数据中心冷却:冰与火之歌

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我们的数据中心客户最常问的问题之一是冷却设备的问题。 今天,我们将详细讨论如何监控服务器机房中的温度。

现代服务器硬件高度依赖于其运行的温度范围。 处理器过热最多只能导致速度降低(保护机制,即所谓的“调节”生效)。 在最坏的情况下,过热会完全禁用处理器。

设备过冷也不利于他。 任何材料都具有一定的热膨胀系数,而低温会对设备的敏感元件产生负面影响。

为了直观地观察热和冷的分布以及测量气流的速度,我们使用两个特定的工具,下面将对其进行详细描述。

二手工具。


热像仪


从物理学的过程中,我们记得,如果任何物体的温度都高于-273.15°C(绝对零),则它会发出电磁热辐射。 辐射会捕获热成像仪,将其转变为温度分布的彩色图像。 每种颜色表示特定的温度。 热成像仪中最常用的伽玛是红蓝色渐变。 红色表示高温,蓝色表示低温。

在我们的数据中心中使用的现代热像仪不仅可以测量设备运行的温度范围,而且可以精确到十分之一度来知道物体给定点的温度。

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在数据中心中使用热像仪的主要任务之一是控制带电设备的温度。 我立即回想起著名的推动者:

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在实际条件下,这种情况是不可接受的。 使用热成像仪,您可以轻松地识别开始异常加热的电气设备的元件。 例如,您可以确定不间断电源的风扇,该风扇很快就会出现故障,需要紧急更换。

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这是在自动防护罩中检测问题区域的一个小示例。 一切正常,但是从上方对自动机的加热异常,并且可以看到中间的自动机处于打开状态。

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使用热成像仪即使在发生阶段也可以识别问题,从而减少了对基础架构造成负面影响的风险,因此该设备对于在数据中心中必不可少。

风速计


现在简要讨论诸如风速计之类的设备。 这是用于测量风速的设备。 这些仪器最常用于气象学中以测量风速,以及用于计算通风和空调系统中的空气量。

在数据中心中,最常用的是带有翼形探头的风速计,因为它们可移动且使用方便。 探头是一个光叶轮,即使空气运动最轻也可以旋转。 这样的设备看起来如下。

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为什么在数据中心需要风速计? 主要用于控制空调系统产生的气流速度。 为了有效地冷却服务器机房中的空气,必须预先计算速度值。 借助风速计可以解决该问题。

我们的数据中心使用已通过验证测试的带有探头和传感器的风速计,使您能够准确评估参数,例如测量气流强度以及测量温度和湿度。

假设服务器机房调查显示冷空气供应不足。 使用风速计,您可以对气流进行控制测量并解决问题,直到问题开始影响设备。

服务器内部发生了什么


让我们谈谈为什么观察服务器设备的温度状况如此重要的原因。 我们会立即进行预订-这是对不了解此类设备内部流程的人们的信息。

首先,任何服务器都是一台功能强大的普通计算机,但是它有许多严重的区别:

  • 所有组件均设计为24/7/365全天候运行;
  • 进行冷却的方式是使最大量的空气通过外壳。
  • 处理器散热器最常用的是被动散热器,即在散热器上不放置单个风扇。
  • 机壳的设计使得可以快速更换任何组件。

现代服务器在运行期间会散发大量热量,但同时,每个组件都有其自身的温度要求。 这种服务器的标准冷却系统最初是为在数据中心中运行而设计的。 让我们从内部看它的外观。

CPU发热


任何服务器的中心元素都是中央处理器。 具有数十亿个微小晶体管的硅晶体在运行期间会变得非常热。 现代服务器中此元素的稳定冷却由无源散热器提供,强大的气流穿过该散热器。

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磁盘加热


无论驱动器的类型如何,无论是固态驱动器还是经典硬盘驱动器,它们都会大量发热。 在第一种情况下,存储芯片被加热,在第二种情况下,磁盘被主轴电机加热。

RAM加热


同样,与SSD一样,存储芯片会发热。 某些类型的RAM特别配备了常规的无源散热器,以消除过多的热量。 如果您碰巧在关闭服务器后立即打开它,我们建议您小心。 RAM散热器的温度容易使手指灼伤。

电源加热


任何电源的任务都是将标准的220伏,50赫兹转换为各种电压的直流电,以为服务器组件供电。 这种转化的副产物是热量的产生,在下面的热照片中可以清楚地看到热量。

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从图片中可以看出,所有组件都被加热到很高的温度,因此我们提供了数据中心如何消除这些热量并有效冷却设备的信息。

我们的数据中心使用空气流通方案,形成两个不同的温度区域:

  • “冷走廊”,从空调向那里供应空气;
  • 设备已经加热的空气进入“热通道”。

如果使用热像仪查看这些区域,则外观如下所示。

数据中心的“冷通道”是什么样的?


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为了清楚起见,请使用高架地板。 关闭瓷砖的地方-机架尚未投入使用。 这是有目的的,随后所有的地砖都被穿孔的地砖所取代。

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数据中心的“热通道”是什么样的?


我们的数据中心托管着许多在不同负载下运行的服务器设备。 这解释了热区的相似边界。

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左侧有服务器机架,在右侧您可以看到冷却系统的精密空调,这些空调带走了所有产生的热量。 空气流通过带有冷却剂的热交换器,释放出热量,然后返回“冷通道”。 冷却液(40%的乙二醇溶液)进入冷却器(冷却器),冷却并返回以进行新的工作循环。

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当根据相同的方案类型将许多相同的设备安装在机架中时,这看起来很有趣。

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结论


拥有甚至很小的服务器机房的任何公司都面临着冷却服务器设备的组织。 该问题的解决方案需要用于建造冷却系统的高投资成本。 另外,这种系统必须定期维护,这也需要不断的投资。

在我们的数据中心中,空调系统是按专业级别组织的,因此不要“重新发明轮子”,只需将设备放在我们身边,并专注于服务功能真正重要的问题。 保持舒适的温度和不间断的电源是我们关注的问题。

在评论中告诉我们-您在冷却系统的运行中遇到了哪些有趣的情况?

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN414057/


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