شما مسئول حفظ عملکرد قابل اعتماد هزاران سرور هستید و بزرگترین تهدید برای آپتایم، حملات سایبری یا قطعی برق نیست - بلکه گرما است. مراکز داده مدرن مقادیر عظیمی از انرژی حرارتی تولید میکنند و قفسههای سرور چگالی گرمایی تولید میکنند که میتواند از 20 کیلووات در هر قفسه فراتر رود. بدون استراتژیهای خنککننده مؤثر، تجهیزات از کار میافتند، عملکرد به راحتی میتواند مختل شود و شما خود را با خرابیهای پرهزینهای مواجه میبینید که کل سازمان شما را تحت تأثیر قرار میدهد.
چالش واضح است: چگونه میتوانید دما را ثابت نگه دارید و در عین حال هزینههای انرژی را که به طور بالقوه ۴۰ درصد یا بیشتر از کل هزینههای عملیاتی شما را تشکیل میدهد، مدیریت کنید؟
پاسخ به این سوال همیشه به آن سادگی که شما دوست دارید نیست، اما در اینجا چند گزینه وجود دارد:
۱. سیستمهای بستهبندی راهروی گرم/راهروی سرد
پایه و اساس خنکسازی کارآمد مرکز داده با نحوه چیدمان تجهیزات شما آغاز میشود. راهروی گرم/راهروی سرد بسته بین هوای سردی که به سرورهای شما میرسد و هوای گرمی که از آنها خارج میشود، جدایی فیزیکی ایجاد میکند. شما رکهای سرور را در ردیفهای متناوب میچینید، به طوری که راهروهای سرد رو به جلوی سرورها و راهروهای گرم در پشت آنها قرار دارند.
با بسط این مفهوم، میتوانید سیستمهای کاملاً بستهای را پیادهسازی کنید که از درها، پردهها یا پنلها برای آببندی کامل راهروهای گرم یا سرد استفاده میکنند. بستهبندی راهروی سرد، منبع خنککننده را از بقیه مرکز داده جدا نگه میدارد و تضمین میکند که هوای سرد به طور موثر به ورودیهای تجهیزات میرسد. بستهبندی راهروی گرم، هوای گرم خروجی را قبل از مخلوط شدن با بقیه تأسیسات، جذب میکند و حذف آن گرما از ساختمان شما را آسانتر میکند.
افزایش بهرهوری ناشی از مهار مناسب بسیار قابل توجه است. شما اختلاط هوای گرم و سرد را که سیستمهای خنککننده شما را مجبور به کار سختتر میکند، کاهش میدهید. واحدهای CRAC (تهویه مطبوع اتاق کامپیوتر) شما وقتی که در سراسر تأسیسات با نقاط گرم و سرد در حال مبارزه نیستند، با راندمان بیشتری کار میکنند. همچنین میتوانید نقاط تنظیم خنککننده خود را افزایش دهید. (بسیاری از مراکز داده مهار شده به جای دمای سنتی ۶۸ تا ۷۲ درجه فارنهایت، با موفقیت در دمای ۷۵ تا ۸۰ درجه فارنهایت کار میکنند و مصرف انرژی خنککننده را ۲۰ تا ۳۰ درصد کاهش میدهند.)
۲. راهکارهای خنککننده مایع
با افزایش تراکم سرورها، خنکسازی با هوا به محدودیتهای عملی خود نزدیک میشود. شما با تراشههایی سر و کار دارید که در فضاهای کوچکتر، گرمای بیشتری نسبت به آنچه هوا میتواند به طور مؤثر دفع کند، تولید میکنند. خنکسازی با مایع، گرما را بسیار کارآمدتر از هوا منتقل میکند - به عنوان مثال، ظرفیت گرمایی آب از نظر حجمی حدود ۳۵۰۰ برابر هوا است.
- خنککننده مایع مستقیم به تراشه از صفحات سردی استفاده میکند که مستقیماً روی پردازندهها و سایر اجزای با حرارت بالا نصب میشوند. مایع از طریق این صفحات جریان مییابد و گرما را در منبع جذب میکند و سپس آن را برای خنک شدن و گردش مجدد به بیرون منتقل میکند. شما به طور چشمگیری بار حرارتی سیستمهای خنککننده هوای اتاق را کاهش میدهید و میتوانید تراکم رکهای ۵۰ کیلووات یا بالاتر را که با خنککننده هوا به تنهایی غیرممکن است، مدیریت کنید.
- مبدلهای حرارتی درب عقب، گزینه خنککننده مایع کمتهاجمیتری را ارائه میدهند. شما دربهای استاندارد رک را با واحدهای مبدل حرارتی جایگزین میکنید که هوای گرم خروجی از سرورها را هنگام خروج از رک خنک میکنند. این رویکرد با پیکربندیهای موجود سرور شما سازگار است و نیازی به تغییر در سرورهای جداگانه ندارد و پیادهسازی آن را در تأسیسات موجود آسانتر میکند.
- خنکسازی غوطهوری یکی از تهاجمیترین استراتژیهای خنکسازی مایع است. شما کل سرورها را در مایع دیالکتریک که رسانای الکتریسیته نیست، غوطهور میکنید. این مایع گرما را مستقیماً از تمام اجزا جذب میکند و کارآمدترین انتقال حرارت ممکن را فراهم میکند. در حالی که خنکسازی غوطهوری به زیرساختهای تخصصی و سرورهای اختصاصی نیاز دارد، بالاترین چگالی ممکن را فراهم میکند و تقریباً میتواند نیاز به سیستمهای خنککننده هوای سنتی را از بین ببرد.
چالش خنککننده مایع پیچیدگی بالاتر و هزینههای اولیه است. شما در حال اضافه کردن زیرساختهای لولهکشی، پمپها و الزامات تعمیر و نگهداری جدید به تأسیسات خود هستید. با این حال، تا زمانی که با ... کار میکنید ارائه دهنده خنک کننده سفارشی مرکز داده که قادر به توسعه یک سیستم مدولار برای محیط خاص شما باشد، باید خوب باشید.
۳. خنکسازی رایگان با اکونومایزرها
چرا برای خنک کردن مکانیکی هوا هزینه کنیم وقتی شرایط بیرونی میتواند این کار را برای ما انجام دهد؟ اکونومایزرها به شما این امکان را میدهد که وقتی دمای محیط به اندازه کافی پایین است، از هوای بیرون برای خنک کردن مرکز داده خود استفاده کنید و به طور چشمگیری انرژی مورد نیاز برای خنکسازی مکانیکی را در ماههای سردتر یا در آب و هوای معتدل کاهش داده یا از بین ببرید.
- اکونومایزرهای سمت هوا، هوای فیلتر شده بیرون را مستقیماً به مرکز داده شما میآورند، زمانی که دمای بیرون از نقطه تنظیم شما پایینتر میآید. شما به جای استفاده از چیلرها و کمپرسورها، از خنککننده طبیعی استفاده میکنید. در بسیاری از آب و هواها، میتوانید تا 30 تا 70 درصد از سال را در حالت اکونومایزر کار کنید و هزینههای خنکسازی را در این دورهها کاهش دهید.
- اکونومایزرهای سمت آب از برجهای خنککننده یا خنککنندههای خشک برای تولید آب سرد بدون راهاندازی چیلرها در صورت امکان استفاده میکنند. حتی زمانی که دمای بیرون به اندازه کافی سرد نیست که بتوان به طور کامل خنکسازی رایگان انجام داد، اکونومایزرهای سمت آب بار چیلرهای شما را کاهش میدهند و در مقایسه با خنکسازی کاملاً مکانیکی، مصرف انرژی را کاهش میدهند.
اثربخشی اکونومایزرها به شدت به موقعیت مکانی شما بستگی دارد. تأسیساتی که در آب و هوای خنک مانند شمال غربی اقیانوس آرام یا مناطق نوردیک قرار دارند میتوانند در تمام طول سال از اکونومایزرها استفاده کنند، در حالی که مکانهای گرم و مرطوب مزایای محدودتری را مشاهده میکنند.
یافتن استراتژی مناسب
به ندرت پیش میآید که یک شرکت بتواند یک راهکار واحد برای خنکسازی یک مرکز داده بزرگ پیدا کند. در بیشتر موارد، به ترکیبی سفارشی از رویکردها نیاز است که برای ظرافتهای محیط خاص شما مناسب باشد.
امیدوارم این مقاله ایدههایی برای برخی از استراتژیهای مؤثر به شما داده باشد تا بتوانید رویکرد صحیح را مهندسی کنید.
