Uma das perguntas mais comuns feitas pelos clientes do data center é a questão do equipamento de refrigeração. Hoje falaremos detalhadamente sobre como monitoramos a temperatura nas salas de servidores.
O hardware moderno do servidor é altamente dependente do regime de temperatura em que opera. O superaquecimento dos processadores leva, na melhor das hipóteses, a uma desaceleração (o mecanismo de proteção, a chamada “limitação”, entra em vigor). Na pior das hipóteses, o superaquecimento pode desativar completamente os processadores.
O excesso de refrigeração do equipamento também não é bom para ele. Qualquer material possui um certo coeficiente de expansão térmica e baixas temperaturas afetam negativamente os elementos sensíveis do equipamento.
Para visualizar visualmente a distribuição de calor e frio, além de medir a velocidade dos fluxos de ar, usamos duas ferramentas específicas, que descreveremos agora em detalhes.
Ferramentas usadas.
Termovisor
Do curso da física, lembramos que se um corpo tem uma temperatura acima de -273,15 ° C (zero absoluto), emite radiação térmica eletromagnética. Essa radiação captura o termovisor, transformando-o em uma imagem colorida da distribuição de temperatura. Cada cor indica uma temperatura específica. A gama mais usada em termovisores é o gradiente vermelho-azul. Vermelho indica alta temperatura e azul indica baixa temperatura.
Os termovisores modernos usados
em nossos data centers possibilitam não apenas medir a faixa de temperatura na qual o equipamento opera, mas também conhecer a temperatura de um determinado ponto de um objeto com uma precisão de décimos de grau.
Uma das principais tarefas do uso de um termovisor em um data center é controlar a temperatura em instalações elétricas ativas. Lembro-me imediatamente do famoso desmotivador:
Em condições reais, tais situações são inaceitáveis. Usando um termovisor, você pode identificar facilmente elementos de instalações elétricas que começam a aquecer de forma anormal. Por exemplo, você pode identificar um ventilador de uma fonte de alimentação ininterrupta, que falhará em breve e precisará ser substituída com urgência.
Aqui está um pequeno exemplo de detecção de uma área problemática em uma blindagem automática. Tudo funciona, no entanto, um aquecimento anormal do bloco da máquina automática por cima e a abertura da máquina automática no meio é visível.
O uso de um termovisor permite identificar um problema mesmo no estágio de ocorrência, o que reduz o risco de seu impacto negativo na infraestrutura; portanto, este dispositivo é indispensável para uso em um data center.
Anemômetro
Agora fale brevemente sobre um dispositivo como um anemômetro. Este é um dispositivo para medir a velocidade do ar. Na maioria das vezes, esses instrumentos são usados na meteorologia para medir a velocidade do vento, bem como na construção para calcular o volume de ar nos sistemas de ventilação e ar condicionado.
Nos datacenters, os anemômetros com sonda de asa são mais frequentemente usados, pois são móveis e fáceis de usar. A sonda é um impulsor leve, que começa a girar mesmo com o movimento mais leve do ar. Esse dispositivo tem a seguinte aparência.
Por que preciso de um anemômetro no data center? Principalmente para controlar a velocidade dos fluxos de ar criados pelos sistemas de ar condicionado. Para um resfriamento eficaz do ar nas salas de servidores, existem valores de velocidade pré-calculados que devem ser mantidos. Este problema é resolvido com a ajuda de um anemômetro.
Nossos datacenters usam anemômetros com sondas e sensores que passaram no teste de verificação, o que permite avaliar com precisão parâmetros como a intensidade do fluxo de ar e a temperatura e umidade.
Suponha que uma pesquisa na sala do servidor tenha revelado um suprimento inadequado de ar frio. Usando um anemômetro, você pode realizar uma medição de controle do fluxo de ar e corrigir o problema até que ele comece a afetar o equipamento.
O que acontece dentro do servidor
Vamos falar um pouco sobre por que é tão importante observar o regime de temperatura para equipamentos de servidor. Fazemos uma reserva imediatamente - essas são informações para pessoas que têm pouca idéia dos processos que ocorrem dentro desses equipamentos.
Para começar, qualquer servidor é um computador poderoso comum, mas possui muitas diferenças sérias:
- todos os componentes são projetados para operação ininterrupta 24/7/365;
- o resfriamento é implementado de forma que a quantidade máxima de ar passe através do alojamento;
- os dissipadores de calor do processador são usados com mais frequência passivo, ou seja, sem colocar ventiladores individuais sobre eles;
- o gabinete foi projetado para que qualquer componente possa ser substituído rapidamente.
Servidores modernos emitem uma quantidade enorme de calor durante a operação, mas ao mesmo tempo, cada componente tem seus próprios requisitos de temperatura. O sistema de refrigeração padrão desses servidores foi inicialmente projetado para operação em data centers. Vamos ver como fica por dentro.
Aquecimento da CPU
O elemento central de qualquer servidor é o processador central. Um cristal de silício com bilhões de minúsculos transistores fica muito quente durante a operação. O resfriamento estável desse elemento em servidores modernos é fornecido por radiadores passivos, através dos quais um poderoso fluxo de ar passa.
Aquecimento de disco
Independentemente do tipo de unidade, sejam unidades de estado sólido ou unidades de disco rígido clássicas, todas elas geram calor em grandes números. No primeiro caso, os chips de memória são aquecidos e, no segundo caso, o disco é aquecido pelo motor do eixo.
Aquecimento RAM
Além disso, como é o caso dos SSDs, os chips de memória esquentam. Alguns tipos de RAM são especialmente equipados com radiadores passivos regulares para remover o excesso de calor. Se você abrir um servidor assim que o desligar, recomendamos que você tenha cuidado. A temperatura dos dissipadores de calor da RAM pode facilmente queimar seus dedos.
Aquecimento da fonte de alimentação
A tarefa de qualquer fonte de alimentação é converter 220 volts e 50 hertz em corrente direta de várias tensões para alimentar os componentes do servidor. Um subproduto dessa conversão é a geração de calor, que é claramente visível na fotografia térmica a seguir.
Como pode ser visto nas fotos, todos os componentes são aquecidos a temperaturas significativas, por isso, oferecemos como os data centers removem esse calor e fornecem um resfriamento eficaz do equipamento.
Nossos data centers usam um esquema de circulação de ar com a formação de duas zonas de temperatura diferentes:
- "Corredor frio", onde o ar é fornecido pelos aparelhos de ar condicionado;
- “Corredor quente”, onde entra o ar já aquecido pelo equipamento.
Aqui está o que parece se você olhar para essas áreas com um termovisor.
Como é o "corredor frio" do data center?
Para maior clareza, uma imagem com piso elevado. Onde os ladrilhos estão fechados - os racks ainda não foram colocados em operação. Isso é feito de propósito; posteriormente, todos os pisos foram substituídos por perfurados.
Como é o "corredor quente" do data center?
Nossos data centers hospedam um grande número de equipamentos de servidor operando sob diferentes cargas. Isso explica os limites semelhantes das zonas térmicas.
Existem racks para servidores no lado esquerdo e, no lado direito, é possível observar os condicionadores de ar de precisão do sistema de refrigeração, que retiram todo o calor gerado. O fluxo de ar passa através de um trocador de calor com um líquido de arrefecimento, emitindo calor e depois retorna ao “corredor frio”. O líquido de arrefecimento (solução a 40% de etileno glicol) entra no resfriador (resfriador), esfria e retorna para um novo ciclo de trabalho.
Quando muitos equipamentos iguais são instalados em racks de acordo com o mesmo tipo de esquema, parece bastante interessante.
Conclusão
A organização do equipamento de servidor de refrigeração é enfrentada por qualquer empresa que possua até uma pequena sala de servidores. A solução para esse problema implica altos custos de capital para a construção de um sistema de refrigeração. Além disso, esses sistemas devem ser mantidos regularmente, o que também requer investimento constante.
Nos nossos datacenters, o sistema de ar condicionado é organizado em nível profissional; portanto, não “reinvente a roda” - basta
colocar seu equipamento conosco e se concentrar nas questões realmente importantes do funcionamento dos serviços. Manter uma temperatura confortável e uma fonte de alimentação ininterrupta é a nossa preocupação.
Conte-nos nos comentários - que casos interessantes você encontrou na operação de sistemas de refrigeração?