitval.

Naast oxidatie van de tinverbindingen zijn pollen en luchtvervuiling bronnen van uitval die volgens Beaty serieus genomen moeten worden. Afgaand op de zichtbare concentratie van de aanwezigen heeft Beaty met dit deelonderwerp van de masterclass een overduidelijk punt gemaakt, dat komt ook omdat hij moeiteloos gedetailleerd tal van oorzaken en vormen van corrosie en vervuiling uit de mouw schudt. De oplossing die Beaty aandraagt is filtering, maar dan wel graag een filter dat meer tegenhoudt dan nu gangbaar is.

Fundamental best practises voor rack en corridor koeling
Het volgende onderwerp van de masterclass zou de best practises moeten zijn, maar eigenlijk wijst Beaty daar vooral op de problemen die er nu nog zijn. Zo is er sprake van de het aanpassen van de formaten en onderliggende structuur van de vloertegels met als doel de koeling te verbeteren. Daar loopt men tegen het onoverkomelijke nadeel aan dat elke wijziging direct ten koste gaat van de stabiliteit en het draagvermogen. Een ander punt dat ter sprake komt is de trend dat de temperaturen steeds hoger mogen worden en dat er een onvermijdelijke showstopper in beeld komt.

Nieuwe activiteiten
Beaty rondt langzaam maar zeker zijn masterclass af door een aantal onderwerpen te noemen waar nu nog onderzoek naar wordt gedaan en waarvan de publicaties en standpunten nog op zich laten wachten. Zo is er het thema netwerk equipement waarvan de koeling nog verbeterd kan worden, maar waarbij de praktijk is dat die tot op heden veel minder aandacht hebben gekregen. Veel netwerk equipement heeft zowel letterlijk als figuurlijk een hele andere plek in de datacenters.

De impact van luchtvochtigheid in combinatie met stof voor equipement is een ander onderzoeksproject. Bekend is dat die combinatie tot chemische verbindingen kan leiden die afhankelijk van de samenstelling afzonderlijke componenten kan aantasten. Met dat laatste wordt ook nog geïllustreerd hoe zeer ASHREA een organisatie is die grondig onderzoek als voorwaarde stelt om te komen tot de richtlijnen.