ในปัจจุบันเป็นที่ทราบกันดีว่า ระบบการบริหารจัดการและเก็บรักษาข้อมูลทางด้านสารสนเทศ (Information Technology, IT) เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการดำเนินธุรกิจเกือบทุกขนาด ในองค์กรขนาดใหญ่ที่ต้องการบริหารจัดการเครือข่ายสาขาจำนวนมาก เช่น ธนาคาร ผู้ให้บริการระบบสื่อสาร/Internet บริษัทธุรกิจน้ำมัน การไฟฟ้าฯ ต่างก็ต้องมีศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีสารสนเทศ หรือเรียกว่าศูนย์คอมพิวเตอร์ (Data Center) เพื่อจัดการข้อมูลทั้งหมดที่มีอยู่ตลอดเวลา โดย Data Center นี้อาจตั้งอยู่ภายในองค์กร หรือไปจัดหาพื้นที่ภายนอกที่มีผู้ให้เช่า Data Center ดำเนินการจัดสร้างไว้เป็นการเฉพาะก็ได้ นอกจากนี้องค์กรแต่ละแห่งอาจมีศูนย์ข้อมูลสำรองสำหรับการกู้คืนระบบ (Disaster Recovery Site – DR Site) เพื่อใช้ในกรณีที่ศูนย์หลัก (Main Site) มีปัญหาจากความเสียหายจากภัยพิบัติต่างๆอีกด้วย

Data Center ซึ่งเป็นโครงสร้างพื้นฐานให้ระบบ IT ต่างๆ ทำงานอยู่ภายในนั้นจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งการที่ระบบ IT ไม่สามารถใช้งานได้ในเวลาที่ธุรกิจต้องการ จะก่อให้เกิดความเสียหายเป็นอย่างมาก ส่งผลกระทบต่อความน่าเชื่อถือตลอดจนส่งผลต่อรายได้ของธุรกิจนั้นๆดังนั้นผู้บริหาร Data Center ทุกคน จึงมีความต้องการให้ Data Center ของตนมีระบบหรืออุปกรณ์ต่างๆ ที่มีความเชื่อถือได้สูงแลต้องการให้มีเวลาที่ใช้การได้ (Availability) มากที่สุดเท่าที่จะทำได้

Data Center จึงต้องถูกสร้างขึ้นโดยมีจุดมุ่งหมายหลัก คือ ความพร้อมที่ Data Center นั้นๆ ใช้การได้ (Availability) สูงสุด หรือมีช่วงเวลาที่ต้องหยุด (Downtime) ต่ำสุด สอดคล้องกับความต้องการทางธุรกิจนั้น โดยพิจารณาระดับความเสี่ยงที่ยอมรับได้และงบประมาณ เนื่องจากการให้ได้มาซึ่ง Data Center ที่มี Availability ที่สูงขึ้น ก็ย่อมหมายถึงการลงทุนที่สูงขึ้นตามไปด้วย

ช่วงเวลาที่ Data Center หนึ่งๆ สามารถใช้การได้ หรือ Availability นั้น จึงเป็นปัจจัยหลักในการพิจารณาความพร้อมของ Data Center โดยสามารถกำหนดได้ในหลายลักษณะ ตั้งแต่การวัดในรูปของเปอร์เซ็นต์ เช่น 99.99% (Four 9’s) หรือถ้าคิดเป็นเวลาที่ Data Center ต้องหยุด Downtime เท่ากับ 100%-99.99%=0.01% หรือคิดเป็นประมาณ 0.9 ชั่วโมง/ปี (0.01% x 8,760ชั่วโมง/ปี) นอกจากนี้ Availability ก็สามารถกำหนดเป็น Tier ในระดับ 1 ถึง 4 ได้ ซึ่ง UPTIME INSTITUTE หรือ TIA-942 ก็จัดระดับ Availability ในรูปแบบ Tier

ในการบรรลุเป้าหมายให้ Data Center มี Availability สูง (Downtime ต่ำ) จึงต้องอาศัยการออกแบบที่ได้มาตรฐานมาใช้เป็นแนวทางในการออกแบบ ซึ่งมาตรฐานสากลที่นิยมใช้สำหรับเป็นแนวทางในการสร้าง Data Center นั้น มีอยู่ 2 มาตรฐาน คือ

• มาตรฐานของ UPTIME INSTITUTE ประเทศสหรัฐอเมริกา
• มาตรฐาน TIA-942, Telecommunications Infrastructure Standard for DATA Centers,Telecommunications Industry Association (TIA) ประเทศสหรัฐอเมริกา

ทั้งมาตรฐานของ UPTIME INSTITUTE และ TIA-942 ได้แบ่งระดับ Tier ออกเป็น 4 ระดับเช่นกัน แต่มีรายละเอียดต่างกัน โดยมาตรฐานของ UPTIME INSTITUTE มุ่งเน้นงานระบบวิศวกรรมที่ประกอบขึ้นเป็นโครงสร้างพื้นฐาน (Site Infrastructure) ของโครงการ ส่วนมาตรฐาน TIA-942 นั้น มีรายละเอียดครอบคลุมในภาพรวมทั้งทางด้านงานสถาปัตยกรรม ระบบไฟฟ้า เครื่องกล และสื่อสาร โดยมาตรฐานทั้งสองสามารถนำมาประยุกต์ใช้ร่วมกันได้เป็นอย่างดี

นอกจากนี้ยังมีเกณฑ์การประเมินโครงการของสถาบัน TUV ประเทศเยอรมัน ที่เรียกว่า TSI-Trusted Site Infrastructure เนื้อหาของเกณฑ์ TSI นี้ จะครอบคลุมในด้านต่างๆ คือ Environment, Construction, Fire Protection & Alarm and Extinguishing Systems, Security Systems and Organization, Energy Supply, Air Conditioning and Ventilation, Organization โดย TUV จะทำการประเมิน Data Center ที่มีอยู่แล้วหรืออยู่ระหว่างการวางแผนการก่อสร้างก็ได้ และให้ Certification กับโครงการ คล้ายกับการทำ ISO นั่นเอง โดยการได้รับ Certification นี้ นอกจากจะเป็นการช่วยลดความเสี่ยงต่างๆ หรือเพิ่ม Reliability แล้วก็อาจจะเป็นการช่วยลดค่าประกันภัยได้ ระดับ Certification ของเกณฑ์ TSI นี้จะแบ่งออกเป็น 4 ระดับ คือ Level 1 ถึง Level 4 ตาม Availability ของ Data Center ทั้งนี้รายละเอียดต่างๆ สามารถศึกษาเพิ่มเติมได้ที่ http://www.tuvit.de

มาตรฐาน TIA-942

มาตรฐาน TIA-942 นั้น มีข้อมูลที่เป็นประโยชน์มากและสามารถใช้เป็นแนวทางในการออกแบบและติดตั้ง Data Center ได้เป็นอย่างดี ครอบคลุมงานสถาปัตยกรรม, โครงสร้าง และงานระบบวิศวกรรมประกอบอาคาร โดยจัดระดับ Data Center เป็น Tier 1, Tier 2, Tier 3, Tier 4 ระดับ Tier ที่มีค่ามากขึ้น หมายถึงมีค่า Availability และ Security ที่สูงขึ้น รายละเอียดที่ถูกกำหนดใน TIA-942 ในงานสถาปัตยกรรม เช่น การเลือกสถานที่ตั้ง (Site Selection), อัตราการทนไฟของพื้น/ผนัง/หลังคาของอาคาร, การจัดพื้นที่สนับสนุนอื่นๆ อาทิ ห้อง Security เป็นต้น ในงานระบบไฟฟ้า เช่น ระบบ UPS, PDU, Central Power Monitoring, Testing เป็นต้น ในงานระบบเครื่องกล เช่น ระบบ Chilled Water Piping, ระบบ Fire Suppression เป็นต้น จนกระทั่งรวมไปถึงงานระบบ Telecommunications การที่จะได้เป็น Tier ใดในแต่ละหัวข้อนั้น ต้องพิจารณาในรายละเอียด เช่น ระบบ UPS เป็นแบบ 2N ได้ Tier 4, ถ้าเป็น N+1 ได้ Tier 3 เป็นต้น

Telecommunication Industry Association (TIA) ทำมาตรฐาน TIA-942 ขึ้นเพื่อเป็นคู่มือในการออกแบบ Data Center เท่านั้น โดยไม่มีการรับรอง หรือออก Certification ใดๆ จากทาง TIA มาตรฐานของ UPTIME INSTITUTE UPTIME INSTITUTE มีมาตรฐานการจัดระดับของงานระบบโครงสร้างพื้นฐาน (Site Infrastructure) ที่รองรับ Data Center ออกเป็น 4 ระดับ คือ Tier I, Tier II, Tier III, Tier IV ดังนี้

Tier I: Basic Capacity (Data Center ที่มีองค์ประกอบของงานระบบในระดับพื้นฐาน)

• มี Capacity ระบบไฟฟ้า, ระบบปรับอากาศ เพียงพอที่จะรองรับ Data Center
• ด้านจำนวนอุปกรณ์ งานระบบไม่มีชุดสำรอง (Redundant) หรือมีอุปกรณ์เพียง N เดียว เช่น Data Center ต้องการใช้ไฟฟ้า 100 kW ก็จะมี UPS ขนาด 100 kW เพียง 1 ชุด เท่านั้น ไม่มีชุดสำรอง
• ด้านการส่งจ่าย ระบบส่งไฟฟ้าหรือระบบส่งน้ำเย็นฯ (Distribution Path) มีเพียงชุดเดียว

Tier II: Redundant Components (Data Center ที่มีอุปกรณ์ชุดสำรองในระบบที่สำคัญ)

• ด้านจำนวนอุปกรณ์ ระบบที่มีชุดสำรอง (N+R) ได้แก่ Generator, UPS, IT cooling, UPS cooling R คือ Redundant เช่น N+1 แสดงว่า Redundant = 1 กรณี Data Center ต้องการ UPS 100 kW ก็สามารถเลือกใช้ได้เป็น 100kW+100kW หรือ 50kW+50kW+ 50kW ก็ได้ ขึ้นอยู่กับรายละเอียดการออกแบบ
• ด้านการส่งจ่าย ยังคงมีเพียงชุดเดียวเหมือน Tier I

Tier III: Concurrently Maintainable(Data Center ที่ยังคงสามารถทำงานอยู่ได้ ในขณะที่มีการจัดการซ่อมบำรุงหรือเปลี่ยนทดแทนในส่วนที่ต้องการ)

• ด้านจำนวนอุปกรณ์ ระบบที่มีชุดสำรอง (N+R) ได้แก่ Generator, UPS, IT cooling, UPS cooling
• ด้านการส่งจ่าย ระบบส่งจ่ายมีเส้นทางสำรองที่ไม่ขึ้นต่อกัน (Independent Distribution Paths) ซึ่งอาจสำรองในสถานะ Inactive ก็ได้
• Engine generator ต้องเป็นแบบ Continuous Rating
• สามารถวางแผนเพื่อทำการซ่อมบำรุงหรือเปลี่ยนทดแทนอุปกรณ์ต่างๆ และระบบส่งจ่ายทุกๆ ส่วนได้ โดยไม่ต้องหยุด Data Center
• ยังคงมีจุดอ่อนที่ยังสามารถทำให้ Data Center หยุดการทำงานได้ ที่เรียกว่า Single Point-of-Failure

Tier IV: Fault Tolerant(Data Center ที่ยังคงสามารถทำงานอยู่ได้ เมื่อมีปัญหาจากความผิดพลาดเกิดขึ้น)

• ด้านจำนวนอุปกรณ์ ระบบที่มีชุดสำรอง (N+R)
• ด้านการส่งจ่าย ระบบส่งจ่ายมีเส้นทางสำรองที่ไม่ขึ้นต่อกัน (Independent Distribution Paths) ซึ่งต้องทำงานในสถานะ Active
• การกั้นแยก (Compartmentalization) ของอุปกรณ์ และระบบส่งจ่ายเพื่อป้องกัน Single Point-of-Failure (SPOF)
• การจ่ายความเย็นแบบต่อเนื่อง (Continuous Cooling) สำหรับ IT cooling, UPS cooling
• การทำงานแบบอัตโนมัติ โดยต้องให้มี Capacity N เพื่อรองรับ Data Center ภายหลังที่มีข้อผิดพลาดเกิดขึ้น (N after any failure)
• Engine generator ต้องเป็นแบบ Continuous Rating
• อุปกรณ์แต่ละชุด ทุกๆ ส่วนในระบบและเส้นทางส่งจ่าย ถึงแม้ว่าจะเกิดความบกพร่อง ความผิดพลาด ต่างๆ จากเหตุการณ์ที่วางแผนไว้หรือไม่ก็ตาม ระบบก็ยังคงสามารถทำงานได้โดยไม่กระทบต่อ Data Center หรือที่เรียกว่า Fault Tolerant
• ไม่มี Single Point-of-Failure

Tier IV: Fault Tolerant นี้ สามารถรับปัญหาที่เกิดขึ้นได้ 1 เหตุการณ์ เช่น กรณีเกิดเพลิงไหม้ในระบบสายไฟฟ้า จากหม้อแปลงไฟฟ้าไปยังระบบ UPS, Data Center ยังคงทำงานอยู่ได้ เนื่องจากยังมีสายไฟฟ้าอีกชุดหนึ่ง ซึ่งอยู่ในส่วนกั้นแยก (Compartmentalization) ซึ่งมีคุณสมบัติทนไฟ ซึ่งเมื่อเทียบกับ Tier III แล้ว มีระบบสายไฟฟ้า 2 ชุดเช่นกัน แต่ไม่มี Compartmentalization ทำให้เมื่อเกิดเหตุเพลิงไหม้ระบบสายไฟฟ้าอาจเสียหายทั้ง 2 ชุด ทำให้ Data Center ต้องหยุดทำงานทำให้เกิด Downtime เป็นต้น

จะเห็นว่ามาตรฐานของ UPTIME INSTITUTE ไม่ได้กำหนดวิธีการออกแบบรายละเอียด แต่ให้เกณฑ์ที่จะใช้ในการพิจารณาว่า Data Center จะเป็น Tier ในระดับใด โดยเปิดกว้างให้ผู้ออกแบบเป็นผู้พิจารณาหัวข้อต่างๆ เอง ดังนั้น Data Center แต่ละแห่งที่ได้รับ Tier ในระดับเดียวกันอาจมีการออกแบบงานระบบในรูปแบบที่ต่างกันก็ได้ เกณฑ์ของ UPTIME INSTITUTE จะเน้นเรื่องการออกแบบงานระบบวิศวกรรมภายใน โดยไม่มีเรื่องตำแหน่งที่ตั้งโครงการ (Site Location), ระบบรักษาความปลอดภัย (Security) หรือการต้องมีสายไฟฟ้าจากภายนอกเข้าสู่โครงการจากหลายแหล่ง (Multiple utility feeds)

นอกจาก Tier Standard: Topology ซึ่งใช้เพื่อการออกแบบแล้ว UPTIME INSTITUTE ยังมี Tier Standard: Operational Sustainability ซึ่งแบ่งเป็น Gold, Silver, Bronze สำหรับการดำเนินงาน Data Center อีกด้วย ซึ่งการขอ Certification จะต้องส่งข้อมูลรายละเอียด Data Center ทั้งหมดไปให้ UPTIME INSTITUTE และมีค่าใช้จ่ายสูงพอสมควร

ศูนย์คอมพิวเตอร์ ควรเป็นระดับ Tier ใด

การดำเนินธุรกิจต่างๆ มีความแตกต่างกัน เช่น ระดับความเสี่ยงที่รับได้ ช่วงเวลาการใช้งาน Data Center การมีศูนย์สำรอง (DR Site) ตลอดจนค่าใช้จ่ายในการลงทุนและบำรุงรักษา เป็นต้น ดังนั้นผู้บริหาร Data Center จึงต้องพิจารณาปัจจัยต่างๆ เพื่อกำหนดระดับ Tier กับ Data center ของตน เพื่อทำการปรับปรุง หรือสร้างขึ้นใหม่ โดยอาจพิจารณาแนวทางขั้นต้นดังนี้

Data Center สามารถหยุดทำงาน ตามแผนงาน (Planned Downtime) เพื่อทำการซ่อมบำรุงฯ ได้หรือไม่

• ถ้าได้, เลือก Tier I หรือ Tier II
• ถ้าไม่ได้, เลือก Tier III, Tier IV

Data Center สามารถหยุดทำงาน จากเหตุการณ์ที่ไม่ได้ถูกวางแผนงานไว้ (Unplanned Downtime) ได้หรือไม่

• ถ้าได้, เลือก Tier III
• ถ้าไม่ได้, เลือก Tier IV

เงินลงทุนในการสร้าง Data Center

• Tier ในระดับสูงขึ้นต้องการเงินลงทุนที่มากขึ้น

ในปัจจุบันการออกแบบ Data Center ในโครงการใหม่ๆ จะเป็นระดับ Tier III ขึ้นไป โดยในบางส่วนอาจสามารถนำเกณฑ์ของ Tier IV เข้ามาปรับใช้เพื่อเสริมให้ระบบมีความน่าเชื่อถือมากขึ้น ส่วนการออกแบบเพื่อให้ได้ Tier IV นั้นมีองค์ประกอบต่างๆ ที่ต้องพิจารณาเพิ่มขึ้นจาก Tier III อยู่มาก โดยปัจจุบันยังไม่มี Data Center ในประเทศไทย ที่ได้รับการรับรองจาก UPTIMTE INSTITUTE ทั้งนี้โดยส่วนใหญ่แล้ว ผู้ออกแบบจะนำแนวทางของ UPTIME INSTITUTE และ TIA-942 มาใช้ในการออกแบบ โดยพิจารณาร่วมกับปัจจัยหรือองค์ประกอบอื่นๆ เพื่อให้ได้ Data Center ที่เป็นไปตามความต้องการของเจ้าของโครงการ

การออกแบบ Data Center ที่ดีนั้น นอกจากการใช้มาตรฐานที่กล่าวถึงข้างต้นแล้ว ต้องคำนึงถึงขนาดการติดตั้งของ Infrastructure ที่เหมาะสม สอดคล้องกับการขยายตัวของ Data Center ในแต่ละช่วงเวลาตามแผนที่ได้วางไว้ด้วย โดยการเพิ่มเติมระบบหรืออุปกรณ์ใหม่ต้องไม่กระทบการดำเนินงาน Data Center ที่ได้เปิดใช้งานไปแล้ว การออกแบบ Capacity ที่เหมาะสมกับแผนงานจะช่วยให้ค่าใช้จ่ายในการลงทุนรวมถึงค่าดำเนินการ (Total Cost of Ownership, TCO) ต่ำส่งผลให้โครงการมีผลตอบแทนที่ดียิ่งขึ้นซึ่งมีความสำคัญต่อการดำเนินธุรกิจเป็นอย่างยิ่ง

ระดับการใช้พลังงานของศูนย์คอมพิวเตอร์

เนื่องจาก Data Center ใช้พลังงานไฟฟ้าสูงมาก เพื่อจ่ายให้กับอุปกรณ์ระบบ IT ที่ติดตั้งอยู่ภายใน รวมถึงระบบสนับสนุนอื่นๆ เช่น ระบบไฟฟ้าแสงสว่างระบบปรับอากาศ เป็นต้น ประสิทธิภาพการใช้พลังงานจึงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งและต้องถูกพิจารณาตั้งแต่ช่วงการออกแบบวางแผน เช่น การเลือกขนาดของอุปกรณ์ที่ถูกต้องกับภาระการทำงาน การเลือกอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพสูง การใช้วัสดุที่ป้องกันความร้อนเข้าสู่อาคาร เป็นต้น ในช่วงเวลาที่ Data Center เปิดใช้งานแล้ว ค่าพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ในแต่ละเดือนควรต้องถูกตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอ เพื่อดูการเปลี่ยนแปลงในแต่ละช่วงเวลาซึ่งอาจมาจากฤดูกาลหรือการปรับปรุงเพิ่มเติมอุปกรณ์ต่างๆ และสามารถใช้เป็นแนวทางในการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานให้ดียิ่งขึ้นได้

เกณฑ์การวัดประสิทธิภาพการใช้พลังงานของ Data Center ที่นิยมใช้นั้น ถูกพัฒนาโดย The Green Grid Association ของประเทศสหรัฐอเมริกา เรียกว่า Power Usage Effectiveness (PUE) โดยเป็นตัวชี้วัดว่าในภาพรวมแล้ว Data Center หนึ่งๆ เมื่อรับพลังงานทั้งหมดเข้ามาแล้วจะส่งไปยังอุปกรณ์ IT ซึ่งเป็นหัวใจหลักได้ดีเพียงใด ค่าที่ได้นี้สามารถนำไปเปรียบเทียบกับ Data Center อื่นๆ หรือเปรียบเทียบกับค่าการใช้พลังงานของ Data Center นั้นๆ ในช่วงเวลาอื่นๆ ก็ได้