Miks on soojushaldus serverikorpustes oluline: traditsioonilistest riiulitest suure{0}tihedusega andmekeskusteni

Varem mõisteti serverikappide peamist rolli üldiselt lihtsalt "serverite paigaldamise ja kaitsmisena". Kuna aga andmekeskuste arvutustihedus kasvab jätkuvalt, areneb serverikorpuste funktsionaalsus. Lisaks seadmete standardse paigaldusruumi pakkumisele peavad need kapid nüüd hõlbustama õhuvoolu juhtimist, kaablite korraldamist, elektrijaotust ja seadmete hooldust.

 

See on eriti oluline suure{0}}jõudlusega andmetöötluse ja suure-tihedusega andmekeskustes, kus sisemine soojustihedus suureneb; Traditsioonilised disainilahendused, mis põhinevad ainult põhiventilaatoritel ja loomulikul ventilatsioonil, on sageli hädas tänapäevaste soojusjuhtimisnõuete täitmisega. Sellest tulenevalt on serverikappide projekteerimine nihkunud puhtalt konstruktsioonilt integreeritud lähenemisviisile, mis ühendab mehaanilise struktuuri, õhuvoolu dünaamika ja soojusjuhtimise.

 

 

Töötamise ajal tekitavad soojust sellised komponendid nagu CPU-d, GPU-d, mälumoodulid, toiteallikad, salvestusseadmed ja muu elektroonika. Kui seda soojust kiiresti ei hajutata, võib sisetemperatuur tõusta. Standardsed IT-seadmed kasutavad jahutamiseks tavaliselt esi--taga-õhuvoolu.

 

Serverikapid peavad tagama stabiilse õhuvoolu ja takistama kuuma õhu ringlust korpuses. Järelikult mõjutavad kapi uksed, külgpaneelid, ülemised ja alumised osad ning sisemine paigaldusruum lõplikku õhuvoolu teed.

 

 

Õhkjahutusega{0}}serverid vajavad tavaliselt eest jaheda õhu sisenemiseks ja tagaosast kuuma õhu väljatõmbamiseks. Järelikult vajavad serveririiulite korpuste esi- ja tagauksed üldiselt piisavalt avatud ruumi ventilatsiooniks. Perforeeritud metallpaneelid tagavad õhuvoolu, säilitades samal ajal vajaliku mehaanilise tugevuse.

 

Serverikappide komponentide tootjad kasutavad õhuvoolu, konstruktsiooni terviklikkuse ja esteetika vahel tasakaalu leidmiseks sageli erinevaid perforatsioonimustreid ja avamisstruktuure. See tähendab, et ventileeritavad uksepaneelid ise on soojusjuhtimissüsteemi lahutamatu osa.

 

 

Serveriruumid sisaldavad tavaliselt suurt hulka kaableid. Kui toitejuhtmed, võrgukaablid ja fiiberoptilised liinid on kapis{1}}juhuslikult paigutatud, võivad need õhuvoolu takistada.

 

Järelikult sisaldavad kaasaegsed serveririiulid sageli selliseid funktsioone nagu vertikaalsed kaablihaldurid, õhu- ja{0}}põrandaaluse kaabli marsruutimine ning spetsiaalsed kaabliteed. Tõhus kaablihaldus mitte ainult ei hõlbusta hooldust, vaid vähendab ka kaablite mõju õhuvoolule -see on tegur, mis on eriti oluline suure-tihedusega kappide puhul.

 

 

Suuremahulistes{0}}andmekeskustes on serverikapid tavaliselt paigutatud kindlasse konfiguratsiooni. Külmad vahekäigud varustavad serveritesse suhteliselt jahedat õhku, kuumad vahekäigud aga koguvad ja eemaldavad serverite tekitatud kuuma õhku. Selline paigutus minimeerib külma ja kuuma õhu segunemist, suurendades seeläbi jahutussüsteemi tõhusust.

 

Järelikult tuleb serverikappide esi- ja tagauste suund, kapi paigutus ja õhuvoolu mustrid -pea- või külgmised-põhinevad- kooskõlastada andmekeskuse üldise HVAC-süsteemiga.

 

 

Tehisintellekti, GPU-de ja suure jõudlusega andmetöötlusseadmete (HPC){0}}edenedes võib ühes riiulis oleva arvutiriistvara võimsustihedus märkimisväärselt suureneda. Hiljuti on andmekeskuste tööstuses hakatud kasutama vedelikjahutusarhitektuure ja vask-alumiiniumist komposiitsoojuse hajutusstruktuure suure-tihedusega GPU-serverite jaoks.

 

See tähendab, et tulevased põranda{0}}andmekapid ei pruugi enam olla pelgalt "serverkapid" traditsioonilises tähenduses. Teatud suure-tihedusega rakenduste puhul võib korpusesse vajada külmplaate, vedelikjahutustorustikku, jahutuskollektoreid või muid soojusjuhtimisliideseid.

 

 

Traditsiooniline õhkjahutus tugineb soojuse hajutamiseks ventilaatoritele ja õhuvoolule. Seevastu vedelikjahutussüsteemid tsirkuleerivad vedelikku, et eemaldada seadmete poolt tekitatud soojust kas otseselt või kaudselt.

 

Suure võimsusega{0}}arvutiseadmete puhul on vedelikjahutus oluline soojusjuhtimise alternatiiv õhkjahutusele. See tingib vajaduse muuta välisvõrgu kapi struktuuri; Lisaks serveri paigaldamiseks ruumi pakkumisele peab kapp mahutama vedelikjahutusliideseid, torustikke, lekketuvastussüsteeme ja juurdepääsu hooldusele.

 

 

Suure-tihedusega juurutamine tähendab rohkemate arvutusseadmete paigaldamist samasse ruumi. Järelikult peavad kapid suurendama tõhusat paigaldusruumi, säilitades samas piisava kandevõime-ja piisava ruumi hoolduseks.

 

Standardsed "U{0}}ruumi" kujundused aitavad andmekeskustel serverite loendeid tõhusamalt planeerida. Lisaks nõuavad paigaldussiinid suurt positsioneerimistäpsust, et tagada erinevate tootjate standardsete racki-kinnitusseadmete sujuv paigaldamine.

 

 

Valged serverikapid ei piirdu suurte{0}}andmekeskustega. Edaspidise andmetöötluse kasvades juurutatakse tehastes, telekommunikatsiooniobjektides, ärihoonetes, transpordirajatistes ja muudes mittetraditsioonilistes andmekeskuste keskkondades üha rohkem servereid ja võrguseadmeid.

 

Need stsenaariumid seavad korpustele sageli ainulaadsed nõuded. Näiteks servaserveriruumides võib olla piiratud ruum, eelistades kompaktset disaini; tööstuskeskkond võib sisaldada tolmu ja niiskust, mistõttu on vaja tugevaid kaitseelemente; ja telekommunikatsioonisaidid võivad nõuda suuremat vastupidavust keskkonnale.

 

Järelikult tuleb servaga suletud serveririiulit sageli kohandada vastavalt konkreetsele installikeskkonnale.

 

 

Serveriseadmete välistingimustes paigaldamisel peab kapp taluma vihma, tolmu, päikesekiirgust ja temperatuurikõikumisi. Sellised rakendused erinevad oluliselt standardsetest siseruumides asuvatest andmekeskuse kappidest. Need kapid võivad vajada suletud uksi, spetsiaalseid-korrosioonivastaseid katteid, päikesevarju, filtreerimissüsteeme ja kliimaseadmeid või soojusvahetiid.

 

Sellest tulenevalt ei keskendu välisserveri korpuse projekteerimisel mitte ainult seadmete paigaldus, vaid ka kogu keskkonnajuhtimissüsteem.

 

 

Kuigi serverikapid ja võrgukapid võivad välja näha sarnased, on nende praktilised rakendused erinevad. Serverikapid peavad tavaliselt mahutama sügavamaid ja raskemaid seadmeid ning vastama suurematele soojuse hajumise nõuetele.

 

Võrgukapid seevastu mahutavad seadmeid, nagu lülitid, ruuterid, patch-paneelid ja fiiberoptilised seadmed; üldiselt panevad nad suuremat rõhku kaablihaldusele ja sideseadmete liidestele. Loomulikult hägustuvad tänapäevastes andmekeskustes funktsionaalsed piirid nende kahe vahel järk-järgult.

 

Seetõttu peaksid ostuotsused põhinema tegelikel seadmete mõõtmetel, püstiku (U) võimsusel, sügavusel, kaalul, soojuse hajumise vajadustel ja kaabeldusnõuetel.

 

 

Kuna serverikappides on tohutul hulgal kriitilist IT-varustust, ei saa tähelepanuta jätta ka füüsilist turvalisust. Kapid vähendavad volitamata seadmete rikkumiste ohtu selliste funktsioonide nagu uste lukustamine, eemaldatavad külgpaneelid, sisemised konstruktsioonikaitsed ja juurdepääsukontrollisüsteemid. Mõned turvalisusele keskendunud-kapid sisaldavad tugevdatud konstruktsioone ja spetsiaalseid lukustusmehhanisme, mis vastavad kõrgete-turvakeskkondade nõuetele.

 

Toote spetsifikatsioonid näitavad, et teatud turvalised kapid kasutavad tugevdatud lukustusmehhanisme ja metallist uksepaneele, et täita seadmele füüsilise juurdepääsu kontrollimise nõudeid.

 

 

Seinavõrkude{0}}kappide edasine areng peab sammu arvutiriistvara arenguga. Seoses tehisintellektiserverite, suure -jõudlusega GPU-de ja suure-tihedusega andmetöötlusplatvormide kasvuga on järjest nõudlikumate soojushaldusülesannete täitmiseks vaja korpuseid. Samal ajal saavad peamisteks disainiprioriteetideks modulaarsus, kiire kasutuselevõtt, kaablihaldus, energiahaldus ja vedelikjahutusega ühilduvus.

 

Järelikult võivad tulevased serveririiuli korpused muutuda lihtsalt passiivsetest struktuursetest korpustest andmekeskuse infrastruktuuri lahutamatuteks komponentideks.

 

Ratastel serveririiulite disain on arenenud lihtsatest seadmete paigalduskappidest terviklikeks infrastruktuurilahendusteks.

 

Traditsiooniliste serveriruumide puhul keskendutakse tavaliselt standardsele 19{1}}tollisele paigaldusele, kandevõimele-, ventilatsioonile ja kaablihaldusele. Suure tihedusega andmekeskused nõuavad täiendavaid kaalutlusi seoses õhuvoolu juhtimise, võimsustiheduse ja vedelikjahutuse liidestega. Samal ajal nõuavad äärearvutite ja välistingimustes kasutuselevõtt keskkonnakaitset ja temperatuuri reguleerimise võimalusi.

 

Seetõttu valides aserveri korpus, ei tohiks keskenduda ainult mõõtmetele ja hinnale; selle asemel on vaja terviklikku lähenemisviisi,{0}}võttes arvesse serveritüüpe, installikeskkonda, soojusjuhtimise meetodeid, kaablite mahtu ja tulevasi laienemisvajadusi.