Indicaţii generale pentru centrele de calcul

Considerente privind serverele şi stocarea

Majoritatea produselor de stocare şi a serverelor IBM® sunt proiectate să tragă aer rece prin faţa serverului şi să elimine aerul fierbinte prin spate. Cea mai importantă cerinţă este să vă asiguraţi că temperatura aerului de intrare prin faţa echipamentului nu depăşeşte specificaţiile de mediu IBM. Consultaţi cerinţele de mediu din specificaţiile serverului sau foile de specificaţii hardware. Asiguraţi-vă că zonele de intrare şi ieşire a aerului nu sunt blocate de hârtie, cabluri sau alte obstrucţionări. Când vă modernizaţi sau vă reparaţi serverul, asiguraţi-vă că nu depăşiţi, dacă se specifică, timpul maxim permis pentru a avea capacul înlăturat în timp ce unitatea rulează. După ce aţi terminat activitatea, asiguraţi-vă că reinstalaţi toate ventilatoarele, radiatoarele, deflectoare de aer şi celelalte dispozitive conform documentaţiei dumneavoastră IBM.

Producătorii, inclusiv IBM, raportează sarcinile termice într-un format sugerat de publicaţia ASHRAE, "Indicaţii termice pentru medii de procesare a datelor", din ianuarie 2004. Deşi aceste date sunt intenţionate pentru a fi folosite pentru echilibrarea sarcinii termice, aveţi grijă când folosiţi datele pentru a echilibra cererea şi oferta de răcire, întrucât multe aplicaţii sunt tranziente şi nu disipează rate constante de căldură. Este necesară o înţelegere aprofundată a modului în care se comportă echipamentul şi aplicaţia cu privire la sarcina termică, inclusiv a considerentelor pentru dezvoltarea ulterioară.

Considerente privind dulapurile

Dulapurile IBM Enterprise de 19 inch sunt proiectate să permită un flux de aer maximal printre echipamentele instalate în dulap. Aerul răcit este tras prin faţă şi evacuat prin spate, de către ventilatoarele din echipamentul montat în dulap. Majoritatea dulapurilor IBM vin cu uşa din spate perforată şi o uşă opţională în faţă, tot perforată. Unele dulapuri au un tratament acustic opţional, pentru a reduce emisiile de zgomot din dulap. Dacă sunt folosite dulapuri non-IBM, uşile solide sau uşile cu porţiuni mari de sticlă decorativă nu sunt recomandate, deoarece acestea nu permit un flux de aer suficient din şi spre dulap.

Recircularea aerului fierbinte care iese prin spatele dulapului spre faţa dulapului trebuie eliminată. Sunt două acţiuni pe care le puteţi face pentru a împiedica recircularea aerului. Mai întâi, trebuie să umpleţi cu panouri de umplutură tot spaţiul din dulap care nu este ocupat de echipamentul livrat în dulap. Panourile de umplutură 1U şi 3U sunt folosite pentru a bloca recircularea aerului în dulap. Dacă nu aveţi panouri de umplutură în dulap, acestea sunt disponibile de la IBM.

Componentele externe, cum ar fi unitatea DVD USB autonomă, pot fi plasate în afara dulapului sistemului, fie pe un sertar cu design deschis, fie într-un cărucior cu design deschis, aflat în apropiere. Un design deschis înseamnă că raftul sau căruciorul nu au pereţi laterali compacţi care să poată afecta circulaţia aerului din preajma componentei externe, a dulapului sistemului sau a ambelor.

În al doilea rând, permiteţi un spaţiu liber adecvat în jurul tuturor dulapurilor. Consultaţi cerinţele de spaţiu din specificaţiile serverului sau foile de specificaţii hardware. Dispunerea podelei nu ar trebui să permită aerului fierbinte evacuat din spatele unui dulap să intră prin intrarea de aer din faţa altui dulap.

În cele din urmă, gestiunea corespunzătoare a cablurilor este un alt element important pentru maximizarea curentului de aer prin dulap. Cablurile trebuie direcţionate şi fixate astfel încât să nu împiedice mişcarea aerului spre şi dinspre dulap. O asemenea rezistenţă ar putea reduce fluxul volumetric de aer prin echipament.

Folosiţi cu grijă un dulap asistat de ventilatoare. În funcţie de cât echipament este instalat în dulap, suflantele din dulap ar putea limita cantitatea de aer la mai puţin decât necesarul echipamentului.

Considerente privind camera

Centrele de date proiectate şi construite în ultimii 10 ani sunt în general capabili de răcirea a până la 3KW de sarcină termică per dulap. Aceste proiectări implică adesea plenumuri de distribuire a aerului în podeaua înălţată de 18-24 inch înălţime, înălţimi ale tavanului camerei de 8-9 picioare şi unităţi CRAC (condiţionarea aerului pentru camera computerului) distribuite în jurul perimetrului camerei. Echipamentul IT ocupă în mare 30-35% din spaţiul total al centrului de date. Spaţiul rămas este spaţiu gol (de exemplu, culoare de acces, spaţii de acces pentru service), unităţi de distribuire a alimentării (PDU) şi unităţi CRAC. Până de curând, se acorda puţină atenţie determinării sarcinii termice, dispunerii echipamentului şi căilor de livrare a aerului, distribuţiei sarcinii termice şi amplasării plăcilor de podea şi a deschizăturilor.

Determinarea sarcinii termice totale a instalării dumneavoastră

Ar trebui realizată o evaluare a sarcinii termice totale pentru a vă determina punctul de echilibru general al mediului dumneavoastră. Scopul evaluării este de a vedea dacă aveţi suficientă răcire, inclusiv redundanţă, pentru a trata sarcina termică pe care plănuiţi s-o instalaţi sau aţi instalat-o deja. Sunt mai multe moduri de a realiza această evaluare, dar cea mai comună este de a examina sarcina termică şi răcirea în secţiuni logice definite de grinzi în I, blocaje ale curentului de aer sau locaţiile unităţilor CRAC.

Dispunerea echipamentului şi căile de livrare a aerului

Ar trebui folosit aranjamentul culoar cald - culoar rece care este explicat în publicaţia ASHRAE, "Indicaţii termice pentru medii de procesare a datelor", din ianuarie 2004. În următoarea imagine, dulapurile din centrul de date sunt aranjate astfel încât să existe culoare reci şi culoare calde. Culoarul rece constă în plăci de podea perforate care separă două şiruri de dulapuri. Aerul răcit din plăcile de podea perforate este evacuat din plăci şi este tras prin faţa dulapurilor. Intrările fiecărui dulap (faţa fiecărui dulap) sunt spre culoarul rece. Acest aranjament permite aerului fierbinte evacuat prin spatele dulapurilor să revină la unităţile CRAC; astfel, se minimizează circularea aerului fierbinte evacuat din dulap înapoi în intrările dulapurilor. Unităţile CRAC sunt amplasate la capătul culoarelor calde, pentru a facilita returul aerului fierbinte la unitatea CRAC şi pentru a maximiza presiunea statică pe culoarul rece.

Cheia gestiunii sarcinii termice a centrului de date este de a furniza temperaturi ale aerului de intrare în dulap care îndeplinesc specificaţiile producătorului. Pentru că aerul răcit evacuat din plăcile perforate în culoarul rece s-ar putea să nu satisfacă curentul de aer rece total necesar pentru dulap, se va trage un curent suplimentar din alte zone ale podelei înălţate şi acesta s-ar putea să nu fie răcit. Vedeţi următoarea imagine. În multe cazuri, curentul de aer tras în partea de sus a dulapului, după ce partea de jos a dulapului a fost satisfăcută, va fi un amestec de aer fierbinte din spatele sistemului şi aer din alte zone. Pentru acele dulapuri care sunt la capetele unui şir, curentul de aer fierbinte care este evacuat din spatele dulapului şi migrează în faţă pe lateralele dulapului. Aceste tipare de flux au fost observate în centre de date reale şi în modelarea fluxului.

Pentru un centru de date care s-ar putea să nu aibă cea mai bună distribuire a curentului de aer rece, următoarea imagine oferă indicaţii pentru furnizarea unui curent de aer rece adecvat, dată fiind o anumită sarcină termică. Diagrama are în vedere cele mai nefavorabile locaţii posibile dintr-un centru de date şi cerinţele care să îndeplinească specificaţiile de temperaturi maxime necesare pentru majoritatea echipamentelor IBM high-end. Corecţiile de altitudine sunt notate în partea de jos a diagramei.

Cele mai comune metode pentru livrarea aerului la dulapuri pot fi găsite în Distribuirea aerului sistemului.

Distribuirea sarcinii termice

Capabilităţile crescute ale performanţei şi solicitările de sarcini termice aferente au făcut ca centrele de date să aibă zone fierbinţi în apropierea sarcinilor termice care depăşesc 3KW. Proprietarii facilităţilor descoperă că este din ce în ce mai dificil de planificat scheme de răcire pentru implementări la scară largă ale echipamentelor cu sarcină termică mare. În esenţă, se pot avea două abordări pentru o implementare de stocare sau server high-end la scară largă:

• Furnizaţi o răcire amplă pentru cerinţele sarcinii termice maxime în întregul centru de date.
• Furnizaţi o cantitate medie de răcire în centrul de date, cu capabilitatea de a creşte răcirea în anumite zone locale limitate.

Opţiunea 1 este foarte scumpă şi favorabilă pentru construcţiile noi. Pentru opţiunea 2, se pot face un număr de lucruri pentru a optimiza răcirea în centrele de date existente şi, posibil, să se crească capabilitatea de răcire în secţiuni limitate.

O recomandare este să se plaseze plăcile de podea cu rate de flux şi deschideri mari în faţa dulapurilor high-end. O altă recomandare este să se furnizeze metode speciale pentru înlăturarea imediată a aerului fierbinte evacuat prin spatele dulapurilor high-end, înainte să apuce să migreze înapoi la intrările de aer ale dulapurilor din alte părţi ale camerei. Asta se poate realiza instalând deflectoare speciale sau conducte directe înapoi la retururile de aer ale unităţilor CRAC. Este necesară o tehnică atentă pentru a asigura faptul că nicio recomandare nu are un efect advers asupra dinamicii distribuirii curentului de aer şi presiunii statice de sub podea.

În centrele în care spaţiul podelei nu este o problemă, cel mai practic ar fi să se proiecteze întreaga podea înălţată la un nivel constant de răcire şi să se depopuleze dulapurile sau să se aranjeze dulapurile la o distanţă mai mare unul de altul, pentru a îndeplini capabilitatea per-dulap a podelei.

Amplasarea plăcilor de podea şi a deschizăturilor

Plăcile perforate ar trebui plasate exclusiv în culoare reci, aliniate cu intrările echipamentelor. Nicio placă perforată nu trebuie amplasată în culoarele calde, indiferent cât sunt de fierbinţi. Culoarele calde sunt, prin proiectare, menite să fie fierbinţi. Amplasarea plăcilor deschise în culoarul cald scade artificial temperatura aerului de retur la unităţile CRAC, reducându-le astfel eficienţa şi capacitatea disponibilă. Acest fenomen contribuie la probleme cu zonele fierbinţi din centrul de date. Plăcile perforate nu ar trebui plasate prea aproape de unităţile CRAC. În zonele de sub podeaua înălţată în care vitezele aerului depăşesc 530 picioare pe minut, de obicei la aproximativ şase plăci de descărcările unităţii, s-ar putea crea un efect Venturi iar aerul camerei va fi tras jos în podeaua înălţată, invers faţă de rezultatul dorit de livrare a aerului rece în sus.

Capabilităţile de flux volumetrice ale plăcilor de podea cu diverse rate de deschidere sunt afişate în următoarea imagine.

Plăcile de podea din centrele de date obişnuite livrează între 100 şi 300 cfm. Optimizând fluxul prin utilizarea unora dintre indicaţiile prezentate în acest document, ar putea fi posibilă realizarea unor fluxuri de până la 500 cfm. Debitele de 700-800 cfm per placă sunt posibile la plăcile cu cea mai mare rată de deschidere. Plăcile de podea trebuie aliniate în culoarele reci cu locaţiile de intrare ale echipamentului.

Deschiderile în podeaua înălţată care nu sunt acolo în scopul livrării de aer rece direct către echipamentul din spaţiul centrului de date ar trebui sigilate complet cu ansambluri de perii sau alt material pentru deschizăturile cablurilor (de exemplu, spumă sau perne antifoc). Alte deschizături care trebuie sigilate sunt găurile din pereţii centrului de date, tavan şi sub-podea. Sigilarea tuturor deschizăturilor va ajuta la maximizarea presiunii statice de sub podea, va asigura un flux de aer optim la culoarele reci acolo unde e necesar şi va elimina scurtcircuitarea aerului nefolosit la retururile unităţii CRAC.