Comment Kao Data a utilisé la technologie des jumeaux numériques pour construire le premier centre de données colo de gros refroidi gratuitement au Royaume-Uni

Kao Data affirme avoir construit la première installation de colocation de gros au Royaume-Uni pour s’appuyer sur un refroidissement à 100% à air libre, dans le cadre d’une volonté de fournir à ses clients un accès à des environnements de calcul haute performance (HPC) qui ne reposent pas sur des techniques de réfrigération mécanique. pour les garder au frais.

L’opérateur basé à Harlow se spécialise dans la fourniture de capacités de colocation aux entreprises à grande échelle et aux organisations liées aux sciences de la vie et est au milieu d’une construction pluriannuelle de son campus de centre de données.

Cela inclut la création de son centre de données KDL1, où il a choisi de déployer un système de refroidissement par évaporation indirecte (CEI) à air libre – ce serait la première fois qu’une telle technologie serait mise en service dans une installation de colocation de gros au Royaume-Uni.

Le système signifie que l’air chaud généré par les serveurs de l’installation est rejeté dans l’atmosphère, plutôt que l’air extérieur est pompé pour maintenir l’équipement au frais.

«L’industrie des centres de données s’est souvent appuyée sur des moyens éprouvés d’utiliser des technologies spécifiques», a déclaré Paul Finch, directeur de l’exploitation de Kao Data à Computer Weekly. «Kao Data a été conçu pour défier et diriger le marché, en répondant aux besoins de pérennité et de performances de calcul supérieures parallèlement aux exigences de durabilité.»

Depuis la création de Kao Data en 2014, la société a déployé des efforts concertés pour différencier les configurations de ses centres de données de celles proposées par la communauté de colocation britannique au sens large en défendant les principes de conception de sites généralement favorisés par les géants du cloud à grande échelle et de l’Internet lors de la construction de leurs propres installations .

À cette fin, son campus de centre de données – considéré comme l’un des plus grands du Royaume-Uni – a été le premier du pays à être certifié OCP-Ready. Cela signifie qu’il a été conçu selon les normes définies par le projet Open Compute, soutenu par Facebook, qui vise à encourager les opérateurs à adopter le matériel open source pour améliorer l’efficacité et l’évolutivité de leurs centres de données.

La société a également confirmé le 25 mai 2021 que ses centres de données avaient acquis la certification de Nvidia qui indique qu’elle a la capacité de prendre en charge et d’héberger des charges de travail qui reposent sur les dernières technologies d’unité de traitement graphique (GPU) du fabricant de puces, y compris l’intelligence artificielle et les charges de travail de calcul haute performance.

Être capable de gérer de telles charges de travail est une autre raison pour laquelle Kao favorise une approche de refroidissement naturel dans ses centres de données, car les systèmes de refroidissement mécanique prendraient de l’espace qui pourrait être mieux utilisé pour les besoins de calcul de ses clients, a déclaré Finch.

«Les avantages de cette approche sont nombreux et ont commencé pendant la phase de construction, avec une utilisation de l’espace beaucoup plus grande et beaucoup moins de systèmes mécaniques requis», a-t-il déclaré. «Cela a réduit la complexité et nous a permis de prévoir des systèmes gourmands en GPU parallèlement à la colocation traditionnelle.»

En outre, les processus de refroidissement mécanique ont tendance à être plus énergivores, de sorte que Kao Data bénéficiera également de certains avantages en termes de durabilité et de coûts.

«La topologie de refroidissement naturel offre également un certain nombre d’avantages en matière de durabilité aux clients, réduisant à la fois les émissions de dioxyde de carbone et de gaz fluorés nocifs, tout en nous permettant également de mettre en œuvre la surveillance des contaminants gazeux dans l’espace technique», a déclaré Finch.

«Cela garantit que les garanties des serveurs et du stockage des clients ne sont jamais mises en danger, tout en garantissant des niveaux de fiabilité plus élevés.»

Kao Data a travaillé avec son partenaire de conception et de construction de longue date JCA Engineering sur le projet, qui, à son tour, a fait appel à Création de logiciels de conception et de simulation de centres de données Future Facilities pour garantir que le plan théorique de l’exploitant pour construire une installation à refroidissement libre fonctionnerait dans la pratique.

Future Facilities a fait cela en créant un jumeau numérique du site de centre de données proposé à l’aide de son logiciel, afin qu’il puisse identifier tout problème de performance potentiel et théorique qui pourrait survenir une fois que l’IEC a été déployé dans le monde réel.

Dans le cadre de ce travail, Future Facilities s’est également appuyé sur les capacités de simulation de la dynamique des fluides computationnelle (CFD) de sa suite logicielle 6SigmaDCX, qui a fourni à Kao Data des informations et des prédictions sur la façon dont son système CEI fonctionnerait dans des conditions environnementales internes et externes différentes.

«6SigmaDCX est un progiciel CFD qui est combiné avec la modélisation des systèmes trouvés dans les centres de données et les systèmes qui fonctionnent avec les centres de données, donc nous émulons également des systèmes de contrôle pour l’infrastructure des systèmes de refroidissement», a déclaré Alex Dorn, directeur de l’ingénierie chez Future Facilities.

«Nous incluons les caractéristiques physiques, ainsi que les systèmes de refroidissement et les serveurs, et nous essayons d’inclure les profils de performance thermique des équipements [in these models], ainsi que. Cela signifie que l’environnement est dynamique que nous simulons – il ne s’agit donc pas simplement d’un espace 3D statique avec un flux d’air simulé en mouvement.

«Nous avons tous ces différents systèmes qui réagissent dynamiquement à leur environnement, puis ils sont connectés via la simulation CFD.»

En ce qui concerne ce projet, Future Facilities a été initialement mandaté par JCA Engineering pour effectuer une analyse de conception du centre de données externe en utilisant le package 6SigmaDCX, ce qui, admet Dorn, est une tâche assez «nouvelle» à demander à effectuer.

«La modélisation au sein de l’industrie a généralement un objectif interne, il était donc intéressant d’être invité à examiner la conception externe de l’installation», a-t-il déclaré.

“Ils [JCA Engineering] est venu nous voir et nous a dit que nous avions ce design, et nous aimerions nous assurer qu’il fonctionne. Nous avons donc dû définir une liste restreinte de scénarios météorologiques qui, à notre avis, étaient représentatifs et couvraient également tout risque pouvant être encouru, puis nous avons créé ce que nous appelons une base de référence.

«Il s’agit essentiellement de la première version du modèle [digital twin] où nous pensons que ce qui est prévu est adapté à votre objectif, et vous l’utilisez comme point de référence pour l’avenir. “

À partir de là, le travail de l’entreprise sur la construction de Kao Data a progressé de sorte que son logiciel a ensuite été utilisé pour modéliser l’intérieur de l’installation, ce qui peut être un processus compliqué, a déclaré Dorn.

«Le logiciel lui-même est très précis et exigeant car il est continuellement amélioré grâce à la recherche et au développement, mais le modèle produit dépend également des entrées et de la précision et de la pertinence des entrées», a-t-il déclaré. «La clé ici est de sélectionner les bonnes entrées et de trouver les données nécessaires pour représenter les systèmes impliqués dans la conception et l’exploitation.»

Au moment du projet, la modélisation externe des centres de données à l’aide de la technologie des jumeaux numériques était relativement inconnue, et c’est une capacité que Future Facilities n’a commencé à intégrer à sa suite logicielle qu’en 2017.

«Cela repousse les limites, mais il était très important de réaliser cette étude de viabilité dans son ensemble [for the Kao Data build] car comment pouvez-vous être sûr que votre conception fonctionnera et que le centre de données fonctionnera correctement? » dit Dorn.

Et bien que ce projet soit une première au Royaume-Uni, Dorn est convaincu qu’avec Kao Data démontrant la viabilité du refroidissement à air libre dans ce pays, d’autres opérateurs pourraient opter pour des systèmes similaires dans leurs nouvelles installations.

«C’est une décision audacieuse et elle montre clairement qu’elle est réalisable», a-t-il ajouté. «C’est une industrie très averse au risque et cela montre qu’il existe maintenant la science pour aider à gérer de nouvelles conceptions et à gérer le risque de nouvelles conceptions et de nouvelles approches.»