Conclusioni
Nella prima parte di questo lavoro di tesi si sono mostrati gli interventi principali che si sono resi necessari per migliorare l’accuratezza del modello di simulazione del comportamento termofluidodinamico della sala. Infatti, così come si presentava il modello all’inizio del presente lavoro, questo risultava completamente inadeguato a condurre analisi finalizzate all’ottenimento di una migliore situazione termo- fluidodinamica: i valori di temperatura ottenuti dalla simulazione risultavano eccessivamente diversi da quelli riscontrati nella realtà. L’introduzione nel modello degli effetti legati alla gravità e alla non-adiabaticità del pavimento, ma soprattutto, l’introduzione di un modello dinamico per la simulazione del comportamento dei condizionatori APC InRow, ha permesso di raggiungere un livello di accuratezza sufficiente sia in termini qualitativi che quantitavi. Il lavoro, per impegno e difficoltà, si è concentrato maggiormente nella definizione del modello di simulazione delle unità InRow. Questo infatti, doveva rispondere non solo a richieste di accuratezza e compatibilità con eventuali modifiche future al modello della sala, ma doveva risultare di facile implementazione e non aumentare eccessivamente i tempi di calcolo. Il modello scelto, basato sulla regressione lineare, si è verificato ottimale sotto tutti i punti di vista, a differenza del modello ε-NTU, che ha presentato scarsa accuratezza a causa della mancanza di informazioni tecniche relative agli APC.
Nella seconda parte si è applicato il modello di simulazione alla configurazione finale della sala di calcolo dell’INFN di Pisa, prevista nel progetto iniziale della sala stessa. I risultati ottenuti con la simulazione sono stati analizzati allo scopo di stabilire se l’impianto di refrigerazione previsto risultasse sufficiente al raffreddamento della sala.
Un’ulteriore configurazione, che differisce dalla precedente solo per un maggior numero di server installati all’interno dei rack, è stata analizzata al fine di determinare la
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possibilità di futuri ampliamenti delle potenze di calcolo. In entrambi i casi i risultati hanno mostrato la compatibilità dell’impianto di refrigerazione, tuttavia un’approfondita analisi termofluidodinamica ha mostrato come l’impianto risultasse sfruttato in maniera poco efficiente. E’ stato quindi condotto uno studio mirato all’ottenimento di soluzioni progettuali che, attraverso semplici modifiche alla geometria della sala, migliorassero l’efficienza dell’impianto di raffreddamento. Le soluzioni (griglia centrale, confinamento
“parziale” e confinamento “totale”) prevedono l’uso di elementi che modificano la direzione dei flussi allo scopo di non disperdere l’aria proveniente dai condizionatori ed evitare il miscelamento dei flussi freddi e caldi. I risultati ottenuti dalle simulazioni delle varie soluzioni progettuali con il modello hanno mostrato come la disposizione di griglie centrali e il confinamento “totale” delle isole APC portino effettivamente ad un incremento dell’efficienza dell’impianto di raffreddamento, ottenuto mantenendo quasi invariata la potenza di refrigerazione e diminuendo la potenza elettrica complessiva assorbita dall’impianto. Questo, considerando anche i bassi costi di realizzazione delle soluzioni progettuali, si traduce nella pratica in un non trascurabile risparmio energetico ed economico per il funzionamento della sala, soprattutto nel caso di confinamento totale. Inoltre nel caso del confinamento totale, e in minor parte anche nel caso della griglia centrale, si ha un aumento dell’affidabilità della sala di calcolo. Si può infatti osservare che gli Hiross risultano spenti per la quasi totalità del tempo, pertanto questi vengono a costituire un sistema di raffreddamento ausiliario che entra in funzione solo in seguito a malfunzionamenti dell’impianto primario, costituito dagli InRow.
In conclusione, il modello di simulazione si è dimostrato un potente strumento per lo studio delle problematiche legate alla sala di calcolo e per lo sviluppo di soluzioni progettuali mirate al miglioramento del funzionamento della sala.
Sviluppi futuri
Una maggiore accuratezza nella simulazione della sala di calcolo può essere ottenuta attraverso l’introduzione di un modello più accurato del comportamento dei condizionatori Hiross. Infatti allo stato attuale tale modello è di tipo on/off, e non tiene conto della variazioni nella potenza di estrazione del calore al variare della temperatura in ingresso dell’aria. Altre modifiche atte a migliorare l’accuratezza riguardano il modello
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CAD e sono: l’introduzione delle tubazioni nel sottopavimento, che costituiscono degli elementi di disturbo nei flussi d’aria provenienti dagli Hiross; una maggior precisione nel modello dei rack, in cui l’aria elaborata dai server non sia “spalmata” su tutta la superficie di ingresso e di uscita del rack, ma sia proporzionale al numero di componenti hardware presenti al suo interno e la parte di superficie rimanente deve permettere il
“libero” passaggio dell’aria. Un ulteriore intervento può essere l’introduzione di un modello di simulazione per il ciclo dell’acqua fredda all’interno delle unità InRow.
Ai fini della determinazione della configurazione “ottimale” della sala di calcolo possono essere analizzate configurazioni che prevedono sistemi più complicati di incanalamento dei flussi d’aria. Possono essere ad esempio presi in considerazione sistemi per una migliore distribuzione dei flussi provenienti dagli Hiross nel sottopavimento, oppure sistemi che sfruttino il sottotetto. Questo ad esempio può essere sfruttato per prelevare l’aria calda proveniente dal corridoio centrale facendola poi raffreddare dagli Hiross, oppure, invertendo il funzionamento degli Hiross, può essere usato per distribuire l’aria fredda nei corridoi laterali sfruttando le forze di gravità, ed usare eventualmente il sottopavimento per prelevare l’aria calda dal corridoio centrale attraverso le griglie sul pavimento.
Il modello di simulazione potrà inoltre essere usato in futuro non solo per valutare gli effetti legati alle singole modifiche di caratteristiche geometriche e funzionali della sala, ma anche, una volta parametrizzate le modifiche possibili, per condurre un processo di ottimizzazione atto alla ricerca automatica della soluzione ottimale. Inoltre il modello potrà essere usato per condurre simulazioni volte a verificare l’affidabilità della configurazione adottata, anche a seguito di malfunzionamenti nell’impianto di raffreddamento.
