trinhkhai79
Thành Viên [LV 0]
Trả lời: Thiết kế cho Data Center : Tính toán nguồn nhiệt trong trung tâm dữ liệu.
Chào các a em,
Mình viết tiếp về phương pháp luận tính toán, thiết kế nguồn nhiệt cho phù hợp:
Nguồn nhiệt trung tâm dữ liệu:
- Nguồn nhiệt máy chủ
- Nguồn nhiệt \"chạm sàn\"
- Nguồn nhiệt phụ.
Công việc đầu tiên là phải có bản vẽ sơ đồ bố trí tủ rack với các khối chức năng phát thảo.
1. Nguồn nhiệt máy chủ:
Nguồn nhiệt máy chủ là nguồn nhiệt chính sinh ra trong trung tâm dữ liệu và có đặc thù biến động khá đặc biệt.
Thời kỳ trước năm 2001, mỗi máy chủ có thể có bộ nguồn 1000Watt, và một tủ rack 42U người ta có thể đặt vào đó gần 10 - 15 máy chủ nhưng tổng công suất của máy chủ rất hiếm khi nào đạt qua mức 3kW/rack (tính bình quân) vì thực tế các ứng dụng sử dụng đến máy chủ không liên tục dẫn đến máy chủ hiếm khi nào đạt đến tối đa công suất đó.
Kể từ sau này, nguồn máy chủ liên tục nâng cao công nghệ vi xử lý và để tận dụng tối đa năng lực tính toán người ta đã đưa ra khái niệm \"ảo hóa máy chủ\" - một máy chủ phần cứng có thể đảm nhiệm chức năng của rất nhiều máy chủ ảo bên trong. Vì vậy dẫn đến các máy chủ hoạt động thường xuyên liên tục và lên xuống mạnh hơn rất nhiều.
Khi đó ra đời các khái niệm mật độ phải tính theo rack, hoặc tính theo bình quân ở mật độ công suất vừa, công suất cao ...
Máy chủ được thiết kế làm việc hoàn hảo ổn định ở điều kiện nhiệt độ : 20 - 22oC, độ ẩm từ 45 - 55%. Lý do sâu xa của việc này là công nghệ bán dẫn phát triển đầu tiên ở các nước ôn đời và các thiết bị điện tử được thiết kế phân cực tối ưu ở điều kiện 20oC - 25oC ở các nước này. (Công nghệ Silic). Hoặc lạnh hơn dưới 16oC (công nghệ Gali - dùng ở các nước thuộc Liên Xô cũ).
Thiết kế máy lạnh tốt cho máy chủ phải đảm bảo được:
- Cấp luồng khí lạnh thích hợp (với thông số gần với trên) đến tận nơi máy chủ.
- Cấp đủ lưu lượng khí giải nhiệt cho máy chủ.
Hầu hết các máy chủ loại cổ điển cần lưu lượng khoảng 160CFM/kW nhiệt ở điều kiện 20 - 25oC).
Máy chủ công suất cao cần 106CFM/kW nhiệt. Ở nhiệt độ thấp hơn thì CFM cần sẽ thấp hơn nhưng thấp quá sẽ có hại cho máy chủ nên điều cần thiết phải đảm bảo là:
Nhiệt độ độ ẩm ổn định
Lưu lượng gió cấp đến phải đảm bảo.
(CFM = Cubic per minute)
------------------------------------------------
Tính toán nhiệt cho từng tủ rack:
Dựa trên ứng dụng hoặc hoạt động sẽ có thể gặp mà lựa chọn cấu hình KW/rack cho phù hợp.
Tôi thường lựa chọn các cấu hình sau:
Tủ rack mạng : 1- 3kW/rack (tuỳ số lượng thiết bị)
Tủ rack server lưu trữ off line: 2- 4kW/rack.
Tủ rack server lưu trữ trực tuyến: 4 - 20kW/rack (hiếm khi người ta lưu trữ online tập trung tất cả một lúc mà thường chia ra vì vậy lấy giá trị 5kW là ổn).
Tủ rack server chạy cơ sở dữ liệu: 5 - 20kW/rack
Tủ rack server chạy các ứng dụng người dùng: 5-20kW/rack.
Từ đó sẽ tính được lưu lượng khí lạnh cần đạt đến ở mỗi tủ rack và nhiệt lạnh cần cung cấp tương ứng. Ghi chú trực tiếp thông số này lên trên sơ đồ phát thảo.
Vd: Tủ rack A1 : 2kW@12hrs (212CFM) 4kW@8hrs (424CFM) 5kW@4hrs (530CFM)
------------------------------------------------
Tính tổng nguồn lạnh và công suất gió cần thiết để cho ra các thông số ở mức
- Mức nền (giữ ổn định không bao giờ thấp hơn).
- Mức trung bình dài hạn (giữ ổn định dài hạn)
- Mức đỉnh (cao).
(Tham khảo bài viết trước của mình để nắm rõ đặc trưng tính toán của các loại trung tâm dữ liệu)
==> Lựa công suất tối thiểu để 01 hệ máy cung cấp phần nền (đôi khi không cần các chủng loại biến tần,... không cần thiết). 01 hệ cung cấp trung bình (máy lạnh có mạch lạnh đôi, máy nén kép .. là thích hợp) và 01 hệ cung cấp phủ đỉnh (máy lạnh có máy nén, quạt gió biến tần đáp ứng nhanh theo sự tăng nhiệt của tải).
==> Bố trí máy lạnh vào sơ đồ
==> Tính các tổn thất: \"chạm sàn\" (tường vách, khử ẩm ...)tương tự cách tính với các loại máy lạnh thường, tính thêm tổn thất do áp lực gió giảm.
==> Bố trí thêm các phụ kiện làm giảm tổn thất công suất (quạt tăng áp, lót cách nhiệt tốt ...).Lưu ý nếu gắn thêm quạt hoặc các nguồn nhiệt khác trong phòng thì phải tính đó là một lượng nhiệt cần phải để ý.
==> Tái xác định công suất thiết kế lớn hơn để bù đắp các tổn thất.
Đưa ra giá phát thảo. Và thử lại với khoảng 2 phương án khác, so sánh và lựa chọn.
KINH NGHIỆM:
- Sàn đục lỗ thông gió khong bao giờ cung cấp quá 300CFM/tấm (=tủ rack) kể cả khi máy lạnh rất mạnh trừ khi được lắp quạt tăng cường hoặc dùng nhiều tấm hơn.
- Lắp VCD điều chỉnh tay khá tốt với tải ổn định theo thời gian, nhưng khi máy lạnh chạy xoay vòng (nghỉ/chạy) hoặc tải thay đổi sẽ làm lưu lượng gió bị giảm.
- Máy lạnh bố trí để cấp gió lạnh đến tủ rack công suất cao ở mức trở lực càng ngắn càng tốt.
- Ở mức biến động nhiệt thấp, sử dụng các công nghệ cao (máy biến tần, quạt điều tốc, hệ thống điều chỉnh gió tinh vi) sẽ đắt tiền và không hiệu quả trừ khi chủ đầu tư ưa thích hoặc có thể sẽ tăng nguồn nhiệt không xác định trong tương lai.==>Chọn máy lạnh lớn để phủ lấp các khó khăn do tính toán phức tạp gây ra đối với các diện tích nhỏ biến động ít.
- Kiểm tra thật kỹ thông số kỹ thuật (thường kèm điều kiện), đảm bảo thiết bị được chọn có đủ các option để đạt được thông số cần thiết.
- Xem xét điều kiện vận chuyển vào phòng IT, lắp dàn nóng, hoặc chiller (tương tự các yêu cầu với máy lạnh thường).
- Chia nhỏ phòng lớn ra nhiều phòng nhỏ hơn 10x10 để tính toán đơn giản bớt phức tạp.
Chào các a em,
Mình viết tiếp về phương pháp luận tính toán, thiết kế nguồn nhiệt cho phù hợp:
Nguồn nhiệt trung tâm dữ liệu:
- Nguồn nhiệt máy chủ
- Nguồn nhiệt \"chạm sàn\"
- Nguồn nhiệt phụ.
Công việc đầu tiên là phải có bản vẽ sơ đồ bố trí tủ rack với các khối chức năng phát thảo.
1. Nguồn nhiệt máy chủ:
Nguồn nhiệt máy chủ là nguồn nhiệt chính sinh ra trong trung tâm dữ liệu và có đặc thù biến động khá đặc biệt.
Thời kỳ trước năm 2001, mỗi máy chủ có thể có bộ nguồn 1000Watt, và một tủ rack 42U người ta có thể đặt vào đó gần 10 - 15 máy chủ nhưng tổng công suất của máy chủ rất hiếm khi nào đạt qua mức 3kW/rack (tính bình quân) vì thực tế các ứng dụng sử dụng đến máy chủ không liên tục dẫn đến máy chủ hiếm khi nào đạt đến tối đa công suất đó.
Kể từ sau này, nguồn máy chủ liên tục nâng cao công nghệ vi xử lý và để tận dụng tối đa năng lực tính toán người ta đã đưa ra khái niệm \"ảo hóa máy chủ\" - một máy chủ phần cứng có thể đảm nhiệm chức năng của rất nhiều máy chủ ảo bên trong. Vì vậy dẫn đến các máy chủ hoạt động thường xuyên liên tục và lên xuống mạnh hơn rất nhiều.
Khi đó ra đời các khái niệm mật độ phải tính theo rack, hoặc tính theo bình quân ở mật độ công suất vừa, công suất cao ...
Máy chủ được thiết kế làm việc hoàn hảo ổn định ở điều kiện nhiệt độ : 20 - 22oC, độ ẩm từ 45 - 55%. Lý do sâu xa của việc này là công nghệ bán dẫn phát triển đầu tiên ở các nước ôn đời và các thiết bị điện tử được thiết kế phân cực tối ưu ở điều kiện 20oC - 25oC ở các nước này. (Công nghệ Silic). Hoặc lạnh hơn dưới 16oC (công nghệ Gali - dùng ở các nước thuộc Liên Xô cũ).
Thiết kế máy lạnh tốt cho máy chủ phải đảm bảo được:
- Cấp luồng khí lạnh thích hợp (với thông số gần với trên) đến tận nơi máy chủ.
- Cấp đủ lưu lượng khí giải nhiệt cho máy chủ.
Hầu hết các máy chủ loại cổ điển cần lưu lượng khoảng 160CFM/kW nhiệt ở điều kiện 20 - 25oC).
Máy chủ công suất cao cần 106CFM/kW nhiệt. Ở nhiệt độ thấp hơn thì CFM cần sẽ thấp hơn nhưng thấp quá sẽ có hại cho máy chủ nên điều cần thiết phải đảm bảo là:
Nhiệt độ độ ẩm ổn định
Lưu lượng gió cấp đến phải đảm bảo.
(CFM = Cubic per minute)
------------------------------------------------
Tính toán nhiệt cho từng tủ rack:
Dựa trên ứng dụng hoặc hoạt động sẽ có thể gặp mà lựa chọn cấu hình KW/rack cho phù hợp.
Tôi thường lựa chọn các cấu hình sau:
Tủ rack mạng : 1- 3kW/rack (tuỳ số lượng thiết bị)
Tủ rack server lưu trữ off line: 2- 4kW/rack.
Tủ rack server lưu trữ trực tuyến: 4 - 20kW/rack (hiếm khi người ta lưu trữ online tập trung tất cả một lúc mà thường chia ra vì vậy lấy giá trị 5kW là ổn).
Tủ rack server chạy cơ sở dữ liệu: 5 - 20kW/rack
Tủ rack server chạy các ứng dụng người dùng: 5-20kW/rack.
Từ đó sẽ tính được lưu lượng khí lạnh cần đạt đến ở mỗi tủ rack và nhiệt lạnh cần cung cấp tương ứng. Ghi chú trực tiếp thông số này lên trên sơ đồ phát thảo.
Vd: Tủ rack A1 : 2kW@12hrs (212CFM) 4kW@8hrs (424CFM) 5kW@4hrs (530CFM)
------------------------------------------------
Tính tổng nguồn lạnh và công suất gió cần thiết để cho ra các thông số ở mức
- Mức nền (giữ ổn định không bao giờ thấp hơn).
- Mức trung bình dài hạn (giữ ổn định dài hạn)
- Mức đỉnh (cao).
(Tham khảo bài viết trước của mình để nắm rõ đặc trưng tính toán của các loại trung tâm dữ liệu)
==> Lựa công suất tối thiểu để 01 hệ máy cung cấp phần nền (đôi khi không cần các chủng loại biến tần,... không cần thiết). 01 hệ cung cấp trung bình (máy lạnh có mạch lạnh đôi, máy nén kép .. là thích hợp) và 01 hệ cung cấp phủ đỉnh (máy lạnh có máy nén, quạt gió biến tần đáp ứng nhanh theo sự tăng nhiệt của tải).
==> Bố trí máy lạnh vào sơ đồ
==> Tính các tổn thất: \"chạm sàn\" (tường vách, khử ẩm ...)tương tự cách tính với các loại máy lạnh thường, tính thêm tổn thất do áp lực gió giảm.
==> Bố trí thêm các phụ kiện làm giảm tổn thất công suất (quạt tăng áp, lót cách nhiệt tốt ...).Lưu ý nếu gắn thêm quạt hoặc các nguồn nhiệt khác trong phòng thì phải tính đó là một lượng nhiệt cần phải để ý.
==> Tái xác định công suất thiết kế lớn hơn để bù đắp các tổn thất.
Đưa ra giá phát thảo. Và thử lại với khoảng 2 phương án khác, so sánh và lựa chọn.
KINH NGHIỆM:
- Sàn đục lỗ thông gió khong bao giờ cung cấp quá 300CFM/tấm (=tủ rack) kể cả khi máy lạnh rất mạnh trừ khi được lắp quạt tăng cường hoặc dùng nhiều tấm hơn.
- Lắp VCD điều chỉnh tay khá tốt với tải ổn định theo thời gian, nhưng khi máy lạnh chạy xoay vòng (nghỉ/chạy) hoặc tải thay đổi sẽ làm lưu lượng gió bị giảm.
- Máy lạnh bố trí để cấp gió lạnh đến tủ rack công suất cao ở mức trở lực càng ngắn càng tốt.
- Ở mức biến động nhiệt thấp, sử dụng các công nghệ cao (máy biến tần, quạt điều tốc, hệ thống điều chỉnh gió tinh vi) sẽ đắt tiền và không hiệu quả trừ khi chủ đầu tư ưa thích hoặc có thể sẽ tăng nguồn nhiệt không xác định trong tương lai.==>Chọn máy lạnh lớn để phủ lấp các khó khăn do tính toán phức tạp gây ra đối với các diện tích nhỏ biến động ít.
- Kiểm tra thật kỹ thông số kỹ thuật (thường kèm điều kiện), đảm bảo thiết bị được chọn có đủ các option để đạt được thông số cần thiết.
- Xem xét điều kiện vận chuyển vào phòng IT, lắp dàn nóng, hoặc chiller (tương tự các yêu cầu với máy lạnh thường).
- Chia nhỏ phòng lớn ra nhiều phòng nhỏ hơn 10x10 để tính toán đơn giản bớt phức tạp.
