Пришло время стоек для высокоплотных серверов

24 марта 2015 г. | Стивен Бигалоу | Категория: Обсуждаем статью

Плотность дата-центров в свое время была апокалиптической темой, может быть, это и стало причиной того, что многие IT-организации до сих пор барражируют на уровне энергопотребления от 4 до 6 кВт на стойку. Однако мощность и системы управления температурой способны выдержать и более 10 кВт на стойку.

Космическая скорость внедрения новых типов процессоров и блейд-серверов заставляет смириться с неизбежностью повышения затрат на воздушное кондиционирование помещения и на электроэнергию. Но высокая плотность не убила серверы, как поначалу опасались проектировщики. Комбинация таких мер, как виртуализация, энергоэффективное оборудование, агрессивная герметизация систем охлаждения и повышение предельно допустимых температур позволяет удерживать тепловыделение в берегах.

Насколько велика проблема тепловыделения?

Вместо одного сервера на одну рабочую нагрузку, скромный сервер с гипервизором виртуализации может поддерживать 10, 20 и более рабочих нагрузок. Традиционному дата-центру пришлось бы набить серверами каждую свободную ячейку стойки, чтобы поддерживать рабочие нагрузки на том уровне, какой позволяет виртуализация. В то же время матрицы процессоров также производятся с бОльшей плотностью на уровне транзисторов и с меньшей тактовой частотой, таким образом увеличение количества ядер процессора в обновлении оборудования вряд ли меняет общее потребление стойки. Меньшее количество серверов в дата-центре, но более эффективно используемых, меньше стоек – все это изменило подходы к охлаждению. Вместо того, чтобы охлаждать все помещение ЦОДа, используя громоздкие стратегии, основанные на управлении потоками воздуха, типа горячих и холодных коридоров, операторы развертывают стратегии герметизации, позволяющие радикально уменьшить эксплуатационную площадь до малого помещения или даже до закрытого блока из нескольких стоек. Эти стойки будут обслуживаться системами внутрирядного или внутристоечного охлаждения, и CRAC можно будет отключить навсегда.

В дополнение, некоторые организации, например, ASHRAE, предлагают повысить эффективные уровни температуры поступающего на сервер воздуха до 80 или даже 90°F (26,67 и 32,22°С соответственно).

Горячие пятна и неэффективное охлаждение вряд ли будут иметь место благодаря новым технологиям в системе управления энергопотреблением. Все же неправильное планирование или ошибки при переоснащении ограничат пределы эффективности здания.

Горячие пятна и другие проблемы охлаждения

Непредусмотренные препятствия или неожиданные провалы на пути тока воздуха вызывают перегрев определенных зон. Например, если пренебречь заглушками серверной стойки, то холодный воздух зайдет в стойку по непредусмотренному маршруту, ослабляя холодоснабжение других серверов и повышая уровень температуры выходящего воздуха.

Значительное повышение мощности сервера также приводит к проблемам с охлаждением. Например, если заменить несколько серверов 1U неизвестной сборки на новейшие блейд-системы, то потребление стойки подскочит, и ненадлежащий ток воздуха может препятствовать охлаждению всех компонентов блейд-модулей. Если охлаждение не спроектировано именно для этого сервера, то обычно появляется горячее пятно.

Когда вы увеличиваете плотность серверной стойки, не забудьте об управлении инфраструктурой ЦОДа и о других инструментах управления, которые способны собирать данные о температурах с помощью сенсоров в каждой стойке и на каждом сервере. Эти инструменты позволяют обнаружить нарушения температурных пределов и предпринять необходимые действия, от уведомления специалиста до автоматического перенаправления рабочих нагрузок и отключения системы для предотвращения преждевременного отказа. Когда ваша серверная стойка образует горячие пятна, IT может переставить местами оборудование. Вместо того, чтобы наполнять одну стойку, лучше переместить половину оборудования в другую, где позволяет место, или вывести из нее перегревающиеся компоненты.

Если у вас нет места для перераспределения оборудования, добавьте устройства точечного охлаждения, такие, как переносные герметичные воздушные кондиционеры для дата-центра. Если стойка упакована плотно, с использованием внутрирядных или внутристоечных устройств охлаждения, может быть более эффективным будет снизить заданное значение температуры, чем открывать герметизированные барьеры ради добавления точечного устройства.

Долгосрочное средство

В долгосрочном плане, управлению тепловыделением могут помочь более прорывные технологии.

Стойки с водяным охлаждением пропускают охлажденную воду через двери шкафа или другие воздушные проходы. Водяное охлаждение стоек решает несколько проблем тепловыделения – особенно в случаях, когда такие меры, как понижение температуры и ускорение потока не работают.

Иммерсионное охлаждение предполагает погружение сервера в ванну с холодным реагентом, не проводящим электричество и не вызывающим коррозию, — например, это может быть минеральное масло. Эта технология обещает высокую эффективность, почти полную бесшумность и длительное время работы даже в случае отключения энергии. Однако эти варианты охлаждения лучше применять на вновь построенных объектах, нежели внедрять при модернизации старых.

Теги: Высокоплотные серверы, ASHRAE, CRAC