解決數(shù)據(jù)中心散熱難點
來源：未知 發(fā)布時間：2019-06-19 08:41 點擊：
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包括電力供應(yīng)與散熱的運營成本對企業(yè)數(shù)據(jù)中心的影響日益擴大。認為沒有遷移或者重建數(shù)據(jù)中心，就不會增加附加成本的想法早已經(jīng)過時。日益攀升的能源成本成為企業(yè)的巨大負擔(dān)，如何有效降低能耗支出，已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心管理者的當(dāng)務(wù)之急。
大多數(shù)數(shù)據(jù)中心在建設(shè)時并沒有對投入的IT設(shè)備的功耗與散熱系統(tǒng)進行科學(xué)的評估。在追求綠色計算的時代，人們一致認為，應(yīng)該盡量減少IT設(shè)備的電力消耗，而不是增加能耗。實際上，相比幾年前IT系統(tǒng)單位計算性能的能耗與單位GB存儲數(shù)據(jù)的能耗確實減少了，但是數(shù)據(jù)中心仍然需要比以前多得多的電力與散熱成本，主要原因包括越來越多的計算能力被放到一個狹小的機房; 今天的機架式服務(wù)器和刀片服務(wù)器同以前傳統(tǒng)的塔式服務(wù)器相比，每平方米的功耗大大增加; 企業(yè)對IT系統(tǒng)要求提高了，性能提高了等等，總電力供應(yīng)與散熱需求增加了。
今天的數(shù)據(jù)中心，服務(wù)器整合是必需的。數(shù)據(jù)中心因為設(shè)備的高度分布化和單一服務(wù)器運行單一應(yīng)用的“豎井式”結(jié)構(gòu)，造成運營費用迅速增加，并且迅速吞噬企業(yè)的利潤。所以，解決的途徑就是減少需要管理的計算資源的數(shù)量，從而減少昂貴的運營成本。但是，這僅僅是人們一個善良的愿望。以現(xiàn)在的發(fā)展速度，如果數(shù)據(jù)中心不進行系統(tǒng)改造，散熱問題最終將會導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心崩潰的災(zāi)難性后果。你可以減少需要移動設(shè)備的大小與數(shù)量，但是你不能減少需要增加的計算與存儲信息設(shè)備，你需要結(jié)束的可能是在一個更小的空間里，計算與存儲系統(tǒng)需要更多的電力消耗。
近幾年，在一個相對狹小的空間里裝備更多的存儲與計算能力是完全可以做到的，通過減少空間的占有，增加現(xiàn)有設(shè)備的壽命，減少需要維護與管理的設(shè)備的數(shù)量，讓IT完成更多的工作。顯然，一旦在數(shù)據(jù)中心中推廣這一思想，數(shù)據(jù)中心占有的空間將會更小，帶來的問題是硬件變得更小，性能更高，效率更高，電力供應(yīng)系統(tǒng)密度也更大，生產(chǎn)的熱量更大、更集中，問題也更嚴重。如何散熱變得越來越關(guān)鍵。
假設(shè)今天你對自己數(shù)據(jù)中心安裝的設(shè)備有足夠的散熱能力，那么你可以部署計算設(shè)備。如果你不能做出這樣的判斷，那么最好采用科學(xué)的散熱設(shè)計。
采用一個交互的熱通道與冷通道層設(shè)計，可以解決目前數(shù)據(jù)中心存在的很多典型問題。原理很簡單，服務(wù)器與存儲設(shè)備會得到冷氣流，然后排出熱氣流。通常這些設(shè)備的前端會吸入冷空間，而把熱空氣從后端排出。假如企業(yè)銷售的機架設(shè)備通常也具有相同的設(shè)計思想，那么用戶就可以設(shè)計熱通道與冷通道層。相反，同一溫度的氣流在通過時必須互相面對，以便熱氣流不是通過冷氣流的侵入而被排出機架。在冷通道里，放置機架的地板要有足夠的排風(fēng)口，可以給設(shè)備提供足夠的冷氣。
當(dāng)然從原理上說，熱通道和冷通道是最好的，但是有時在實際應(yīng)用時卻達不到目的。特別時放在機架極端的系統(tǒng)特別容易出現(xiàn)問題。首先需要保證的是，數(shù)據(jù)中心能夠從地板下獲得足夠的冷空氣，并使其到達需要冷卻的設(shè)備位置。但即使可以做到這一點，如何讓冷空氣達到機柜頂部仍然是一個問題。而且，阻止機器散出的熱空氣同冷空氣混合更是困難重重。原因包括兩個方面：首先，頂端熱量增加，而比較低的機柜的溫度降低，從而使大量的空調(diào)系統(tǒng)停止制冷，進一步加劇頂端溫度的上升；第二，在被驅(qū)散氣流的附近，流動的氣流可能引發(fā)熱空氣在機架的頂端形成熱氣球，并反過來會進入機架內(nèi)部溫度比較低的服務(wù)器和存儲設(shè)備附近。在一些情況下，它還會引起機架過熱，造成系統(tǒng)宕機，或者通過關(guān)閉系統(tǒng)來進行維護。
解決這一問題有速度控制和區(qū)域打包兩種方式。前一種方式，傳統(tǒng)的風(fēng)扇被安裝在數(shù)據(jù)中心的特殊部位，直接控制熱氣流和冷氣流流向正確的地方。在大多數(shù)情況下，空氣在穿過和排風(fēng)孔的速度，還不能到達機架頂部，并形成足夠的冷卻能力，特別是地板上的通風(fēng)孔的通風(fēng)能力超過風(fēng)扇吹動空氣的能力時，情況更嚴重。簡單的增加通風(fēng)孔，而沒有理解你可以將多少空氣吹向地板，結(jié)果會造成系統(tǒng)的制冷能力大幅下降。
區(qū)域打包方式是在一個相對隔離的更廣的范圍內(nèi)，完成熱與冷通道的交互。采用這種方法，在機架頂端到房子的天花板之間設(shè)置一個完全隔離的有物理墻壁的管道。在數(shù)據(jù)中心，會形成很多這種隔離的小空間，就像數(shù)據(jù)中心的管理員才有權(quán)使用的機架上有一個或者兩個可以打開的小門的房間。雖然這種設(shè)計有點激進，但是在一個小的數(shù)據(jù)中心，它可以限制熱氣流和冷氣流的混合，并是具有成本效益的一種途徑。唯一值得擔(dān)心的是建造這些小空間時，可能對機架以及其上的IT設(shè)備所造成的影響，包括物理的碎片等。在大多數(shù)情況下，簡單的采用熱通道與冷通道設(shè)計，甚至是激進的區(qū)域打包方式等，相比下一代的計算與存儲設(shè)備對能耗和散熱的需求而言，都是權(quán)宜之計。tag標簽:
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