Les baies (racks)

Les baies (racks) sont des cadres dans lesquels prennent place divers équipements, cʼest pourquoi on les trouve dans de nombreux domaines, lʼinformatique, les télécoms, la santé, le commerce, lʼindustrie, etc. Dans ce document, nous ne nous intéressons quʼaux baies informatiques dans les data centers.

Quʼil sʼagisse dʼarmoires fermées ou de racks ouverts, les baies sont des éléments essentiels de l'infrastructure physique des data centers, exploitées pour stocker, organiser et sécuriser des équipements informatiques de diverses tailles, serveurs, stockage de données, réseaux (routeurs et commutateurs), électriques (onduleurs et batteries) et autres équipements destinés aux salles informatiques. Elles sont en métal et peuvent être dotées de fonctionnalités intégrées, comme des systèmes électriques (PDU) ou de refroidissement, ou encore de sécurité (portes et serrures). Les armoires/racks fermés devraient représenter la part de marché majeure des baies de data centers, les boîtiers verrouillés garantissant la sécurité physique des équipements.

Lʼexplosion des services numériques, télécoms, Internet, cloud, IoT (Internet des Objets), etc., sʼaccompagne de lʼexplosion du trafic de données, ce qui se traduit par la multiplication des équipements électroniques et informatiques, et lʼextension des infrastructures de data centers où ils sont stockés. Et donc, le marché des baies suit au même rythme. Sʼy ajoute aujourdʼhui lʼimpact de lʼIA (Intelligence Artificielle), qui nécessite des équipements plus denses, avec plus de puissance électrique et plus de refroidissement, et donc de privilégier des infrastructures informatiques plus innovantes et durables, avec des racks spécialisés capables de prendre en charge une infrastructure de calcul et de stockage à haute densité.

Les tendances sur les baies informatiques

Au-delà de l'explosion des volumes de données, les opérateurs de data centers adoptent des racks haute densité pour accueillir davantage de puissance de calcul dans des espaces plus petits. Cette tendance est principalement motivée par le besoin d'efficacité énergétique et d'optimisation de l'espace, dʼabord chez les hyperscalers, et de plus en plus dans tous les espaces de data centers, de colocation, dʼhébergement, privés et edge. Pour réduire les coûts opérationnels, les racks sont conçus pour optimiser le flux d'air et l'efficacité du refroidissement. Mais les infrastructures de dernière génération, de type HPC (calcul) avec des racks haute densité par exemple, génèrent plus de chaleur, nécessitant des solutions de refroidissement robustes, qui présentent un défi pour équilibrer les besoins en énergie et en refroidissement sur les racks. Lʼadoption du DLC (Direct Liquid Cooling) risque fort dʼaccentuer cette tendance.

• Hauteur

Question taille, les racks de 40U et moins sont considérés comme plus efficaces en termes d'espace et parfaitement adaptés aux environnements où l'espace disponible au sol est limité, notamment les petites salles de serveurs ou les placards de bureau. Ces racks sont moins chers et nécessitent moins d'espace physique que les plus grands, ce qui se traduit par des coûts de construction et d'exploitation inférieurs. Pour autant, la tendance va aussi vers les racks de 41U à 50U, les plus vendus en 2023, en particulier les racks 42U dotés de mécanismes de verrouillage avancés et d'autres fonctionnalités de sécurité pour protéger l'équipement contre tout accès non autorisé, ajoutant une couche supplémentaire de sécurité physique. Les entreprises peuvent obtenir une densité et une consolidation d'équipement plus élevées en utilisant un rack 42U (la norme en 2023), minimisant le besoin d'unités de rack supplémentaires et optimisant l'utilisation de l'espace. Les racks 45U et 48U offrent quant à eux l'espace vertical supplémentaire nécessaire pour héberger des serveurs, du stockage et des réseaux haute densité, maximisant l'utilisation de l'espace au sol disponible. Ces racks plus hauts améliorent l'efficacité opérationnelle en réduisant le nombre d'allées et en optimisant la gestion du flux d'air, ce qui est essentiel pour maintenir un refroidissement et une efficacité énergétique optimaux. Les racks 50U et plus doivent faire face à une difficulté majeure, celle de la manipulation des équipements en hauteur…

• Largeur

Côté largeur, le segment des 19 pouces représentait la plus grande part de marché en 2023. En raison de sa compatibilité avec divers matériels informatiques, de télécommunications et dʼalimentation, la largeur 19 pouces est depuis devenue la référence du secteur pour les équipements montés en rack. Elle lʼétait pour tous les domaines de lʼindustrie depuis 1930 ! Cette compatibilité universelle facilite l'intégration et le déploiement de différents types d'équipements, garantissant ainsi que les data centers peuvent maintenir une flexibilité et une évolutivité opérationnelles. De plus, la largeur de 19 pouces est préférée pour son efficacité spatiale, permettant aux data centers de maximiser leur espace au sol disponible tout en s'adaptant à une densité d'équipement élevée.

Mais la tendance du marché dans les prochaines années pourrait se tourner vers des largeurs de 21 et 23 pouces. Cʼest en tout cas le choix des hyperscalers. Ces racks offrent des capacités de gestion de l'espace et des câbles améliorées, s'adaptant à des configurations d'équipements plus grandes et plus complexes. Du côté des hyperscalers, la tendance est aux racks de 21 pouces, popularisés par lʼOCP (Open Compute Project), afin dʼaméliorer l'efficacité énergétique, le flux d'air et la flexibilité, et dʼoffrir une meilleure efficacité de refroidissement, répondant aux défis de gestion thermique associés aux environnements informatiques à haute densité.

• Profondeur

L'essor des infrastructures de cloud, la demande en serveurs plus denses et plus puissants ont conduit à une augmentation de la profondeur des racks. De 24 à 31,5 pouces à lʼorigine (600 mm à 800 mm), la profondeur standard des racks dans les data centers modernes varie généralement entre 39 à 47 pouces (1000 mm et 1200 mm). Ces racks offrent plus de place pour les serveurs à haute densité intégrant plus de composants, une meilleure gestion des câbles, et des dispositifs de refroidissement plus efficaces. Mais là aussi lʼavenir, emmené par les hyperscalers, devrait amener à une profondeur encore plus grande, avec des racks de 1200 mm à 1500 mm conçus pour une plus grande flexibilité en profondeur, avec des sections ajustables selon les besoins en refroidissement et en gestion des câbles.

Des solutions plus compactes en hauteur et en largeur mais plus profondes devraient permettre de maximiser la densité de calcul et de GPUs.

• Modularité

Les baies dans les data centers sont également de plus en plus modulaires, pour offrir une évolutivité facilitée. Elles peuvent être ajustées ou ajoutées au fur et à mesure que les besoins en infrastructure augmentent. Cette approche simplifie l'adoption ou le retrait d'équipements selon les besoins, en s'alignant sur l'évolution des exigences commerciales. Les racks modulaires sont équipés de solutions de gestion des câbles plus efficaces pour réduire l'encombrement, améliorer la circulation de l'air, mais aussi simplifier les manipulations. Ce qui contribue à optimiser les performances des data centers. Certaines baies modulaires peuvent être livrées configurées avec des systèmes de refroidissement, de gestion dʼénergie, et de sécurité. Elles sont particulièrement utiles pour les installations rapides dans des data centers en expansion ou pour des edge data centers.

Attention cependant, l'instabilité géopolitique, les pénuries de matériaux, la volatilité macroéconomique, les retards de fabrication et les goulots d'étranglement dans les transports ont un impact sur la disponibilité et le coût des racks de data center. Lʼintégration et lʼinstallation de nouveaux racks nécessitent également de répondre aux exigences de personnalisation, de complexité et de rapidité imposées par les clients. Les fournisseurs capables dʼaccompagner les processus dʼurbanisation des salles informatiques, de personnaliser les équipements et de livrer et installer le tout dans des délais rapides, ont un carte à jouer. Sans oublier la nécessité de disposer d'un personnel qualifié pour gérer le déploiement et la maintenance des racks.

L’efficacité et l’intelligence viennent au rack

Les baies pour data center sont des structures qui offrent plus de protection, de sécurité et de modularité. Et de nombreux équipements viennent les compléter pour les rendre plus efficaces.

Lʼun des principaux défis dans la gestion des baies est de maintenir un flux dʼair optimal pour éviter la surchauffe des équipements. De nombreuses innovations ont été créées pour améliorer la circulation dʼair dans les racks. Les obturateurs d'allée froide bloquent les espaces non utilisés dans les racks pour empêcher l'air chaud de circuler dans les zones de refroidissement. Des panneaux obturateurs ajustables modulaires peuvent être adaptés en fonction de la disposition des équipements dans le rack, optimisant ainsi la séparation des flux dʼair chaud et froid.

Une gestion efficace des câbles est cruciale pour maintenir l'ordre et l'accessibilité dans un data center, tout en réduisant le risque de surchauffe et de panne. Situés à lʼarrière des racks, les bras de gestion des câbles permettent de les regrouper en fonction de leur type et de guider les câbles réseau et d'alimentation pour éviter lʼencombrement et les nœuds, et faciliter la maintenance. Quant aux panneaux de gestion des câbles, souvent installés à l'avant ou à l'arrière des racks, ils permettent de fixer et de ranger les câbles de manière ordonnée, évitant toute obstruction du flux dʼair.

Le PDU (Power Distribution Unit), dernier maillon de la chaîne d'alimentation électrique, se présente sous la forme dʼun bandeau de prises électriques. Il est conçu pour gérer la distribution d'énergie via des dispositifs dʼalimentation les équipements IT. Il permet une gestion efficace de lʼalimentation et il est souvent équipé de dispositifs de mesure et de surveillance énergétique.

La gestion thermique dans la baie repose sur des équipements comme les panneaux passe-câbles obturants. Certains racks sont équipés de systèmes de surveillance intégrée de la consommation dʼénergie, qui permettent de mesurer en temps réel la consommation électrique des équipements, aidant à optimiser lʼefficacité énergétique et à identifier les équipements sous-utilisés.

La sécurité et la protection des équipements dans les baies est également une préoccupation majeure dans les datacenters. Elles sont de plus en plus équipées de serrures intelligentes, qui permettent un contrôle dʼaccès sécurisé via des badges, des codes PIN, ou des systèmes biométriques. Ces serrures peuvent être connectées à des systèmes de gestion centralisés pour surveiller lʼaccès à distance. Certains racks sont équipés de solutions de protection contre lʼincendie, comme des systèmes de détection de fumée et des dispositifs dʼextinction automatiques. Il existe également des baies blindées qui offrent une protection physique accrue contre les incendies, les inondations et même les attaques physiques.

Une baie intelligente est équipée de capteurs pour surveiller en temps réel des paramètres clés : la température, lʼhumidité, le flux dʼair et la consommation dʼénergie. Ces données sont transmises à un système de gestion d'infrastructure de data center (DCIM) pour optimiser les performances. Les systèmes DCIM permettent de surveiller et de gérer lʼensemble des ressources du datacenter en temps réel. Cela inclut la surveillance de lʼénergie, de la température, de la sécurité et de la capacité.

Avec les données collectées par les capteurs, ces systèmes peuvent automatiquement ajuster les paramètres de refroidissement ou signaler des problèmes, optimisant ainsi les opérations du datacenter.