Wie löst man das Wärmeableitungsproblem dichter Server-Racks?

Bestimmte Serverracks in Rechenzentren verbrauchen bis zu 800 Kilowatt pro Rack und Jahr, und sie werden weiter zunehmen. Wie wird es sich in Zukunft entwickeln?

Die Rechenzentrumsdichte war in der Vergangenheit am Ende des Jahrhunderts ein allgemeines Thema, was erklären könnte, warum viele IT-Organisationen immer noch bei der Energiedichte von 4 bis 6 Kilowatt/Rack schwanken. Strom- und Wärmemanagement bereiten sich jedoch bereits darauf vor, Server-Racks größer als 10 Kilowatt zu konzipieren.

Die explodierende Zahl von Prozessorkernen und das Design von Blade-Servern auf Rack-Ebene lassen eine Erhöhung der CRAC- und Stromkosten unvermeidlich erscheinen. Aber eine hohe Dichte tötet den Server nicht, wie der Designer befürchtet. Virtualisierung, hocheffiziente und energiesparende Hardware, aktive Kühlungsunterdrückung und eine aufeinander abgestimmte höhere akzeptable Betriebstemperatur verzögern und reduzieren den thermischen Energieverbrauch.

Wie groß ist das thermische Problem bei Servern?

Im Gegensatz zur Konfiguration eines Servers für jede Workload kann ein Server mit mittlerer Konfiguration 10, 20 oder sogar mehr Workloads mit einem Hypervisor unterstützen. Der Rack-Platz der Einrichtung kann nach der Virtualisierung verschiedener Lasten freigegeben werden.

Gleichzeitig besteht der Chip aus einem Herstellungsprozess auf Transistorebene mit höherer Dichte und einer niedrigeren Taktrate, sodass sich die spiralförmige Zunahme der Anzahl der Prozessorkerne bei einer Aktualisierung des Geräts kaum auf den Energieverbrauch des Racks auswirkt .

Durch das Downsizing gibt es mehr voll ausgelastete Server im Rechenzentrum, sodass auch die erforderlichen Racks reduziert werden, was die Art und Weise, wie wir Kühlung einsetzen, verändert hat. Anders als bei der Kühlung des gesamten Rechenzentrums mit makroskopischen Luftbehandlungsstrategien, wie z. B. Heiß-/Kaltluftkanälen, um Luftkonvektion im Raum zu erreichen, implementieren Betreiber Unterdrückungsstrategien, um den Betriebsbereich auf einige kleinere Räume oder sogar einige Racks zu reduzieren. Verwenden Sie das interne Kühlsystem in der Reihe oder im Rack, um diese Hitze zu bewältigen, und schalten Sie sogar die Klimaanlage des Computerraums (CRAC) aus.

Darüber hinaus empfiehlt die American Society of Heating, Refrigeration and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) auch, die effektive Server-Lufteinlasstemperatur auf 80 oder sogar 90 Grad Fahrenheit zu erhöhen.

Mit der Entwicklung dieses Energiemanagements ist es unwahrscheinlich, dass Hot Spots und unzureichende Kühlung auftreten, normalerweise aufgrund von unsachgemäßem Design oder mangelhafter Renovierung der Anlage.

Hot Spots und andere Kühlprobleme

Selbst wenn die beste Unterdrückungsstrategie und ein hocheffizientes Kühlsystem verwendet werden, werden aufgrund der suboptimalen Auswahl oder Platzierung der Computerausrüstung dennoch Server-Hotspots im Rack erzeugt.

Unerwartete Hindernisse oder versehentliche Änderungen im Luftstrompfad können Hitze erzeugen. Wenn Sie beispielsweise die Abschirmungen eines Server-Racks entfernen und Luft an eine ungeplante Stelle im Rack strömen lassen, wird die Luftströmung zu anderen Servern geschwächt und die Austrittstemperatur erhöht.

Ein deutlich steigender Stromverbrauch des Servers führt auch zu Problemen mit der Wärmeableitung. Beispielsweise erhöht das Ersetzen mehrerer 1U-Server durch fortschrittliche Blade-Server-Systeme den Energieverbrauch des Racks erheblich, und ein unzureichender Luftstrom wirkt sich direkt auf alle Modulkomponenten der Blade-Maschine aus. Wenn das Kühlsystem nicht für einen solchen Server ausgelegt ist, treten häufig Hotspots auf.

Bei der Erhöhung der Rack-Dichte im Servicebereich müssen Betreiber in Erwägung ziehen, in das Infrastrukturmanagement von Rechenzentren und andere Systemverwaltungstools zu investieren, Daten von Wärmesensoren in den Racks zu sammeln und Berichte zu erstellen. Sie können Zustände erkennen, die die Heizgrenze überschreiten, und erforderliche Maßnahmen ergreifen, wie z. B. Techniker benachrichtigen, automatisch eine Workload-Migration aufrufen oder das System herunterfahren, um einen vorzeitigen Ausfall der Anlage zu verhindern.

Wenn die Server-Rack-Planung Hotspots erzeugt, kann das IT-Team Hardware neu zuordnen. Im Gegensatz zum Befüllen eines einzelnen Racks können Sie, wenn es der Platz zulässt, die Hälfte oder ein oder zwei Racks mit Geräten in andere Racks verschieben oder überhitzte Systeme herunterfahren.

Wenn der Platz für die Neugestaltung nicht ausreicht, fügen Sie einige mobile Kühlgeräte hinzu, die über eine eigene Klimaanlage verfügen und im Rechenzentrum verwendet werden können. Wenn das Rack eine kompakte In-Row- oder Rack-Kühleinheit verwendet, kann die Einstellung des Temperaturpunkts den Kühleffekt effektiver erzielen als das Öffnen einer geschlossenen Einheit und das Hinzufügen von Kühlgeräten.

Langfristige Minderungsstrategie

Langfristig kann eine bahnbrechende Technologie beim Wärmemanagement helfen.

Wassergekühlte Racks können Kühlwasser durch Schranktüren oder andere Wege leiten. Wassergekühlte Racks können die meisten Heizprobleme lösen – insbesondere, wenn die Wärmeableitung bei niedriger Temperatur und Luftkonvektion bei hoher Temperatur nicht funktioniert.

Die Medium-Tauchkühltechnologie kann den Server in eine Badewanne eintauchen, die mit einem nicht leitenden, nicht korrosiven Kühlmittel wie Mineralöl gefüllt ist. Von dieser Technologie wird erwartet, dass sie einen hohen Wirkungsgrad, fast kein Geräusch und nahezu keinen Wärmeübergangsverlust erzielt.

Diese beliebten Technologieoptionen eignen sich jedoch eher für neue Rechenzentrumsarchitekturen als für regelmäßige technische Updates.

Sinda Thermal hat Erfahrung in der Bereitstellung verschiedener thermischer Lösungen für 5G, Server, Computer, medizinische Geräte, Elektrofahrzeuge, LED-Anwendungen usw. Wir können Extrusionskühlkörper, Skive-Rippen-Kühlkörper, Stanzrippen-Baugruppe, Heatpipe-Lötmodule, Dampfkammer-Kühlkörper, Flüssigkeitskühlplatte, Lüfterkühler usw. anbieten. Bitte kontaktieren Sie uns, wenn Sie Hilfe bei thermischen Problemen benötigen.

Webseite:www.sindathermal.com

Kontakt:castio_ou@sindathermal.com

Wechat: +8618813908426