Testomgeving voor open source datacenter hardware

Europees OCP Experience Center

Om de Smart Economie werkelijkheid te laten worden, zijn Internet of Things-platformen en -ecosystemen nodig die voortbouwen op de krachtige basis van moderne colocatie-datacenters. Maar om ervoor te zorgen dat deze fundering van datacenters altijd voldoet aan de eisen die aan hen worden gesteld in hun ontwikkeling, richt het Open Compute Project (OCP) zich op de continue verbetering van datacenter-hardware. Het eerste Europese OCP Experience Center in maincubes’ AMS01 Datacenter biedt een demo- en testomgeving die zich op dit idee heeft toegelegd. Geïnteresseerden kunnen hier de hardware van morgen voor datacenters testen en ontwikkelen.

Digitale platforms en ecosystemen zijn alleen optimaal als de leden actief in de ontwikkeling ervan deelnemen en elkaar ondersteunen. Datacenterexploitanten en -ontwerpers kunnen in onderzoek en ontwikkeling volgens vergelijkbare principes handelen en doen dat in toenemende mate dankzij het in 2011 gelanceerde Open Compute Project. Wat twee jaar geleden begon als initiatief van enkele Facebook-ingenieurs, is inmiddels uitgegroeid tot de non-profit OCP Foundation. Sindsdien zijn talloze projecten gerealiseerd, variërend van nieuwe serverontwerpen die speciaal voor Intel- en AMD-processoren zijn ontworpen, tot rack designs met hogere capaciteiten en betere ventilatie tot oplossingen voor een efficiëntere stroomvoorziening.

Onder de leden van de OCP Foundation bevinden zich ook verschillende Europese bedrijven, waaronder de Duitse fabrikant Rittal en de Nederlandse OCP Solutions Provider Circle B. In juli 2019 verhuisden de twee IT-specialisten het eerste Europese OCP Experience Center, dat voorheen in een ander datacenter gevestigd was, naar het AMS01-datacenter van maincubes in Amsterdam. De huidige locatie beschikt over de infrastructuur voor het testen van OCP-technologieën en het demonstreren van OCP-hardwareconcepten. Het datacenter wordt onder andere gekenmerkt door prestatieverhoudingen tot 2,0 kW per vierkante meter, maximale betrouwbaarheid en meerdere certificeringen zoals

ISO 27001:2013 en ISAE 3402 (Q3-2019). Terwijl maincubes de colocatie-omgeving biedt voor het Europese OCP Experience Center, biedt Circle B kant-en-klare systemen en omgevingen op basis van het OCP-ontwerp. Rittal ontwikkelt racks en koeloplossingen op basis van OCP-ontwerpen.

Europese hotspot

Een van de belangrijkste principes van de OCP Foundation is de open uitwisseling van ideeën en dus van ontwikkelings­gegevens, ontwerpen en technische achtergronden. Onder dit motto staat het European OCP Experience Center ook open voor bezoekers en geïnteresseerden - als democentrum, maar ook als testomgeving. Hierdoor kunnen andere Europese datacenter operators niet alleen kennismaken met de laatste hardware ontwikkelingen, maar ook direct deelnemen en hun eigen ideeën naar voren brengen. maincubes biedt hiervoor een volledig functionele OCP-omgeving. Dit betekent dat er niet alleen individuele, afzonderlijke componenten beschikbaar zijn, maar ook een complete infrastructuur inclusief servers, racks, processoren, koeling en stroomvoor­ziening. De prestatietests kunnen immers alleen realistische gegevens opleveren in combinatie met andere componenten.

Hoewel het idee achter OCP in 2009 in de VS begon met de bouw van een nieuw Facebook-datacenter in Prineville, Oregon, met de opening van het Experience Center in Amsterdam, werd Europa een pionier in de implementatie van publiek toegankelijke laboratoria. Pas in 2019 volgden de VS met een eigen testomgeving in San José, Californië. Een van de voordelen van de Amsterdamse locatie is de centrale ligging. Het maincubes datacenter, waarin het OCP Experience Center is gevestigd, is gelegen in de directe omgeving van Schiphol. Geïnteresseerden uit heel Europa kunnen op afspraak binnen enkele uren het lab bereiken. Exploitanten en aanbieders hoeven geen middelen aan hun eigen centrum uit te geven.

Wendbaardere prestaties

OCP-datacenters zijn efficiënter en duurzamer dan traditionele datacenters. Ze vertegenwoordigen dus als het ware een slankere versie van eerdere concepten. Als in eerdere datacenters bijvoorbeeld veel ruimte moest worden gebruikt voor het koelen van het systeem met water of lucht, dan is dit niet nodig in het OCP-concept. Nieuwe, luchtgekoelde units met een boven­gemiddelde PUE van 1,02 en betere en geoptimaliseerde maatregelen, zoals efficiënte warm/koude-gangeninstallaties, maken het niet langer nodig om ruimte-intensieve koelers of koeltorens te installeren. Bovendien is dankzij de open source-software die in de OCP-datacenters wordt gebruikt tot 80 procent minder server-hardware nodig om dezelfde workloads te kunnen ‘draaien’. Dit heeft uiteraard een zeer positieve impact op zowel ruimtebeslag als energiegebruik.

De noodstroomvoorziening wordt bij OCP-datacenters eveneens anders aangepakt. Er wordt volop gebruikgemaakt van gedistribueerde UPS-systemen die gemakkelijker zijn te transporteren, te installeren en te verplaatsen dan centraal opgestelde UPS’en. Hun ruimtebehoefte is ook veel kleiner. Intelligent beheer zorgt er echter voor dat ze net zo betrouwbaar, schaalbaar en stabiel zijn als centrale UPS’en.

OCP-racks

In het lab van het AMS01 datacenter van maincubes bevinden zich momenteel racks volgens de OCP-specificatie versie 2, waarin noch de server noch het geheugen een eigen voeding hebben. In plaats daarvan worden de componenten rechtstreeks gevoed via in de kasten geïntegreerde busbars. Hierdoor kan het totale stroomverbruik met ongeveer vijf procent worden verminderd. De benodigde ruimte is ook aanzienlijk kleiner. Met een buitenafmeting van 600 millimeter en een binnenafmeting van 21 inch kunnen de OCP-racks tot drie componenten (zeven inch elk) naast elkaar worden geplaatst.

De klassieke kasten bieden slechts 19 inch interne ruimte met dezelfde buiten­afmetingen.

Doordat de componenten relatief dicht bij elkaar liggen, ontstaat er meer restwarmte die nog beter moet worden afgevoerd.

Ook hier is de oplossing de modulaire gelijkstroomrails, die in plaats van een bedradingsbundel voor de stroom­voorziening zorgt. Hierdoor kan de uitlaatlucht ongehinderd naar achteren stromen. Bovendien kunnen dankzij de eenvoudige stekkerverbindingen systemen min of meer letterlijk blindelings worden toegevoegd of verwijderd - de zogeheten ‘blind mate connection’. 

Versie 3 van de OCP-specificatie voor racks wordt momenteel ontwikkeld en richt zich vooral op verdere verbetering van de koeling. De reden hiervoor is de steeds hogere prestatie-eisen, bijvoorbeeld voor het hosten van online games of virtuele en augmented reality (VR/AR) applicaties. Drie varianten zijn momenteel in ontwikkeling:

• directe waterkoeling van de processoren
• geïntegreerde warmtewisselaars aan de voor- en achterzijde van een rek
• immersion-koeling, waarbij de server-hardware direct omgeven is door een koelvloeistof

Toenemende populariteit

Hyperscalers vertrouwen met name op OCP-technologieën om hun datacenters up-to-date te houden. Dit is niet verrassend. Hun business is gebaseerd op het feit dat ze elkaar ondersteunen door hun servers horizontaal in een netwerk op te nemen, om zo een betere schaalbaarheid en hogere rekenkracht te bereiken. Tegelijkertijd zijn het energieverbruik en de kosten lager en zijn de gebruikers flexibeler. OCP-servers verbruiken bijvoorbeeld tot 50 procent minder energie dan eigen servers.

Dit wordt ook onderstreept door praktische voorbeelden uit de dagelijkse praktijk van maincubes. Een OCP-gebruiker in het datacenter in Amsterdam was in staat om zijn energieverbruik met 40 procent te verminderen ten opzichte van klassieke blade servers. Opmerkelijk is ook dat de kapitaaluitgaven (CAPEX) bij een OCP-gebied met maximaal 75 procent kunnen worden verminderd.

Steeds meer Europese bedrijven en zelfs overheden erkennen de bovengenoemde voordelen van samenwerking - duurzaamheid, het vermogen om gezamenlijk ideeën te ontwikkelen en zo wederzijds voordeel te halen uit elkaar. Als gevolg daarvan neemt ook de vraag naar OCP-technologieën toe. Volgens een marktvoorspelling van de analisten van IHS zal hun verkoopvolume in 2022 naar verwachting ongeveer 10,7 miljard dollar bedragen. Het Europees OCP Experience Center creëert hierbij transparantie door niet alleen ruimte, instrumenten en infrastructuur te bieden, maar ook de kennis en ervaring met connectiviteit.

Antje Tauchmann en Joris te Lintelo zijn werkzaam bij maincubes - Fotografie Tessa Witvoet