刀片服務器散熱的五大方法及選擇

2024-09-01 13:43:44

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供稿：網友

為刀片服務器散熱有五種基本方法。一旦選中了其中一種方法，可以用多種不同產品和方法來具體實施。這些方法在APC白皮書46――“超高密度機柜和刀片服務器冷卻策略”中有詳細說明，表1中進行了概述。

刀片服務器散熱的五大方法及選擇

　　要應用刀片服務器，必須選擇其中一種方法。這種選擇要基于目前設施的制約因素以及用戶的需要和喜好。

　　應用方法的選擇

　　了解了現有設施的制約因素并且在用戶的各種需求和偏好間進行了適當取舍之后，就可以從前面所述的5種基本方法中做出選擇了。刀片服務器的應用方法的選擇是基于散熱問題的，因為這些問題是實際系統中最主要制約因素。確定應用方式后，電力供應問題也就隨之確定了。

　　影響應用方式的最主要的不確定因素就是刀片服務器的密度問題。許多用戶更愿意將刀片服務器以最大密度安裝。在現有的數據中心環境中這往往不是一個恰當的選擇。實際上大部分刀片服務器都采用模塊化的機架結構，可以以較低的密度在機柜中安裝。例如，IBM BladeCenter? 采用獨立的機架，一個機柜中可以安裝1到6個刀片不等。雖然降低安裝密度看上去沒有充分發揮刀片服務器的優勢，但實際上系統的成本、可用性和安裝速度都有所提升，特別是在現有的數據中心環境中安裝刀片服務器的情況。

　　目前的許多數據中心設計的功率密度為每個機柜2kW甚至更低。在這樣的環境中按每個機柜10-30kW的功率安裝刀片服務器時，這些刀片服務器需要消耗大量的電力和散熱功能，這與機房最初的設計不成比例。正因為這個原因，在現有數據中心中安裝刀片服務器時節省空間通常是沒有實際好處的。因此，在現有數據中心分散放置刀片服務器是既實用又劃算的。以飽和密度安裝刀片服務器通常只是在專為支持高密度方案新建的機房設施中比較劃算――安裝規模極大或者空間極其狹小。

　　因此，刀片服務器安裝的核心選擇就是刀片服務器安裝的分散程度――即每個機柜中安裝多少個刀片。用戶選擇的刀片服務器的品牌和型號可能會制約刀片的分散程度，例如，一些刀片服務器采用獨立的機架，這種設備就易于分散安裝。而另外一些刀片服務器采用一種底板系統，這種系統使得分散安裝不切實際。要了解有關這個問題的更全面更詳細的討論，參見與具體刀片服務器品牌相關的“APC應用說明”.按照前面所述的五種主要刀片服務器應用方法規劃好刀片服務器的應用密度后，其結果如表2.

刀片服務器散熱的五大方法及選擇

　　表2表明，在30種不同的功率密度和應用方法組合中，有大約11種首選組合和7種臨界的組合――共18種比較切合實際的應用方式組合。要選擇最佳方案，必須把數千種用戶的偏好、制約因素和現有的條件等數據與這18種應用方式組合進行比對。這種比對需要進行廣泛的分析，遵循許多規則，這一過程可以象軟件運算一樣進行。但本白皮書中不做詳細敘述。

　　在開發工具進行這種分析的過程中，APC提供了在實際工作中經過長期觀察得出的一些關鍵的經驗：

　　- 如果在房間中需要安裝的刀片服務器機柜超過總機柜數量的25%,那么現有的數據中心的電力和散熱系統可能需要進行全面改造。這說明如果安裝數量達到這個限度，用戶就需要重建一個機房，否則就得把數據中心關閉一段時間進行系統改造。

　　- 如果現有的數據中心計劃安裝1到5個刀片服務器機柜，那么為了將對數據中心正常運轉的影響降到最低，同時降低安裝成本，以飽和密度的25%或50%的數量（如每個機柜中最多放置3個機架）進行安裝最合適。對大多數數據中心來說，實現非常高的功率密度所需的成本比增加幾個機柜位置所需的空間成本要高得多。

　　- 現在的數據中心一般都是為系統設備整體提供散熱和電力供應，輔助散熱方案能夠以較低的成本提高應用密度，同時達到可預測的散熱效果。

　　不推薦的方法

　　下面列舉了數據中心管理人員平時經常會采用的一些方法和做法，但這些方法是有缺陷的，對解決問題幫助不大，而且往往會使情況更糟。

　　降低空氣溫度。用戶通常會通過調低機房空調的溫度設定來降低機房的空氣溫度，以解決數據中心中出現的一些熱點。這是用戶操作最容易也是最差的做法。采取這種做法會降低空調系統的能力，大大增加增濕器的水消耗量，大大降低數據中心的運行效率（結果還會讓你帳單上的電費增加）。所有這些都會發生，而問題根本得不到解決，因為這是氣流的問題，而不是空氣溫度的問題。

　　地板格柵。另外一個看似合理的措施就是把墊高地板的通風地磚換成氣孔更大的格柵。這種格柵的樣子不是我們所熟悉的帶孔的地磚，而是有點象火爐篦子。這種方法對于孤立的機柜會有幫助，但會有嚴重的副作用――特別是大量使用這種地磚的情況下。在數據中心使用這種地磚通常會導致其它區域的氣流減少，但更重要的是這些格柵會引起地磚間的氣流發生重大的不可預測的變化。這一問題在APC白皮書46“超高密度機柜和刀片服務器的散熱策略”中有詳細說明。

　　機柜頂部風扇。在機柜頂部安裝風扇的情況非常普遍――盡管這些風扇對于一個設計完好的IT機柜中一點好處也沒有。服務器過熱的原因并不在于機柜內部，而是在于服務器前部進入口處的熱空氣。這些風扇只能是產生更多的熱量，甚至會降低一個設計優良的數據中心的散熱能力。許多用戶在目的不明確的情況下按照傳統的規格確定風扇的規格。也有一些與機柜配套的有效的風扇輔助設備，這些設備在APC白皮書42“解決應用高密度服務器引起的散熱問題的十個步驟”中有更詳細的說明。

　　孤立機柜。有時候用戶會把機柜從整排機柜中單列出來，試圖在一定范圍內降低機柜密度，讓通風地磚的氣流能夠更多地接觸到機柜。但是這種方法使得設備排出的熱氣在機柜周圍回流到服務器的進氣口。整體效果并不是很好。更好的方法是讓機柜處于熱通道和冷通道的安排中，在刀片服務器機柜之間用帶隔板的不加負載的機柜隔開，加寬冷通道，使用輔助散熱設備和/或熱通道密封系統來增強散熱性能。

　　結論

　　在現有數據中心中應用刀片服務器會給數據中心的電力和散熱系統帶來壓力，這種壓力不容忽視。有多種方法可以用來給刀片服務器提供電力或散熱功能。針對某一具體安裝的最好的方法要根據現有設計的制約條件和數據中心管理人員的需求和喜好而定。

　　本白皮書概要闡述了涉及刀片服務器應用的相關事宜和選擇。本文中描述了根據現有數據中心的制約因素和用戶需求來選擇應用方法的流程。

　　大多數用戶不了解高密度放置刀片服務器的后果。當他們考慮到這些方案以及優勢之后，在現有設施中分散安裝刀片服務器會更有吸引力，因為這樣節省成本和時間，能夠減少對現有數據中心正常運轉的干擾

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