Una de las preguntas más comunes formuladas por los clientes de nuestro centro de datos es la cuestión de los equipos de enfriamiento. Hoy hablaremos en detalle sobre cómo monitoreamos la temperatura en las salas de servidores.
El hardware del servidor moderno depende en gran medida del régimen de temperatura en el que opera. El sobrecalentamiento de los procesadores conduce, en el mejor de los casos, a una desaceleración (el mecanismo de protección, el denominado "estrangulamiento", entra en vigencia). En el peor de los casos, el sobrecalentamiento puede desactivar por completo los procesadores.
El enfriamiento excesivo del equipo tampoco es bueno para él. Cualquier material tiene un cierto coeficiente de expansión térmica, y las bajas temperaturas afectan negativamente a los elementos sensibles del equipo.
Para ver visualmente la distribución de calor y frío, así como medir la velocidad de los flujos de aire, utilizamos dos herramientas específicas, que ahora describiremos en detalle.
Herramientas usadas
Cámara termográfica
Desde el curso de la física, recordamos que si cualquier cuerpo tiene una temperatura superior a −273.15 ° C (cero absoluto), emite radiación térmica electromagnética. Esta radiación captura la cámara termográfica y la convierte en una imagen en color de la distribución de temperatura. Cada color indica una temperatura específica. La gamma más utilizada en las cámaras termográficas es el gradiente rojo-azul. El rojo indica alta temperatura y el azul indica baja temperatura.
Las modernas cámaras termográficas utilizadas
en nuestros centros de datos hacen posible no solo medir el rango de temperatura en el que opera el equipo, sino también conocer la temperatura de un punto determinado de un objeto con una precisión de décimas de grado.
Una de las principales tareas del uso de una cámara termográfica en un centro de datos es controlar la temperatura en instalaciones eléctricas con corriente. Inmediatamente recuerdo el famoso desmotivador:
En condiciones reales, tales situaciones son inaceptables. Usando una cámara termográfica, puede identificar fácilmente elementos de instalaciones eléctricas que comienzan a calentarse de manera anormal. Por ejemplo, puede identificar un ventilador de una fuente de alimentación ininterrumpida, que fallará pronto y necesitará un reemplazo urgente.
Aquí hay un pequeño ejemplo de detección de un área problemática en un escudo automático. Sin embargo, todo funciona, un calentamiento anormal del bloque automático de la máquina desde arriba y la máquina automática de apertura en el medio es visible.
El uso de una cámara termográfica le permite identificar un problema incluso en la etapa de ocurrencia, lo que reduce el riesgo de su impacto negativo en la infraestructura, por lo tanto, este dispositivo es indispensable para su uso en un centro de datos.
Anemómetro
Ahora hable brevemente sobre un dispositivo como un anemómetro. Este es un dispositivo para medir la velocidad del aire. Muy a menudo, estos instrumentos se utilizan en meteorología para medir la velocidad del viento, así como en la construcción para calcular el volumen de aire en los sistemas de ventilación y aire acondicionado.
En los centros de datos, los anemómetros con una sonda de ala se usan con mayor frecuencia, ya que son móviles y fáciles de usar. La sonda es un impulsor ligero, que comienza a girar incluso con el movimiento de aire más ligero. Tal dispositivo tiene el siguiente aspecto.
¿Por qué necesito un anemómetro en el centro de datos? Principalmente para controlar la velocidad de los flujos de aire creados por los sistemas de aire acondicionado. Para una refrigeración por aire efectiva en las salas de servidores, hay valores de velocidad calculados previamente que deben mantenerse. Este problema se resuelve con la ayuda de un anemómetro.
Nuestros centros de datos utilizan anemómetros con sondas y sensores que han superado la prueba de verificación, lo que le permite evaluar con precisión parámetros tales como medir la intensidad del flujo de aire, así como medir la temperatura y la humedad.
Supongamos que una encuesta en la sala de servidores revela un suministro inadecuado de aire frío. Con un anemómetro, puede realizar una medición de control del flujo de aire y solucionar el problema hasta que comience a afectar el equipo.
¿Qué sucede dentro del servidor?
Hablemos un poco sobre por qué es tan importante observar el régimen de temperatura para el equipo del servidor. Hacemos una reserva de inmediato: esta es información para personas que tienen poca idea de los procesos que tienen lugar dentro de dichos equipos.
Para empezar, cualquier servidor es una computadora poderosa, pero tiene muchas diferencias serias:
- todos los componentes están diseñados para funcionar las 24 horas del día, los 7 días de la semana, los 365 días del año;
- el enfriamiento se implementa de tal manera que la cantidad máxima de aire pasa a través de la carcasa;
- los disipadores térmicos del procesador se usan con mayor frecuencia de forma pasiva, es decir, sin colocar ventiladores individuales sobre ellos;
- El estuche está diseñado para que cualquier componente pueda reemplazarse rápidamente.
Los servidores modernos emiten una gran cantidad de calor durante el funcionamiento, pero al mismo tiempo, cada componente tiene sus propios requisitos de temperatura. El sistema de enfriamiento estándar de dichos servidores está inicialmente diseñado para funcionar en centros de datos. Veamos cómo se ve desde adentro.
Calentamiento de la CPU
El elemento central de cualquier servidor es el procesador central. Un cristal de silicio con miles de millones de pequeños transistores se calienta mucho durante el funcionamiento. El enfriamiento estable de este elemento en los servidores modernos es proporcionado por radiadores pasivos, a través de los cuales pasa una potente corriente de aire.
Calentamiento de disco
Independientemente del tipo de unidad, ya sean unidades de estado sólido o unidades de disco duro clásicas, todas generan calor en grandes cantidades. En el primer caso, los chips de memoria se calientan, y en el segundo caso, el disco es calentado por el motor del husillo.
Calentamiento RAM
Además, como es el caso con los SSD, los chips de memoria se calientan. Algunos tipos de RAM están especialmente equipados con radiadores pasivos regulares para eliminar el exceso de calor. Si abre un servidor de este tipo inmediatamente después de apagarlo, le recomendamos que tenga cuidado. La temperatura de los disipadores de calor de la RAM puede provocar quemaduras en los dedos.
Calefacción de suministro de energía
La tarea de cualquier fuente de alimentación es convertir 220 voltios estándar, 50 hertzios a corriente continua de varios voltajes para alimentar los componentes del servidor. Un subproducto de tal conversión es la generación de calor, que es claramente visible en la siguiente fotografía térmica.
Como se puede ver en las imágenes, todos los componentes se calientan a temperaturas significativas, por lo que ofrecemos ver cómo los centros de datos eliminan este calor y proporcionan una refrigeración efectiva del equipo.
Nuestros centros de datos utilizan un esquema de circulación de aire con la formación de dos zonas de temperatura diferentes:
- "Corredor frío", donde se suministra aire desde los aires acondicionados;
- "Corredor caliente", donde entra el aire ya calentado por el equipo.
Así es como se ve si observa estas áreas con una cámara termográfica.
¿Cómo se ve el "corredor frío" del centro de datos?
Para mayor claridad, una imagen con un piso elevado. Cuando las baldosas están cerradas, los bastidores aún no se han puesto en funcionamiento. Esto se hace a propósito, posteriormente todas las baldosas se reemplazaron por otras perforadas.
¿Cómo se ve el "corredor caliente" del centro de datos?
Nuestros centros de datos alojan una gran cantidad de equipos de servidores que operan bajo diferentes cargas. Esto explica los límites similares de las zonas térmicas.
Hay racks de servidores en el lado izquierdo, y en el lado derecho puede observar los acondicionadores de aire de precisión del sistema de enfriamiento, que eliminan todo el calor generado. El flujo de aire pasa a través de un intercambiador de calor con un refrigerante, emitiendo calor, y luego regresa al "corredor frío". El refrigerante (solución de etilenglicol al 40%) ingresa al enfriador (enfriador), se enfría y regresa para un nuevo ciclo de trabajo.
Cuando se instala una gran cantidad del mismo equipo en bastidores de acuerdo con el mismo tipo de esquema, parece bastante interesante.
Conclusión
La organización de equipos de servidores de refrigeración se enfrenta a cualquier empresa que posea incluso una pequeña sala de servidores. La solución a este problema implica altos costos de capital para la construcción de un sistema de enfriamiento. Además, dichos sistemas deben mantenerse regularmente, lo que también requiere una inversión constante.
En nuestros centros de datos, el sistema de aire acondicionado está organizado a nivel profesional, así que no "reinvente la rueda", simplemente
coloque su equipo con nosotros y concéntrese en los problemas realmente importantes del funcionamiento de los servicios. Mantener una temperatura confortable y una fuente de alimentación ininterrumpida es nuestra preocupación.
Cuéntanos en los comentarios: ¿qué casos interesantes has encontrado en la operación de los sistemas de enfriamiento?