모듈형 데이터센터: 시스템 아키텍쳐와 그 효용성

모듈형 데이터센터의 구성

모듈형 데이터센터는 전원 장치와 냉각 시스템, 랙, 케이블 연결 시스템, 지능형 관리 시스템, 그리고 구성 및 관리 시스템으로 구성되어 있다.

▲ 모듈형 데이터센터

원 관리 시스템

전원 관리 시스템의 구성 요소들에는 무정전 전원 공급 시스템(입출력 전원 분배, UPS 유닛, PDC), 랙을 위한 전원 분배 시스템, 배터리 시스템, 접지 시스템, 다양한 수준에서의 낙뢰와 서지 보호 및 보호용 차단기를 갖는 배전 보호 시스템, 그리고 관리 시스템이 있다. 고객 기업들은 AC와 DC를 배분하는 전원 관리 시스템을 사용할 수 있다.

냉각 시스템

냉각 시스템에는 덕트 시스템과 같이 에어 컨디셔닝과 가동에 필요한 모든 서브 시스템과 모든 덕트 및 랙 수준에서의 냉기 배분 장치들이 포함된다. 고밀도 랙을 위한 냉각 요구기준을 만족시키고 냉방 에너지의 소비를 줄이기 위해서는 in-row 냉각 유닛을 사용하여 공기를 직접 공급하고 찬 공기의 손실을 줄이게 된다. 싱글 랙의 밀도는 최대 20kW까지 상승 가능하다. 냉각 유닛은 직접 팽창 또는 냉각수 냉각 시스템의 방식을 선택할 수 있다.

랙 시스템

랙은 IT 장비의 지지 메커니즘이자 분배 유닛이다. 랙은 물리적 구조물, IT 장비의 부하 지지, 설치 및 호환성, 열 관리(공기 유입구, 배출구, 공기흐름 관리), 전원 분배(듀얼 전원 공급, 랙 장착 PDC), 케이블 관리(전원 및 데이터 케이블) 및 기타 요소들을 포함하는 IT 장비들을 위한 마이크로 환경을 제공한다.

케이블 연결 시스템

모든 데이터 및 전원 케이블들은 모듈형 데이터센터 인프라의 구성 부분이다. 케이블 배선과 관리 방식은 IT 시스템의 안정성에 직접적인 영향을 미친다. 실제 운영 경험상 케이블의 수리 및 관리의 편의성은 케이블 배선과 관리 측면에서 데이터센터들이 해결해야 할 과제들 중의 하나이다.

지능형 관리 시스템

모듈형 데이터센터 내의 모든 서브 시스템들의 신뢰성 있는 운영을 위하여는 자동화된 모니터링 시스템을 구축하여 관리와 감독이 이뤄지도록 해야 한다. 이를 위하여 요구되는 시스템들에는 전원 장비 관리 시스템, 네트워크 하드 관리 시스템, 환경 관리 시스템, 보안 시스템, 그리고 기타 모니터링 하드웨어와 소프트웨어 시스템들이 있다.

공기흐름 조성 및 관리 시스템

모듈형 데이터센터에서는 각 공간들의 냉각 요구기준들을 충족시키기 위하여 독립적인 냉각 시스템을 사용한다. 모듈형 데이터센터에서는 열복도 및 냉복도를 배치하고 in-row 냉각 유닛들을 사용한다. 서버가 장착되지 않은 공간에는 블라인드 패널을 설치하고, 찬 공기의 95%는 직접적으로 냉복도에 유입되어 서버 랙으로 들어간다. 모든 랙들에 의하여 배출된 더운 공기는 냉각 유닛에 의하여 밀려 나게 되어 다시 랙의 전면으로 흐르지 않게 된다. 모듈형 데이터센터의 냉복도 및 열복도 밀폐 시스템은 에어 컨디셔닝의 이용률을 향상시켜 에너지를 절약하고 전기 소비를 줄여줄 수 있다. 모듈형 데이터센터의 상단에는 부분 개방식 팬이 장착된다. 이 팬은 냉복도 상단의 60%의 개방된 공간을 담당한다. 데이터센터에는 가스 소화 설비가 설치된다. 화재가 발생할 경우 냉복도 상단의 팬이 부분적으로 열리고 냉복도 끝의 유리 도어에 부착된 마그네틱 도어 센서를 통하여 소화 작업이 활성화된다. 모듈형 데이터센터의 상호 연결된 소화 시스템은 자동적으로 컨트롤되며, 상태 신호가 방재 센터로 전달이 된다. 이후 냉복도 상단의 팬은 방재 센터로부터의 신호에 의하여 자동적으로 부분 개방이 된다. 공기 흐름 조성 및 관리 시스템은 채광 시스템, 사이드 도어 시스템 및 컨트롤 시스템으로 구성된다.

모듈형 데이터센터의 이점

1. 인적 에러의 방지
   모듈형 구성 요소들은 데이터센터에서의 인적 에러를 감소시켜 준다. 모듈의 조립으로부터 시스템의 문제 해결까지, 모든 기록과 교육이 보다 간편하고 효율적이어서 운영 직원들의 운영 능숙도가 확보되고 에러가 방지된다.

2. 문제의 예측
   장비 모니터링 및 예측 관리 프로그램과 같은 데이터센터 운영 원칙과 표준화된 프로그램들은 예기치 못한 사고를 방지할 수 있는 강력한 방어 수단이다.

3. 효율성의 향상
   직원들 간에 학습 효과가 전파되고 자리를 잡게 됨에 따라 운영 효율성이 향상된다. 지식을 갖춘 직원일수록 문제 해결 능력도 뛰어나다. 아울러 인적 에러의 방지를 통해 핫라인 상으로 문제 해결에 응답해야 하는 것과 같은 문제 해결에 필요한 시간도 줄어든다. 이를 통하여 인적 자원에 여유가 생겨 보다 효율적인 운영이 가능하다.

4. 배치 생산의 이점
   부품과 공정의 표준화를 통해 모듈형 데이터센터의 배치 생산(batch production)이 가능해진다. 배치 생산은 비용의 절감과 품질의 향상, 수리의 간편화 및 리드 타임의 단축과 같은 많은 이점들을 가져 온다.

5. 모듈형 데이터센터의 확장성
   모듈형 데이터센터는 현재의 IT 요구기준을 기반으로 배치를 한 후 향후 필요 시 확장이 가능하다. 이에 따라 총소유비용(TCO)이 크게 줄어든다.

6. 모듈 시스템의 유연성
   모듈형 데이터센터가 설치되고 업그레이드 및 재구성이 되면 독립 구성 요소들과 표준 인터페이스 및 전체적 구조들이 시간과 비용의 절감에 기여한다.

7. 고장 수리 시간의 감축
   모듈형 데이터센터는 그 유연성과 플러그인(plug-in) 특성으로 납기 전에 분배 장비의 사전 케이블 배선 등 많은 부분들이 공장에서 이뤄질 수 있고 납기 후에는 파워 모듈의 수리와 같은 것들도 공장에서 진행 가능하다. 통계적으로 볼 때에도 공장에서 진행된 부분의 고장율은 현장에서 실시된 경우보다 훨씬 더 낮다. 이를테면 현장에서 수리된 UPS와 비교 시 공장에서 수리된 모듈이 전원 또는 기타 고장을 일으킬 확률은 수 백배나 낮다고 한다.

Delta 모듈형 데이터센터 솔루션

Delta 솔루션에는 주 배전 캐비닛, PDC (전원 분배 장치), 배터리 캐비닛, 네트워크 캐비닛, in-row 냉각, 복도 밀폐 컴포넌트, 환경 관리 시스템, 액세스 컨트롤, 동영상 감지, 베이스 및 내부 배선 브릿지 등이 포함된다. 이들은 다음과 같이 구성된다:

표 1: Delta 모듈형 데이터센터 품목들의 구성

Delta 모듈형 데이터센터 솔루션의 장점

1. 모듈형 데이터센터들은 상단 배선 시스템을 적용하며, 내부 케이블링 랙은 모듈형 랙 상단에 장착된다. 고압 및 저압 전원은 각각 구분된다.

2. 네트워크 캐비닛에 전원을 공급하는 전원 분배 캐비닛.
   배터리 팩은 배터리 룸에 설치 가능하다.

3. 모듈형 데이터센터는 각 모듈에 배정된 터치 패널을 사용하거나 또는 터치 패널 없이 감시가 가능하다. 정보의 업로드는 전자의 경우는 터치 패널을 통하여, 그리고 후자의 경우는 DAM으로 가능하다.

4. 모듈형 데이터센터에는 Class B와 C의 낙뢰 보호 시스템이 장착된다.

5. 터치 패널(옵션)은 PDC, 정밀 냉각, 전원 분배 캐비닛, 랙 환경, 누수, 온도, 습도, 연기 감지, 도어 상태 등과 같은 정보들을 표시한다.

6. UPS 및 정밀 냉각은 형태와 크기 및 색상이 동일하다. 모든 캐비닛들은 일체형의 구조를 갖고 있다.

7. 모든 UPS, 정밀 냉각 및 모니터링 시스템은 Delta에 의하여 개발된 것이다. 핵심적 기술 및 노하우는 Delta의 R&D 센터에서 보유하고 있다..

8. 소규모 및 중규모 모듈형 데이터센터의 전원 공급 시스템은 하나의 캐비닛에 통합되어 주요 IT 장치들을 위한 공간을 절감한다.

▲ Delta InfraSuite Solutions는 중동에서 스마트 시티 프로젝트를 지원하여 모듈형 데이터센터를 구축하였다.