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如何解决密集服务器机架散热问题

发布时间：2022-07-28 05:46:02 作者：zhang123456 阅读量：3717

数据中心密度可以解释为什么许多IT组织仍然徘徊于4~6千瓦/机架的能耗密度。但电源与散热管理已经准备向着大于10千瓦的服务器机架进行设计。

   数据中心密度可以解释为什么许多IT组织仍然徘徊于4~6千瓦/机架的能耗密度。但电源与散热管理已经准备向着大于10千瓦的服务器机架进行设计。
　　
　　数据中心中的某些服务器机架每年能耗可达800千瓦/机架，而且还会不断增加。未来会怎样发展？
　　
　　数据中心密度在过去曾是世纪末日一般的话题，这也许可以解释为什么许多IT组织仍然徘徊于4~6千瓦/机架的能耗密度。但电源与散热管理已经准备向着大于10千瓦的服务器机架进行设计。
　　
　　暴涨的处理器核心数与机架级刀片服务器设计让机房空调（CRAC）和电力成本增加似乎是无法避免的。但高密度并不会像设计师担心的那样杀死服务器。虚拟化、高效节能硬件，主动冷却抑制与更高的可接受运营温度协同配合，将延缓并减少热能消耗。
　　
　　发热是多大的问题？
　　
　　与为每个工作负载配置一台服务器不同，一台中等配置的服务器，配合虚拟化管理程序可以支持10、20甚至更多工作负载。设施的机架空间可能因各种负载被虚拟化后而空闲出来。
　　
　　同时，芯片由更高密度的晶体管级制造工艺以及更低时钟速打造而成，因此设备更新时，处理器核心数的螺旋上升几乎不会影响机架的能量消耗。
　　
　　缩小规模，数据中心内已经有了更多能充分利用的服务器，因此需要的机架也减少了，这已经改变了我们如何应用冷却的方式。与冷却整个数据中心不同，利用宏观的空气处理策略，如热/冷空气通道实现空间中空气对流，运营商实施抑制战略，将经营面积缩小在几个更小的空间，甚至一些机架中。利用行内或机架内部冷却系统来处理这些发热，甚至可以关掉机房空调（CRAC）。
　　
　　此外，美国采暖、制冷与空调工程师学会（ASHRAE）组织亦建议提升有效服务器进风口温度到80甚至90华氏度。
　　
　　随着这些能源管理的发展，不大可能出现热点与冷却不足的情况，通常来说都是设计不当或不良的设施改造造成的。
　　
　　热点与其他冷却问题
　　
　　即使使用最好的抑制策略与高效率冷却系统，机架中的服务器热点任然会因为计算设备次优选择或放置而产生。
　　
　　意外的障碍物或空气流路偶然变化可能产生热量。举例来说，拆下服务器机架的护板，让空气流入机架计划外的位置，会削弱流动到其他服务器的空气，增加出口温度。
　　
　　大幅度增加服务器能耗，同样会引起散热问题。例如，用高级刀片服务器系统替换几台1U服务器，会极大提高机架的能源开销，并且空气流量不足会直接影响到刀片机的所有模块组件。如果冷却系统不是为这样的服务器而设计，很可能经常出现热点。
　　
　　在增加服务区机架密度时，运营组织需要考虑投资数据中心基础设施管理和其他系统管理工具，收集来自机架内热传感器所提供的数据并生成报告。它们可以发现超过发热限制的情况并采取必要措施，如通知技术人员，自动调用工作负载迁移或关闭系统，以防止设施过早失效。
　　
　　当服务器机架规划产生热点时，IT团队可以重新分配硬件。与填充单个机架不同，若空间允许，移动一半或一、二架设备到其他机架上，或关闭过热的系统。
　　
　　如果空间不足以进行重新设计，加入一些可移动、自带空调并可在数据中心内使用的冷却设备。如果机架使用紧凑型行内或机架内冷却单元，设置温度点可以比打开密闭单元，增加冷却设备更有效的实现冷却效果。
　　
　　长期缓解策略
　　
　　从长远来看，突破性的技术能够帮助热量管理。
　　
　　水冷式机架可以通机柜门或其他路径传输冷却水。水冷式机架能能够解决大部分发热问题——尤其当只靠低温空气和高温空气对流散热不起作用时。
　　
　　中浸没式冷却技术可以将服务器浸入充满像矿物油，却非导电、非腐蚀性冷却物质的浴缸中。这种技术有望实现高效率、几乎没有噪声以及接近零损耗的热传输。
　　
　　然而，这些热门技术选项更适合于新数据中心架构，而不是普通的技术周期更新。
　　
　　编辑：Harris

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