Por Brandon Gries, director de gestión de productos en Cupertino Electric
Estoy seguro de que la mayoría de la gente está familiarizada con el cuento de hadas de Ricitos de oro y los tres osos.
Si bien la versión que probablemente escuchó de niño puede variar un poco, la premisa básica es que Ricitos de Oro encuentra una casa en el bosque donde prueba algunas gachas, se sienta en numerosas sillas y prueba una variedad de camas, antes de encontrar la versión perfecta de cada una de ellas.
Estoy aquí para decirles que esta lectura del cuento tiene todo mal. No es que los artículos fueran demasiado duros o demasiado blandos, o que la papilla fuera demasiado dulce o demasiado salada; en realidad, cada uno es perfecto tal como es porque coincide con las características, el tamaño y las necesidades prioritarias de su dueño. - es decir, papá oso, mamá oso o bebé oso.
Esos mismos principios también se aplican cuando se trata de diseñar y construir centros de datos. El proceso de identificar qué desafíos priorizar y qué parte del diseño se debe producir será específico del proyecto y, en última instancia, impulsará el tamaño del proyecto en función de las elecciones realizadas.
No existe una solución única para todos. En su lugar, existen enfoques de diseño que se ajustan a la escala y el tipo de centro de datos que desea construir.
Las prioridades impulsan las opciones de producción
La experiencia nos muestra que las prioridades cambian de diseños perimetrales más pequeños, a través de proyectos centrales y envolventes de tamaño mediano, a centros de datos grandes a hiperescala. Con el cambio de prioridades, la capacidad de convertir el diseño en productos también cambia (consulte el diagrama a continuación). Lo que impulsa esos cambios y cómo priorizar las opciones de diseño son las preguntas centrales de este artículo sobre la modularización de las construcciones de centros de datos.
El punto de partida al pensar en las prioridades de diseño es comenzar con las tres áreas de diseño más importantes: sistemas eléctricos, sistemas mecánicos y diseño estructural.
Si bien hay otros elementos en el diseño de un centro de datos, estos tres proporcionan el núcleo de cualquier diseño, y resolverlos primero hace que las opciones en las áreas restantes sean mucho más simples.
Sin embargo, el orden de prioridad entre estos tres elementos centrales varía significativamente según el tamaño del proyecto.
La clave es identificar qué problema resolver primero y qué orden siguen los demás para proporcionar el enfoque de diseño más eficiente.
Nuestra experiencia sugiere que el enfoque más efectivo es priorizar en orden de qué elemento presenta el mayor desafío o presenta el mayor factor limitante para el tamaño del centro de datos que se está construyendo.
Comenzando por los más pequeños: <500 metros cuadrados
Comenzando con el tamaño más pequeño del proyecto del centro de datos, el problema inicial que debe resolverse involucra los sistemas eléctricos y las restricciones de diseño relacionadas.
La UL y el Código Eléctrico Nacional son muy proscriptivos. Por ejemplo, en una determinada clase de voltaje, hay distancias mínimas entre vivo y distancias mínimas entre vivo y tierra.
Sume estos requisitos a los tamaños de los equipos clave necesarios y las dimensiones compuestas realmente comienzan a importar, especialmente en espacios de pequeña escala.
Como porcentaje del espacio en los centros de datos pequeños, los componentes eléctricos terminan siendo la mayor parte de la masa o el volumen capturado. Esta es la razón por la que es fundamental centrarse primero en las opciones de diseño del sistema eléctrico para que se establezcan las bases para el resto del diseño.
En construcciones a pequeña escala, la siguiente prioridad es el sistema estructural. Se deben tomar decisiones que suponen un verdadero impacto: ¿Qué se necesita del sistema estructural? ¿La construcción necesita ser escalonada? ¿Debe construirse el proyecto como un edificio de núcleo y cubierta o el sistema estructural debe ser independiente? ¿Dónde se implementará la compilación? ¿En qué área geográfica? Las respuestas a todas estas preguntas ayudan a impulsar la solución adecuada y pueden conducir en direcciones muy diferentes.
A pesar de su importancia estratégica, a esta escala, los sistemas mecánicos son los últimos de la fila. Fundamentalmente, el principal desafío de los sistemas mecánicos consiste en rechazar el calor de una fuente de calor al ambiente. En una solución pequeña en contenedores, puede haber unos pocos metros entre uno y otro.
Las distancias cortas involucradas probablemente significan que cualquier solución mecánica preferida puede integrarse y alinearse con las prioridades eléctricas y estructurales que ya se establecieron.
Más preguntas a escala media: 500-5000 metros cuadrados.
A medida que aumenta el tamaño, las restricciones impuestas a las prioridades de diseño por los códigos eléctricos comienzan a desaparecer. En cambio, las consideraciones estructurales cobran importancia a la hora de tomar decisiones en cuanto al diseño.
Las preguntas formuladas en torno a proyectos más pequeños siguen siendo relevantes en este tamaño. En particular, si existe la necesidad de construir con un enfoque voluminoso o si tiene más sentido construir un edificio central y exterior.
Cualquiera que sea la respuesta, otra consideración importante es si el diseño debe convertirse en un producto o debe personalizarse mucho para una implementación única.
Como resultado del aumento de los volúmenes de construcción de este tamaño, los sistemas mecánicos son los siguientes en cuanto a prioridad. El mayor tamaño de la instalación significa distancias significativamente mayores desde la fuente de las cargas de calor hasta el ambiente: en una instalación de 3700 metros cuadrados, esa distancia puede aumentar hasta 20 metros.
Como tal, aumentan los desafíos de diseñar un sistema eficaz, al igual que los niveles de sofisticación de los métodos necesarios para lograr el impacto necesario.
En comparación, si bien hay que tomar decisiones de diseño en torno a los sistemas eléctricos, esos problemas se vuelven muy discretos en este tamaño.
Los centros de datos más grandes necesitan diferentes consideraciones
A medida que los proyectos crecen a centros de datos de gran tamaño, los sistemas mecánicos se suben hasta la primera posición como la consideración de diseño más importante.
Los problemas identificados anteriormente en torno a la distancia desde la carga hasta el ambiente llegan al punto en que se convierten en el mayor problema que debe resolverse primero.
Con un mayor tamaño, la cantidad de calor que debe moverse requiere un sistema de rechazo de calor más grande. Esto significa que las principales decisiones de diseño sobre cómo hacer que la planta de enfriamiento funcione, cómo cubrir grandes distancias, cómo administrar los sistemas mecánicos de manera eficiente para minimizar la pérdida de calor, etc., son muy importantes. A gran escala, los sistemas mecánicos son el motor que impulsa todo lo demás relacionado con el diseño.
Del mismo modo, a gran escala, los sistemas eléctricos vuelven a subir en la lista de prioridades. Con el aumento del costo del cableado y los equipos eléctricos, descubrir cómo administrar de manera eficiente estos productos costosos, mientras se trata de grandes tramos, representa un desafío importante.
Finalmente, a esta escala, las elecciones estructurales se vuelven relativamente sencillas y están definidas en gran medida por las decisiones inicialmente tomadas en torno a la mecánica y la electricidad.
La producción puede ser atractiva
Una de las razones por las que un enfoque de construcción modular es atractivo es porque ofrece la capacidad de producir elementos del diseño. Al igual que con otras decisiones basadas en el tamaño de construcción, la producción puede ser una opción atractiva en el entorno adecuado. Si bien la producción siempre se puede lograr, la pregunta importante que se debe hacer es si es aconsejable.
La clave es no entrar en el proceso con una decisión ya fijada sobre lo que se producirá y lo que no. En cambio, deje que las prioridades de diseño guíen qué producir.
El proceso descrito anteriormente de separar y distinguir varios elementos ayuda a que esas decisiones sean mucho más evidentes. Nuestra experiencia sugiere que, en la mayoría de los casos, la parte de un proyecto que se beneficiará de la producción generalmente se reduce a medida que aumenta el tamaño del proyecto. Pero este no es siempre el caso, así que deje que el proyecto sea la guía.
En términos prácticos, es importante involucrar a todas las partes interesadas del proyecto en el proceso para que las decisiones críticas se consideren holísticamente y se tengan en cuenta los posibles impactos.
La priorización es clave para una solución feliz
Con una priorización rigurosa que se alinee con el tamaño del proyecto del centro de datos, los desafíos de crear un diseño efectivo para la construcción modular de su próximo centro de datos pueden reducirse significativamente.
En nuestra versión de la historia de Ricitos de oro, todos pueden encontrar la papilla, la silla y la cama que se ajusten a sus necesidades para vivir felices para siempre.