الکتریسیته ساکن چیست و چرا در دیتاسنتر باعث مشکلات می شود؟

دیتاسنتر و الکتریسته ساکن

الکتریسیته ساکن یکی از عوامل پنهان و در عین حال خطرناک در فضاهای بسیار حساس الکترونیکی به شمار می‌رود در دیتاسنترها این پدیده می‌تواند منشأ اختلالات گسترده شود چرا که تجهیزات مورد استفاده در این محیط‌ها به‌شدت نسبت به نوسانات الکترواستاتیک آسیب‌ پذیر هستند پدیده الکتریسیته ساکن زمانی ایجاد می‌شود که دو ماده نارسانا به یکدیگر مالیده شده و سپس از هم جدا می‌شوند در این فرآیند بار الکتریکی سطحی بدون عبور جریان در جسم باقی می‌ماند و این بار ممکن است به صورت ناگهانی و از طریق تخلیه الکترواستاتیکی آزاد شود در یک محیط عادی این تخلیه ممکن است صرفا یک جرقه یا حس خفیف باشد اما در محیط دیتاسنتر یک تخلیه کوچک حتی با اختلاف پتانسیل بسیار پایین می‌تواند به نابودی یک تراشه یا کنترلر شبکه بینجامد.

 

تأثیر رطوبت نسبی و عوامل محیطی بر تجمع و تخلیه الکتریسیته ساکن در دیتاسنترها

در مراکز داده تراکم بالای تجهیزات الکترونیکی سرعت گردش هوا و میزان پایین رطوبت نسبی سه عامل مهمی هستند که احتمال تجمع بار الکترواستاتیکی را افزایش می‌دهند همچنین حرکات مکانیکی مانند باز و بسته کردن رک‌ها جابجایی کابل‌ها یا سینی‌های فلزی بدون اتصال زمین استفاده از تجهیزات پلاستیکی چرخ‌دار یا حتی لباس‌ های پرسنل از جنس الیاف مصنوعی همگی می‌توانند به تولید بار ساکن منجر شوند لازم به ذکر است که در بسیاری از موارد آسیب ناشی از ESD به صورت آنی بروز نمی‌کند بلکه به صورت تخریب تدریجی ساختار نیمه‌هادی ظاهر می‌شود که در آینده می‌تواند باعث خرابی‌های نامنظم و پرهزینه شود.

در محیط‌ هایی که کنترل مناسبی روی رطوبت وجود ندارد احتمال تخلیه الکترواستاتیکی افزایش می‌یابد رطوبت نسبی زیر چهل درصد فضای مناسبی برای ایجاد اختلاف پتانسیل بالا و تخلیه سریع الکتریسیته فراهم می‌کند به همین دلیل سیستم‌های HVAC نه تنها برای تنظیم دما بلکه برای کنترل رطوبت نیز باید طراحی و پایش شوند بسیاری از دیتاسنترها تنها به کنترل دما توجه می‌کنند در حالی که نبود رطوبت کنترل‌شده موجب افزایش خطرات مرتبط با ESD خواهد شد.

 

نقش کف‌سازی و پوشش‌های آنتی‌استاتیک در کنترل بار الکتریسیته ساکن دیتاسنتر

از دیگر منابع قابل توجه الکتریسیته ساکن در دیتاسنتر ها می‌توان به موادی که در کف‌ سازی استفاده می‌شوند اشاره کرد کف های کاذب پلاستیکی یا موکت‌ های بدون خاصیت آنتی‌ استاتیک به‌راحتی بار الکتریکی را منتقل نمی‌کنند بلکه آن را ذخیره کرده و در موقعیت‌های خاص تخلیه می‌کنند راهکار جایگزین استفاده از کف‌پوش‌های رسانا یا نیمه‌رسانا است که در برابر زمین ایزوله نیستند و می‌توانند به‌تدریج بار الکتریکی را تخلیه کنند همچنین پرسنل دیتاسنترها باید از کفش‌ها و لباس‌هایی با پارچه‌های آنتی‌استاتیک استفاده کنند در غیر این صورت بدن انسان خود به یک خازن متحرک تبدیل می‌شود که در هنگام تماس با تجهیزات باعث تخلیه می‌گردد.

شرکت کارنو به عنوان مرجع تخصصی در طراحی پیاده‌سازی و ایمن‌سازی دیتاسنترهای مدرن با بهره‌گیری از استانداردهای جهانی مانند ANSI ESD S2020 راهکارهای متنوعی در حوزه کنترل بارهای ساکن ارائه می‌دهد از جمله کف‌ پوش‌های آنتی‌استاتیک لباس‌های مخصوص پرسنل و طراحی سیستم ارتینگ هوشمند برای کلیه تجهیزات فعال دیتاسنتر.

 

پایش هوشمند و راهکارهای پیشرفته کنترل ESD؛ از سنسورهای ولتاژ تا یونیزاسیون هوا در دیتاسنترها

در حوزه کنترل دقیق ESD استفاده از سیستم‌های هوشمند پایش جریان‌های نشتی و اختلاف پتانسیل بین رک‌ها نیز بسیار مهم است در بسیاری از دیتاسنترهای بزرگ از سیستم‌های سنجش ولتاژ نسبی بین شاسی رک و ارت استفاده می‌شود که می‌تواند در لحظه بروز اختلال را شناسایی کرده و آلارم صادر کند همچنین اتصال سینی کابل و ساختار فلزی رک‌ها به سیستم ارتینگ مرکزی با مقاومت کمتر از پنج اهم از الزامات استاندارد TIA 942 در سطوح Tier III و Tier IV است.

در سطوح پیشرفته‌تر برخی دیتاسنترها از سنسورهای یونی برای کنترل کیفیت هوا و سطح بار یونیزه محیط استفاده می‌کنند این فناوری با استفاده از تولید یون‌های مثبت و منفی به تعادل الکتریکی هوا کمک کرده و احتمال تجمع بار ساکن را کاهش می‌دهد البته اجرای چنین راهکارهایی نیازمند مطالعات دقیق و محاسبات مبتنی بر تراکم تجهیزات و حجم تبادل هواست.

از منظر اقتصادی نیز غفلت از مسئله ESD در دیتاسنتر می‌تواند پیامدهای جدی داشته باشد هزینه تعویض تجهیزات سرور ذخیره‌سازی یا شبکه تنها بخشی از خسارت است وقفه در سرویس از دست رفتن داده کاهش اعتماد مشتریان و آسیب به SLA نیز هزینه‌ های نامشهود و بلندمدت هستند که ممکن است برای یک سازمان غیرقابل جبران باشد.

در سال‌های اخیر گزارش‌هایی از کشورهای مختلف منتشر شده که نشان می‌دهد حتی در دیتاسنترهای بسیار پیشرفته مواردی از تخریب به‌ظاهر نامشخص تجهیزات به علت تخلیه الکترواستاتیکی تشخیص داده شده است در یکی از دیتاسنترهای بزرگ اسکاندیناوی تیم پشتیبانی متوجه شد که تنها پس از عبور یک ترولی پلاستیکی در کنار رک شبکه چند دستگاه سوئیچ از کار افتاده‌اند بررسی‌ها نشان داد که بار ساکن انباشته‌شده در چرخ‌های ترولی و تخلیه آن به بدنه رک علت اصلی خرابی بوده است این مثال نشان می‌دهد که حتی کوچک‌ترین المان‌ها در طراحی دیتاسنتر باید با ملاحظات ESD بررسی شوند.

در کشور ما نیز با توسعه سریع دیتاسنترها به‌ویژه در حوزه‌های مالی امنیتی و ابری نیاز به رعایت الزامات حفاظت الکترواستاتیکی بیش از پیش احساس می‌شود سازمان‌هایی که در طراحی اولیه به این موضوع توجه نمی‌کنند بعدها مجبور به اصلاحات پرهزینه و گاه پرمخاطره می‌شوند. به‌عنوان مثال تعویض کامل کف اتاق سرورها یا بازطراحی ارتینگ رک‌ها می‌تواند موجب توقف خدمات و آسیب به زیرساخت فعلی شود.

شرکت مهندسی کارنو با تجربه چندین ساله در اجرای دیتاسنترهای حساس مانند مراکز مالی بانکی بیمه‌ای و حکومتی ضمن استفاده از فناوری‌های نوین کنترل الکتریسیته ساکن خدمات ممیزی بررسی مخاطرات و اجرای کامل راهکارهای اصلاحی را نیز برای دیتاسنترهای فعال ارائه می‌دهد.

در جمع‌بندی باید گفت الکتریسیته ساکن اگرچه موضوعی ساده به نظر می‌رسد اما در فضای فشرده دقیق و حیاتی مراکز داده می‌تواند منشأ اختلالات بسیار شدید و هزینه‌زا شود بنابراین طراحی اجرا و نگهداری دیتاسنتر بدون در نظر گرفتن سناریو های ESD ممکن است آسیب‌های فنی و اقتصادی جدی به‌دنبال داشته باشد با رعایت الزامات فنی استفاده از تجهیزات استاندارد و بهره‌گیری از خدمات متخصصین این حوزه می‌توان امنیت و پایداری مراکز داده را تضمین کرد.

شرکت کارنو آماده ارائه مشاوره تخصصی طراحی زیرساخت اجرای کامل و خدمات پشتیبانی برای پیاده‌ سازی سامانه‌ های ضد الکتریسیته ساکن در انواع دیتاسنترها است اطلاعات بیشتر و دریافت خدمات رایگان مشاوره از طریق وب‌سایت رسمی شرکت در دسترس است.

 

نقش الکتریسته ساکن در دیتاسنتر