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        數(shù)據(jù)中心散熱與基礎(chǔ)環(huán)境的建設(shè)

        隨著新一代數(shù)據(jù)中心的建設(shè),網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)等基礎(chǔ)設(shè)備進(jìn)一步集中,這就對(duì)數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)環(huán)境提出了新的要求。以刀片服務(wù)器應(yīng)用為例,其具有高計(jì)算密集度、易部署、好管理、綠色節(jié)能等特性,是數(shù)據(jù)中心建設(shè)的上佳選擇。但是對(duì)于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心而言,電力不足、制冷達(dá)不到要求,這都困擾著刀片服務(wù)器的推廣和應(yīng)用。

        新一代數(shù)據(jù)中心是當(dāng)今的熱點(diǎn),無(wú)論是資源整合、虛擬化;還是綠色節(jié)能、自動(dòng)化以及安全管理,都是業(yè)界津津樂(lè)道的話題。隨著新一代數(shù)據(jù)中心的建設(shè),網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)等基礎(chǔ)設(shè)備進(jìn)一步集中,這就對(duì)數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)環(huán)境提出了新的要求。以刀片服務(wù)器應(yīng)用為例,其具有高計(jì)算密集度、易部署、好管理、綠色節(jié)能等特性,是數(shù)據(jù)中心建設(shè)的上佳選擇。但是對(duì)于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心而言,電力不足、制冷達(dá)不到要求,這都困擾著刀片服務(wù)器的推廣和應(yīng)用。

        應(yīng)對(duì)電力不足

        以前我們?cè)?jīng)介紹過(guò),現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心的機(jī)架或者機(jī)柜,其電力配置為10A(安培),滿負(fù)荷可部署15~16臺(tái)1U機(jī)架式服務(wù)器。對(duì)于差一些的數(shù)據(jù)中心,其電力配備就只有6.8A,對(duì)于刀片服務(wù)器而言。一個(gè)滿配的刀片服務(wù)器,其所需要的電力大約為10A。

        按照數(shù)據(jù)中心現(xiàn)有的能力計(jì)算,10A電力配備顯然無(wú)法滿足更多臺(tái)刀片服務(wù)器部署的需求,電力不足的矛盾非常突出。如何解決供電不足的難題,最容易想到的是從擴(kuò)容入手。實(shí)際上,在數(shù)據(jù)中心或者是樓宇構(gòu)建之初,對(duì)于電力容量就有一定的測(cè)算。如今,增加電力容量,這就需要電力部門進(jìn)行擴(kuò)容,并涉及到相應(yīng)的線路、開(kāi)關(guān)等設(shè)備的改造,其所牽涉的因素很多,受制約的因素也很多。

        對(duì)于現(xiàn)有用電情況進(jìn)行合理調(diào)整,是應(yīng)對(duì)電力不足的另外一個(gè)解決辦法。據(jù)惠普全球IT科技服務(wù)部總經(jīng)理潘家馳介紹,通過(guò)采用一套稱之為“適應(yīng)性數(shù)據(jù)高可用管理(Adaptive Data Availability Management,ADAM)”的方案工具,他們對(duì)現(xiàn)有一些企業(yè)的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行監(jiān)控,結(jié)果發(fā)現(xiàn),10%左右的電力能耗用于燈光照明等,而用于IT設(shè)備的電力消耗大約只有30%,其余大量的電力消耗在制冷,也就是說(shuō),運(yùn)營(yíng)管理的成本已經(jīng)大大超過(guò)了設(shè)備的實(shí)際使用成本。通過(guò)合理的布局,以及科學(xué)的熱力模型設(shè)計(jì),將可以大大降低運(yùn)營(yíng)維護(hù)設(shè)備的電力消耗,有效緩解電力不足的矛盾。

        從機(jī)柜入手

        空調(diào)制冷成本的居高不下,與機(jī)架/機(jī)柜以及散熱模型的設(shè)計(jì)有關(guān)。據(jù)了解,很多機(jī)房的空調(diào)溫度很低,夏日里,人在機(jī)房中都需要穿很厚的衣服。其原因,機(jī)房是按照最高散熱需求的設(shè)備設(shè)定空調(diào)溫度的,這種粗放的管理,必然導(dǎo)致能效的降低。

        機(jī)房散熱的效果,與機(jī)柜選擇以及機(jī)柜的擺放密切相關(guān)。有關(guān)機(jī)柜很容易被忽略。在一次采訪中,某電力機(jī)房的管理員表示,企業(yè)的IT預(yù)算有限,很難說(shuō)服企業(yè)領(lǐng)導(dǎo),支付超過(guò)一萬(wàn)元來(lái)購(gòu)買機(jī)柜,在有些領(lǐng)導(dǎo)眼里,機(jī)房機(jī)柜與家庭生活中的家具也沒(méi)有多大區(qū)別,能省就省。為了追求美觀氣派,很多機(jī)柜都采用玻璃門,導(dǎo)致機(jī)器設(shè)備的散熱效果不佳,故障頻繁發(fā)生。

        目前液冷(或稱水冷)機(jī)柜是討論最多的話題,更準(zhǔn)確的描述是采用液冷門的機(jī)柜。這種液冷門可以提供更好散熱能力。據(jù)泛達(dá)公司產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)理王劍春介紹,普通的風(fēng)冷設(shè)備大概可以支持5kw(千瓦)的散熱需求,采用液冷門則可以提高到25kw~35kw。此外,與風(fēng)冷方式相比,液冷的熱交換方式更加容易控制,減少了熱氣流的干擾,效率更高。

        王劍春表示,以泛達(dá)公司的NetAccess機(jī)柜為例,其水冷門系統(tǒng)采用單獨(dú)的循環(huán)系統(tǒng),采用冷水(Chill Water)作為制冷劑,一臺(tái)分布式壓縮主機(jī)CDU(Cooling Distribution Unit)一般能夠提供120KW到150KW的制冷量(個(gè)別產(chǎn)品最大能夠提供300KW),即一臺(tái)CDU能夠控制最多六個(gè)水冷門機(jī)柜,CDU和每臺(tái)機(jī)柜之間各有兩根水管連接。CDU施工并不復(fù)雜,只是要注意在彎曲處安裝防漏裝置,要求與強(qiáng)電電源線保持一定距離。采用這種水冷門系統(tǒng),為局部高密度的服務(wù)器散熱問(wèn)題提供了一個(gè)非常有效的解決方案。

        對(duì)于液冷的擔(dān)心

        對(duì)于液冷門系統(tǒng),強(qiáng)生公司中國(guó)區(qū)企業(yè)計(jì)算經(jīng)理蒙偉表示,他們不會(huì)采用類似的系統(tǒng)。最近,強(qiáng)生公司剛剛完成了一個(gè)大的數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目的建設(shè),通過(guò)構(gòu)建2~3個(gè)數(shù)據(jù)中心,為強(qiáng)生在亞太地區(qū)14個(gè)國(guó)家和地區(qū)的生產(chǎn)廠、銷售分支機(jī)構(gòu)提供全方位的IT服務(wù),其中包括ERP服務(wù)在內(nèi)。通過(guò)這種集中化的數(shù)據(jù)中心整合,強(qiáng)生改變了以往IT分散部署的方式,企業(yè)管理水平得到了進(jìn)一步提升。據(jù)蒙偉介紹,在數(shù)據(jù)中心構(gòu)建的過(guò)程中,他們用到了安騰服務(wù)器,也用到了刀片服務(wù)器。其中刀片服務(wù)器在應(yīng)用整合、綠色節(jié)能等方面的確具有優(yōu)異的表現(xiàn)。有關(guān)散熱的問(wèn)題,從應(yīng)用結(jié)果看,刀片服務(wù)器自身的散熱能力已經(jīng)可以滿足需要。對(duì)于采用液冷門散熱的方式,他們非常擔(dān)心水的泄漏。

        中金數(shù)據(jù)系統(tǒng)有限公司市場(chǎng)經(jīng)理張松與蒙偉持有相同的觀點(diǎn)。目前中金數(shù)據(jù)在北京、上海、華南、煙臺(tái)四個(gè)核心節(jié)點(diǎn)構(gòu)建了大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心,并在西部構(gòu)建了遠(yuǎn)程備份中心。依托這些數(shù)據(jù)中心,中金數(shù)據(jù)為金融等國(guó)內(nèi)大型企業(yè)提供第三方外包數(shù)據(jù)中心服務(wù),在國(guó)內(nèi)金融行業(yè)具有廣泛知名度。張松表示,其數(shù)據(jù)中心機(jī)房構(gòu)建是完全無(wú)水環(huán)境的,即便所用的水冷式空調(diào)系統(tǒng),其水循環(huán)的部分全部隔離在機(jī)房之外,機(jī)房環(huán)境一滴水都沒(méi)有。這樣做的目的就是要保證機(jī)房環(huán)境的絕對(duì)安全。

        專業(yè)機(jī)房服務(wù)提供商對(duì)于水冷門系統(tǒng)也是持有一種觀望的態(tài)度。北京創(chuàng)贏科技公司薄英雪表示,他們?cè)谙蛴脩敉扑]方案的時(shí)候,不會(huì)推薦水冷門系統(tǒng),其一對(duì)于大多數(shù)北方的用戶而言,沒(méi)有必要采用水冷系統(tǒng);其二很多用戶出于安全的考慮,對(duì)于水冷門的認(rèn)可度還有一個(gè)逐步接納的過(guò)程。從創(chuàng)贏科技的角度看,他們會(huì)跟蹤水冷門系統(tǒng)技術(shù),對(duì)于其發(fā)展進(jìn)行跟蹤。薄英雪表示,新技術(shù)在推廣的初期,其售價(jià)總是不菲的,因此,目前選擇風(fēng)冷系統(tǒng)還是具有最佳性價(jià)比的。

        針對(duì)液體泄漏所導(dǎo)致的安全隱患,王劍春表示,這種顧慮源于用戶對(duì)于水冷門系統(tǒng)缺乏必要的了解。以水為例,它經(jīng)過(guò)了一種特殊的處理,是絕緣的,不導(dǎo)電。此外,可以通過(guò)各種監(jiān)視系統(tǒng)隨時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控管理,可以做到預(yù)防和報(bào)警。王劍春表示,目前機(jī)房大多數(shù)采用空調(diào)系統(tǒng)漫散推送冷氣的方式,為了使局部高熱區(qū)域降溫,其溫度往往需要調(diào)得很低,導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心平均PUE(Power Usage Effectiveness,能源利用效率)在2.5以上,國(guó)外則在1.7左右,與之相比,國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心環(huán)境設(shè)施能源消耗已經(jīng)大大超過(guò)IT設(shè)備本身。有數(shù)據(jù)表明,通過(guò)使用冷水(Chill Water)循環(huán)冷卻系統(tǒng),至少可以提高20%的能源使用效率。

        風(fēng)冷的對(duì)策

        為了控制局部高熱區(qū)域的散熱,除了液冷門系統(tǒng)的方式外,通過(guò)增加空調(diào),對(duì)于局部區(qū)域加壓冷空氣也是一種常用的方式。傳統(tǒng)專業(yè)機(jī)柜市場(chǎng)廠家,如科士達(dá)、圖騰、威龍等都具有相應(yīng)的產(chǎn)品和解決方案。在采訪中,科士達(dá)產(chǎn)品經(jīng)理劉尉敏表示,液冷門系統(tǒng)方式是一種高端的應(yīng)用需求,適合應(yīng)用在刀片服務(wù)器滿配的環(huán)境條件下,這種情況常常出現(xiàn)在電信運(yùn)營(yíng)商等數(shù)據(jù)中心機(jī)房,但是對(duì)于大多數(shù)的用戶而言,并沒(méi)有這樣的應(yīng)用需求。在此,劉尉敏也提到了成本問(wèn)題,由于規(guī)模的限制,目前液冷門系統(tǒng)的售價(jià)還是比較高。與風(fēng)冷系統(tǒng)方案相比,其售價(jià)至少相差一個(gè)數(shù)量級(jí),對(duì)用戶來(lái)說(shuō),這還是一個(gè)比較大的投入。

        通過(guò)局部增加空調(diào),以及合理的機(jī)柜擺放,例如機(jī)柜門對(duì)門、背對(duì)背,令冷熱風(fēng)道交替的方式,也可以達(dá)到良好的散熱效果。對(duì)此,王劍春指出,局部增加空調(diào)也存在一定的局限,首先空調(diào)系統(tǒng)需要占用必要的物理空間,它需要額外增加一排空調(diào),對(duì)于局部高熱區(qū)域進(jìn)行面對(duì)面的致冷。此外,采用這種方式大約可以增加15kw的致冷能力。超過(guò)了這個(gè)范圍,風(fēng)冷將無(wú)能為力。

        數(shù)據(jù)中心散熱與基礎(chǔ)環(huán)境的建設(shè)

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