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機柜管理應用對于數據中心散熱的意義所在

用戶業務需求不斷地增長對IT基礎架構自然提出了更高的要求,隨著多核CPU的普及刀片服務器的大量使用和高密度核心交換機、以太網供電技術的不斷發展,新一代數據中心基礎設施的建設越來越重視關鍵設備產品和新技術應用,數據中心如何有效地解決設備散熱問題以保障設備運行的可靠性,這已成為近年來行業普遍關注的焦點問題。

散熱管理Thermal Management

新一代機柜所具有的線纜管理系統、插入式模塊結構、兩側一定比例的空間預留和經過反復試驗的含科學比例孔距(前、后門密集通風網孔的通風面積均大于柜門面積的63%)的前后門設計皆在充分保證機柜的散熱功能,它可以保持機柜前后冷熱氣流的暢通,從而達到提高設備的運行性能和保證運行的穩定性。

側出風散熱設計

由于高密度核心交換機散熱的特殊性,要求交換機的一側距離機柜邊緣有6英寸寬的空間,才能有效保證其良好的氣流環境。目前數據中心每個機柜的平均功耗在4kW以下,而單臺CISCO6509就可以產生近4KW的功耗,6513則可以產生6KW的功耗。機柜側出風導流裝置,就是專為Catalyst6509系列和 MDS9513系列等核心交換機設計的,它可以有效地保證將其側出熱氣流的散出,并導向機柜后部,避免熱氣流散向機柜內其它方向,這種結構能夠使整個機柜甚至整排機柜和整個機房內形成一個合理的冷熱氣流的循環。在機房內部形成合理有效的冷熱通道,并使冷熱氣流按一定速率對流,這點對于現代化機房解決散熱難題并做到節能降耗顯得非常重要。有數據表明,通過對機房氣流組織以及空調系統的優化設計,可以使機房PUE(Power Usage Effectiveness)值從2.5降低到2.0左右,其效果可見一斑。

水冷門系統設計

為高散熱服務器機群配置了水冷門系統。水冷門系統是為數據中心更有效地節省能源,提高能耗比而推出又一款革新產品,至少能夠為每個機柜降低20KW的熱量。傳統高架地板結構式的數據中心散熱方式已無法承受每個機柜15KW以上的功率消耗,所以我們常常在數據中心看到很多機柜只安裝了不到20U的服務器。采用水冷系統可以輕松地將單個服務器機柜所能承載的功率從現在的平均4KW提高到24KW,它為局部高密度的服務器散熱問題提供了一個非常有效地解決方案。

值得一提的是,目前機房設備的降溫決大多數都是采用空調系統彌漫推送冷氣的方式,為了使局部高熱區域降溫,整個空調系統的溫度往往需要調得很低。目前我國數據中心的平均PUE(Power Usage Effectiveness)水平已經在2.5以上,而國外先進數據中心的PUE可以達到1.7,也就是說一個數據中心環境設施的能源消耗已經大大超過 IT設備的能耗,隨著世界氣候不斷變暖和IT設備密度的不斷提高,這種趨勢越來越顯著。有實驗數據表明,通過使用冷水(ChillWater)循環冷卻系統,至少可以提高20%的能源使用效率。國外很多技術中心都是采用這種冷卻系統。

水冷系統采用單獨的循環系統,采由冷水(ChillWater)作為制冷劑,一臺分布式壓縮主機CDU(Cooling Distribution Unit)一般能夠提供120KW到150KW的制冷量(個別產品最大能夠提供300KW),即一臺CDU能夠控制最多六個水冷門機柜,CDU和每臺機柜之間各有兩根水管連接,一個為進水管,一個為出水管,通常安裝在地板下方,CDU可以安裝在機房內,其大小如同普通機柜般大小,可采用機房內局部施工鋪設水管,施工并不復雜,只是要注意在彎曲處安裝防漏裝置,要求與強電電源線保持一定距離。

線纜管理Cable Management

出色的線纜管理系統不僅使數據中心美觀整齊,更重要的是可以有效地避免線纜和電源線的擁擠,將接插區域和配電基礎設施設計為交互式,保證機柜內部有足夠的氣流空間,以使氣流最大化。

機柜底部可以提供最多達65%面積區域用于地板下方線纜的走線,我們建議封閉線纜以外的區域,加蓋盲板,防止冷氣由底部進入機柜,以保證冷熱氣流沿著方向正確流動,這樣可大大提高制冷效率。機柜頂部裝有13塊大小不等的擋板可以方便拆卸,可以提供40%的區域面積供上走線系統進線,與上走線系統配合相得益彰,完美表現。

機柜還可以靈活地配置垂直配線系統,充分利用機柜空間,在機柜側面可以安裝4個 1RU銅纜或者光纜配線架,它的好處是可以節省機柜空間,減少跳線的彎曲和更方便地插拔跳線,如圖5所示。

很多機柜沒有足夠的空間來容納豎直線纜管理器。機柜垂直理線系統和水平理線系統共可容納多達400多根加強型六類跳線(Cat6A),每個機柜單元(1RU)可以安裝容納48 根六類條線和六類模塊。

機柜垂直理線系統和水平理線系統中包含獨特的棘爪設計,能夠充分保護和控制線纜的彎曲半徑,可選配的繞線軸能夠有效地管理跳線的余量部分,整個理線系統能夠輕松地將密密麻麻的線纜整理得分門別類,井井有條,使整個機房顯得極為美觀,讓投資者感到物有所值。

機柜兩側各留有6.3英寸的空間,可以充分滿足用戶高密度線纜管理的需求,其容納的線纜根數如表1所示。

集成的接地系統Integrated Grounding Management

雷擊閃電、開關電流或靜電等原因引起的過電壓或過電流,會對數據電纜產生電子干擾。這會造成錯誤的數據信號以及丟包現象,因而降低網絡的吞吐量和總效率,甚至造成設備損壞。機柜安裝有完整的接地系統,可以避免或降低這種事件發生的幾率,可以有效地保護設備、保護人員安全和保證設備的高性能運行。一體化的機柜接地系統除包括安裝有特殊專用接地導電軌、導電式的鉸鏈和全焊接結構外,還有設備到機柜的連接套件,機柜與地網的連接套件,機房接地母排和各種接地緊固套件等,這些部件可以確保整個機柜及其所有安裝的設備可靠地與MCBN(Mesh Common Bonding Network)地網系統有效連接。

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