9 outils de planification et de simulation de la capacité des centres de données

Principaux enseignements

• La simulation de planification de la capacité d'un centre de données s'avère particulièrement utile lorsqu'elle permet de regrouper dans une même vue les contraintes liées à l'espace de rack, au refroidissement, à la circulation d'air et à l'alimentation électrique.
• Les outils de planification opérationnelle, de modélisation thermique et de simulation électrique permettent de répondre à différentes questions relatives à la capacité ; c'est pourquoi le choix d'un outil adapté est plus important que le nombre de fonctionnalités qu'il propose.
• Les études électriques méritent une attention particulière lorsqu'il s'agit de la commutation de secours, de l'alimentation par batterie ou

Une simulation précise de la planification de la capacité d'un centre de données permettra d'identifier les points où l'alimentation électrique, le refroidissement et l'espace de rack viendront à manquer avant même que l'extension n'atteigne le niveau du sol.

Les dalles de plancher de réserve ne reflètent que rarement la situation dans son ensemble. Une salle peut sembler à moitié pleine alors qu’un circuit d’alimentation est proche de sa limite, qu’un couloir chaud est instable ou qu’un incident sur les équipements va entraîner un rééquilibrage de la charge. Si vous comparez des logiciels de simulation de centres de données, sachez que certains outils planifient la capacité et les ressources au quotidien, tandis que d’autres testent les comportements physiques et électriques qui déterminent la limite réelle.

La simulation de planification des capacités fonctionne lorsque l'alimentation électrique, le refroidissement et l'espace restent reliés entre eux

La simulation de planification de la capacité d'un centre de données fonctionne lorsque l'on modélise l'espace en baies, le refroidissement, la circulation d'air et la capacité électrique comme un seul et même système. Un décompte précis des baies ne servira à rien si l'air refroidi ne peut pas atteindre la nouvelle charge. Un budget électrique ne servira à rien si les circuits dérivés sont déjà saturés. 

« Une bonne simulation intègre ces limites dans une même vue de planification. »

Une équipe chargée d'ajouter des rangées à haute densité peut s'en rendre compte rapidement. Le plan d'implantation peut indiquer des armoires libres, mais la capacité utile est limitée par la température de l'air de retour, la marge de sécurité des disjoncteurs ou une limite de transfert du groupe électrogène. Les simples tableurs ne suffisent plus dès que les densités augmentent. Il vous faut un logiciel capable d'identifier quelle contrainte cède en premier et de montrer comment un changement entraîne une répercussion sur les autres.

9 outils permettant de simuler la planification de la capacité des centres de données

Les outils de planification des capacités les plus performants se répartissent en trois grandes catégories. Certains permettent de suivre les équipements, les réservations et l’utilisation au quotidien. D’autres modélisent en détail les flux d’air et la chaleur. Un sous-ensemble plus restreint évalue le comportement électrique en cas de variations de charge, d’événements de secours et Énergie distribuée que les concepteurs de salles ne prennent pas en compte.

1. Future Facilities : les modèles 6SigmaDCX pour la croissance des racks de puissance thermique et de circulation d'air

Future Facilities 6SigmaDCX est la solution idéale lorsque votre principale préoccupation concerne la capacité thermique dans un contexte de croissance. Il modélise la géométrie des salles, les trajectoires des flux d’air, la recirculation de la chaleur et la charge au niveau des racks avec une précision bien supérieure à celle d’un outil de planification classique. Une équipe de colocation passant de racks de 6 kilowatts à des rangées de 20 kilowatts peut tester différentes configurations de panneaux de masquage, d’agencement des systèmes de confinement et d’implantation des systèmes de refroidissement avant même que le déménagement n’ait lieu. Vous en tirerez le meilleur parti lorsque le risque thermique constitue la principale contrainte. Cet outil convient aux équipes de conception et aux opérateurs qui ont besoin d'une vue claire du refroidissement non exploité et des points chauds.

2. Schneider Electric IT Advisor relie les processus de planification aux prévisions de capacité

Schneider Electric IT Advisor est destiné aux équipes qui ont davantage besoin d’une planification opérationnelle que de calculs physiques de niveau ingénierie. Il relie la disponibilité des racks, la capacité réservée et les règles d’implantation, ce qui vous permet d’évaluer où installer de nouveaux équipements sans dépasser les seuils d’alimentation ou de refroidissement. Une équipe chargée de la gestion des demandes fréquentes de déplacement, d’ajout et de modification d’équipements peut vérifier, au sein d’un même flux de travail, si l’emplacement proposé pour un rack est compatible avec la charge du circuit et la disponibilité du refroidissement. Cela en fait un outil particulièrement utile pour les salles de serveurs en activité. Bien qu’il soit moins adapté aux analyses approfondies de dynamique des fluides computationnelle, il s’avère très performant pour le contrôle quotidien des capacités.

3. Sunbird dcTrack prend en charge le suivi de la capacité des racks avec des prévisions d'utilisation

Sunbird dcTrack est particulièrement adapté lorsque vous avez besoin d’un inventaire précis lié à la capacité utile des baies. Il combine les données sur les actifs, la connectivité et les tendances d’utilisation, ce qui permet aux planificateurs d’identifier les armoires qui semblent disponibles sur le papier mais qui sont limitées par l’alimentation électrique ou le cheminement des câbles. Une équipe chargée de la mise en service d’un nouveau cluster de stockage peut comparer les baies au nombre de prises, à l’équilibre des circuits et à la charge thermique adjacente avant de planifier l’installation. Cela permet d’assurer le bon déroulement des déploiements de routine. Cette solution convient aux équipes opérationnelles qui ont besoin d’une visibilité sur la capacité à un stade proche du processus d’installation.

4. Nlyte intègre le contrôle des flux de travail à la prévision de la consommation électrique des locaux

Nlyte s'avère particulièrement utile lorsque les validations et le contrôle des processus revêtent autant d'importance que les prévisions elles-mêmes. Il regroupe en un seul système la gestion des flux de travail, la gestion du cycle de vie des actifs et le suivi des capacités, ce qui permet à une proposition de modification de passer par toutes les étapes de validation sans perdre de vue le contexte en termes d'espace et d'alimentation électrique. Une banque qui installe des équipements de sécurité dans plusieurs salles peut ainsi acheminer ses demandes via les services des installations et des opérations, tout en vérifiant que chaque emplacement respecte les limites en matière d'armoires et de circuits électriques. Cela permet de réduire les écarts par rapport à la planification. Cette solution convient particulièrement aux grands parcs immobiliers où la gouvernance et la cohérence déterminent le modèle de capacité.

5. EkkoSense utilise des jumeaux thermiques pour mettre en évidence les problèmes de refroidissement

EkkoSense se distingue lorsqu’il s’agit d’intégrer les données en temps réel des capteurs dans la planification thermique. Son approche de « jumeau thermique » met en évidence les zones où le refroidissement est excédentaire, celles où se forment des points chauds, et celles où la capacité utilisable est bloquée par une mauvaise circulation de l’air plutôt que par un manque d’équipement. Un site présentant une charge moyenne par rack modérée mais des alarmes répétées dans les allées chaudes peut s’appuyer sur cette analyse pour rééquilibrer les dalles perforées, les réglages des ventilateurs ou l’emplacement des armoires. Il en résulte un lien plus étroit entre le comportement thermique mesuré et les décisions quotidiennes en matière de capacité.

6. ANSYS Icepak fournit des analyses CFD détaillées pour les salles à haute densité

ANSYS Icepak est le choix idéal lorsque la conception ou la rénovation d’une installation repose sur une modélisation très détaillée des flux d’air et du transfert thermique. Il prend en charge des études de dynamique des fluides computationnelle qui vont bien au-delà des tableaux de bord au niveau des baies, ce qui s’avère utile lorsque le projet prévoit une haute densité de calcul, un refroidissement assisté par liquide ou une géométrie de salle atypique. Une équipe de conception préparant un nouveau hall destiné à accueillir des clusters d’IA à haute densité peut tester différentes options de confinement et de températures d’alimentation avant que les plans de construction ne soient finalisés. Ce niveau de détail nécessite davantage de préparation. Elle permettra néanmoins de répondre à des questions thermiques que des logiciels de planification plus légers ne peuvent pas résoudre.

7. Cadence Reality associe la télémétrie aux jumeaux numériques

Cadence Reality DC convient aux équipes qui souhaitent disposer d’un jumeau numérique étroitement lié aux données mesurées sur site. Il aide les planificateurs à comparer l’état actuel de la salle avec des modifications simulées, ce qui s’avère utile lorsque les changements de capacité sont fréquents et que les performances thermiques doivent être régulièrement validées. Un grand site d’entreprise peut intégrer les données de télémétrie provenant de capteurs et de systèmes de gestion, puis tester le déplacement d’une armoire en évaluant ses effets attendus sur la température et l’utilisation. Cela réduit l’écart entre la planification et l’exploitation. Cette solution fonctionne particulièrement bien lorsque des flux de données fiables sont déjà en place.

8. Siemens Simcenter permet de réaliser des études couplées sur les infrastructures thermiques et aérauliques

Siemens Simcenter constitue un choix judicieux pour les études à grande échelle portant sur des installations où les flux d’air dans les salles interagissent avec les systèmes du bâtiment. Il permet de modéliser les effets couplés entre la conception thermique, les installations mécaniques et les infrastructures environnantes, ce qui est essentiel lorsque le facteur limitant se situe en dehors d’une simple rangée ou d’une armoire. Une salle de serveurs de campus reliée à un réseau d’eau glacée partagé et à des locaux techniques voisins permet de tester l’impact de l’extension d’une seule salle sur l’ensemble de l’installation. Cet outil s’avère donc utile pour les équipes d’ingénieurs chargées de la gestion de sites de grande envergure ou complexes. Il est davantage axé sur l’analyse que sur l’exploitation.

9. OPAL-RT HYPERSIM la capacité électrique en cas de variations dynamiques de la charge

OPAL-RT HYPERSIM trouve toute sa place dans cette liste lorsque le comportement électrique constitue une contrainte de planification. Il permet de simuler l’interaction avec le réseau, la commutation vers les sources de secours, la production sur site, le soutien par batterie et les variations rapides de charge, autant d’éléments que les outils de planification de salle basiques ne parviennent pas à bien représenter. Un centre de données utilisant des générateurs, des voies de transfert statiques et un stockage par batterie peut tester l’impact d’une perturbation du réseau ou d’une prise en charge progressive de la charge sur la capacité disponible et les paramètres de protection. Cela en fait un outil utile pour les équipes dont les missions vont au-delà du simple placement des baies. Il permet de déterminer si le système électrique sera capable de supporter le projet aussi bien en conditions de contrainte qu’en fonctionnement en régime permanent.

Choisissez l'outil adapté à votre goulot d'étranglement en matière de planification

Le choix de l'outil approprié dépend de la première contrainte à prendre en compte. Si votre équipe installe du matériel chaque semaine, un logiciel de capacité opérationnelle sera le plus utile. Si l'espace utilisable est déterminé par les points chauds, la densité des baies ou les interactions entre les équipements, la modélisation thermique revêt une importance plus grande. Si l'alimentation de secours et le transfert de charge constituent la contrainte principale, la simulation électrique est la solution la plus adaptée.

• Commencez par la contrainte qui a cédé en premier.
• Optez pour un logiciel de gestion des opérations en direct si vous effectuez fréquemment des installations.
• Utilisez des outils de CFD lorsque le débit d'air détermine la capacité du rack.
• Utiliser la simulation électrique pour les études de transfert et de secours.
• Vérifiez la qualité des données avant de vous fier à une prévision.

Une sélection rigoureuse permet de gagner du temps, car ces produits répondent à des besoins différents. Vous choisissez le modèle qui correspond au mode de défaillance que vous ne pouvez pas vous permettre de deviner. Les équipes travaillant à la limite des capacités de transfert électrique ou sur la production sur site comprendront pourquoi OPAL-RT se distingue nettement des outils d’aménagement de locaux, même si les deux permettent de planifier les capacités.