데이터센터의 공조시스템 계획을 위한 IT장비의 전력 및 발열량 예측에 대한 연구 논문자료

 

데이터센터의 공조시스템 계획을 위한 
IT장비의 전력 및 발열량 예측에 대한 연구
Power and Heat Load of IT Equipment Projections 
for New Data Center's HVAC System Design

IT 장비의 밀도가 증가함에 따라 데이터 센터의 냉각이 중요한 과제로 대두되었습니다. 열부하 및 냉각 시스템의 급격한 증가로 인해 전자 전력 동향에 대한 예측이 면밀히 관찰되었습니다. IT 조직이 데이터 센터 전력 밀도 예측이 필요합니다.

[연구 주제]

1. 문제 정의

본 논문에서는 데이터센터의 합리적인 공조시스템 계획을 위한 IT장비의 발열량을 현실적으로 예측하고 제시하는데 그 목적이 있다.

본 연구는 데이터센터의 합리적인 공조시스템 계획을 위한 IT장비의 전력 및 발열량을 현실적으로 예측하고 제시하였다.

최종사용자(IT 관련 엔지니어)에게 유용하게 사용 가능하도록 현실성을 고려하여 접근 하였다.

2. 가설 설정

본 연구에서는 최대 FRL = 0.75로 가정하였다.

[연구 방법]

1. 제안 방법

현실적인 데이터센터의 발열밀도를 도출하기 위해 관련된 변수(랙 서버 면적, 랙 적재율, 워크 셀, 랙 점유율 및 블레이드 서버 비율)를 도출하고 현실적인 전산발열을 산출하는 함수를 유도하여 2020년까지 확장한 데이터센터의 전력 밀도를 예측하였다.

ASHRAE TC 9.9에서 제시한 서버(최소, 표준, 최대구성)정보를 바탕으로 데이터센터에 서버가 설치되는 면적을 조사하여 서버발열밀도 및 수치를 도출하였다.

기본적으로 ASHRAE의 최대발열량을 기준으로 서버의 종류와 비율에 따른 조합을 조사하고 이를 기반으로 현실적인 발열밀도를 도출하고 제시하였다.

2. 대상 데이터

데이터센터는 보통 1U 서버 42대를 설치할 수 있는 42U 랙을 주로 사용하고 있다.

[연구 결과]

1. 성능/효과

기존의 데이터센터의 발열밀도는 랙에 서버를 최대로 설치했을 때를 가정한 값이기 때문에 현실성 결여와 실제보다 과다한 것이 문제였다.

데이터센터에서 랙 서버 점유율은 일반적으로 FRP = 0.25정도이다.

현실적인 변수 값을 반영하여 예측한 데이터센터 발열밀도는 ASHRAE에서 제시한 수치보다는 합리적인 수치를 제시하였으나 10 kW/㎡가 넘는 초 고밀도 데이터센터 군을 형성한다.

랙 점유율(FRP)과 랙 면적(FRA) 등 현실적인 계수를 적용하여 결과 값을 도출하였고 2011년 6 kW/㎡에서 2020년 최대 16 kW/㎡까지 증가되는 추세이다.

2. 후속 연구

따라서 프리쿨링 운전, 외기 냉방, 대온도차 공조를 통한 에너지절약 방법을 신중하게 고려해야 할 것으로 사료된다.

또한 향후 데이터센터 종류 및 서비스에 따른 발열밀도를 예측하는 연구가 필요할 것으로 판단된다.

▼출처 및 바로가기 : 
https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO201212334988229

[논문]데이터센터의 공조시스템 계획을 위한 IT장비의 전력 및 발열량 예측에 대한 연구