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机柜知识:数据中心降温与环境建设的效果

时间:2023-03-20 16:08:44 科技观察

机房降温与机柜的选择和摆放密切相关。相关的机柜很容易被忽视。目前,液冷(或水冷)机柜是讨论最多的话题,更准确的描述是带液冷门的机柜。服务器高密度部署是数据中心建设和发展的必然,由此带来的散热问题应引起高度重视。一个小小的柜子,却藏着一个巨大的谜团。新一代数据中心是当今的热门话题。无论是资源整合、虚拟化,还是绿色节能、自动化、安全管理,都是业界热议的话题。随着新一代数据中心的建设,网络、服务器、存储等基础设备进一步集中,对数据中心的基础环境提出了新的要求。以刀片服务器应用为例,其具有计算强度高、易于部署、易于管理、绿色节能等特点,是数据中心建设的良好选择。然而,对于现有的数据中心而言,电力短缺和散热需求无法满足要求,阻碍了刀片服务器的推广应用。应对电源不足我们之前介绍过,现有数据中心的机架或机柜的电源配置为10A(安培),可以满载部署15~16台1U机架式服务器。对于较差的数据中心,电源配置只有6.8A,刀片服务器。一个完全配置的刀片服务器需要大约10A的功率。按照数据中心目前的容量,10A的电源配置显然不能满足部署更多刀片服务器的需求,电力不足的矛盾十分突出。如何解决供电不足的问题,最容易想到的就是从扩容入手。其实在数据中心或者建筑建设之初,对电力容量是有一定计算的。现在,增加电力容量需要电力部门扩容,涉及到相应的线路、开关等设备的改造,涉及的因素很多,也受到很多因素的制约。对现有用电情况进行合理调整,是解决用电紧缺的另一种方式。据惠普全球IT技术服务部总经理潘嘉驰介绍,通过使用一套名为“自适应数据可用性管理(ADAM)”的解决方案工具,他们对一些现有企业的数据中心进行了监控,发现,大约10个%的电力消耗用于照明等,而IT设备的电力消耗只有30%左右,其余的电力消耗在制冷方面。也就是说,运营管理成本已经大大超过了设备的实际成本。成本。通过合理的布局和科学的热模型设计,可以大大降低运维设备的功耗,有效缓解缺电矛盾。从机柜开始,空调制冷的高成本与机架/机柜的设计和散热模型有关。据了解,很多机房的空调温度都很低。夏季进入机房需要穿厚衣服。原因是机房空调的温度是根据最需要散热的设备来设定的。这种粗放式的管理,必然会导致能源效率的下降。机房的散热效果与机柜的选择和机柜的摆放位置密切相关。相关的机柜很容易被忽视。某电力机房管理员在接受采访时表示,公司IT预算有限,很难说服公司领导出1万多块钱买机柜。如果差异很大,请尽可能节省。为了追求美观,很多机柜采用玻璃门,导致设备散热不佳,故障频发。目前,液冷(或水冷)机柜是讨论最多的话题,更准确的描述是带液冷门的机柜。这种液冷门可以提供更好的散热。据泛达产品技术经理王建春介绍,普通风冷设备大概可以支持5kw(千瓦)的散热需求,液冷则可以提升到25kw-35kw。此外,与风冷方式相比,液冷换热方式更易于控制,减少了热气流的干扰,效率更高。王建春表示,以泛达的NetAccess机柜为例,其水冷门系统采用独立循环系统,以冷冻水(ChillWater)为冷媒,分布式压缩主机CDU(CoolingDistributionUnit)一般可提供120KW至150KW的功率冷却(个别产品最高可提供300KW),即一个CDU最多可控制六个水冷门柜,CDU与每个柜之间有两条水管连接。CDU施工并不复杂,只要注意在弯道处安装防漏电装置,并与强电线路保持一定距离即可。使用这种水冷门系统,非常有效地解决了本地高密服务器的散热问题。对于液冷门系统,强生中国区企业计算经理孟伟表示,他们不会采用类似的系统。近日,强生公司刚刚完成了一个大型数据中心项目的建设。通过建设2至3个数据中心,将为强生在亚太地区14个国家和地区的生产工厂和销售分支机构提供全方位的IT服务。包括ERP服务。通过这种集中的数据中心整合,强生一改以往IT分散部署的方式,企业管理水平得到进一步提升。据孟伟介绍,在建设数据中心的过程中,他们使用了安腾服务器和刀片服务器。其中,刀片服务器在应用集成、绿色节能等方面确实有着出色的表现。散热方面,从应用结果来看,刀片服务器本身的散热能力已经可以满足需求。对于液冷门的散热方式,他们很担心漏水的问题。中金数据系统有限公司市场部经理张松与孟伟持相同观点。目前,中金数据已在北京、上海、华南、烟台四个核心节点建设了大型数据中心,并在西部建设了异地备份中心。依托这些数据中心,中金数据为金融等国内大型企业提供第三方外包数据中心服务,在国内金融行业享有广泛声誉。张松说,数据中心的机房是在完全无水的环境中建造的。即使采用水冷空调系统,水循环的各个部分都与机房隔离,机房环境没有一滴水。这样做的目的是保证机房环境的绝对安全。专业机房服务商对水冷门系统也持观望态度。北京创影科技有限公司的博映雪表示,他们在向用户推荐解决方案时,不会推荐水冷门系统。第一,对于北方的大部分用户来说,没有必要使用水冷系统;其次,很多用户出于安全考虑,对于水冷门的认可还有一个逐渐接受的过程。站在创影科技的角度,他们将跟踪水冷门系统技术,跟踪其发展。薄映雪表示,新技术在推广初期的价格总是偏高,因此,目前选择风冷系统仍然是最划算的。对于漏液带来的安全隐患,王建春表示,这种担忧源于用户对水冷门系统缺乏必要的了解。以水为例,它经过特殊处理,具有绝缘性、不导电性。此外,还可以通过各种监控系统随时对系统进行监控和管理,做到预防和报警。王建春说,目前大部分机房都采用空调系统,将冷风扩散。为了给局部高热区降温,往往需要将温度调得很低,导致数据中心平均PUE(PowerUsageEffectiveness)在2.5以上。大约是1.7。相比之下,国内数据中心环境设施的能耗已经大大超过了IT设备本身。数据显示,通过使用冷冻水(ChillWater)循环冷却系统,至少可以提高20%的能源效率。风冷对策为了控制局部高热区的散热,除了液冷门系统外,在局部加装空调和增压冷风也是常用的方法。传统专业机柜市场的厂商,如歌诗达、图腾、威龙等,都有相应的产品和解决方案。科士达产品经理刘伟民在采访中表示,液冷门系统属于高端应用需求,适合在刀片服务器配置齐全的环境下应用。这种情况经常发生在电信运营商等数据中心机房。但对于大多数用户来说,并没有这样的应用需求。在这里,刘为民还提到了成本问题。由于规模的限制,目前液冷系统的价格还是比较高的。与风冷系统方案相比,价格至少相差一个数量级,对于用户来说还是一个比较大的投资。局部加装空调,合理摆放机柜,如采用开门式、背靠背式、冷热风道交替的机柜,也可达到良好的散热效果。对此,王建春指出,局部加装空调存在一定的局限性。首先,空调系统需要占据必要的物理空间。需要加装一排空调,对局部高热区进行面对面降温。此外,这样还可以增加制冷量15kw左右。超出这个范围,风冷就无能为力了。