trinhkhai79
Thành Viên [LV 0]
Hi,
Trước đây mình có viết một số bài về thiết kế máy lạnh cho trung tâm dữ liệu cũng như phương pháp luận thiết kế. Có vài người bạn đã hỏi mình rất nhiều về các trung tâm dữ liệu tính toán công suất cao (mật độ cao), trung tâm dữ liệu dùng cơ chế ảo hoặc blade server riêng...
Trên thực tế có rất nhiều sự dối gạt cũng như gian trá trong việc thiết kế cung cấp giải pháp làm lạnh mật độ cao dẫn đến các tải nhiệt chỉ đạt khoảng 30% công suất thiết kế mà hệ thống lạnh đã sử dụng hết 80% công suất thiết kế ??? (rất phi lý).
Do vậy tôi mạn phép viết bài này, mong nói rõ các vấn đế chính trước về thiết kế. Các thông số ở đây tạm lấy theo điều kiện lý tưởng và trên thực tế sẽ phải tính toán lấy cao hơn khá nhiều tuỳ theo kỹ thuật.
Ai cũng biết tiêu chuẩn khuyến cáo thiết bị IT phải nhận gió lạnh vào khoảng 20 -22oC , 50%RH nên nhiệt độ gió cấp của máy lạnh tuyệt đối không thể quá thấp do vậy lưu lượng gió ảnh hưởng rất lớn.
Thực ra thiết kế làm lạnh cho máy chủ đúng tiêu chuẩn thì cần lưu lượng gió lớn và nhiệt độ gió cấp không cao. Khi thiết kế không đúng quy cách, người ta thường giảm lưu lượng bằng cách giảm nhiệt độ gió cấp xuống dưới 16oC dẫn đến tỉ số nhiệt hiện SHR không cao, gây lãng phí. Đồng thời việc giảm nhiệt độ gió cấp xuống sẽ làm dãi nhiệt độ của thiết bị lạnh hơn dãi nhiệt độ khuyến cáo của nhà sản xuất.
Ở nhiệt độ gió cấp tầm khoảng 17oC - 20oC, máy chủ thông thường sẽ cần 270m3/h ứng với 1kW nhiệt. (khoảng 160CFM/kW). - Dang máy chủ Blade sẽ cần khoảng 180m3/h (khoảng 106CFM/kW) ứng với 1 kW nhiệt.
- Hien nay cac may chu duoc thiet ke nhu vay trong tuong lai co the thay doi nho cac ky thuat lam lanh trong may chu.
http://www.cisco.com/web/SG/learning/smartdc/assets/pdfs/greenit_greendc.pdf
http://www.jlworkshop.com/AMPNETCONNECT_Roadshow2008/StepstoAchieve.pdf
máy chủ này sẽ được gắn vào tủ rack. Vì vậy để giảm khó khăn đừng nên để tủ rack vượt quá 5kW và máy lạnh đừng cấp gió cho hàng rack kéo dài quá 10mét (khoảng 10 tủ rack). Neu vì lý do kỹ thuật, hoặc đầu bài cần có loại rack có mật độ cao thì nên chọn công nghệ máy lạnh gần rack hoặc chia nhỏ các nhóm ra cho ngắn tầm tác động của máy lạnh.
------------------
VD:
Nếu bạn phải chọn máy lạnh /hệ thống gió cho máy ở công suất 20 tủ sắp thành 2 hàng (hàng 10 tủ) với công suất 5kW/tủ
Nghĩa là mỗi tủ bạn cần số lượng gió mở trên sàn xấp xỉ khoảng 1400m3/h ở áp suất khoảng 20Pa (20Pa là tiêu chuẩn phổ thông của máy thổi sàn).
Nhiem vụ được đặt ra là : phân phối một khối lượng khí lạnh ở trạng thái đầy tải hoàn hảo là 27000m3/h dưới sàn đến được nhóm tủ rack đó với nhiệt độ gió cấp khoảng 18oC.
----------------
Đầu tiên là lựa chọn sàn:
Tấm sàn đục lỗ thông gió của sàn thường có kích thước 600x600 và có độ thoáng khí 30%. Với loại này chỉ cho dung lượng khí khoảng 500m3/h đi qua nên cả trước mặc mỗi tủ cần xấp xỉ khoảng 3 viên. Như vậy bạn có tất cả khoảng >6 viên (chiếm khoảng trống gần đến 3.6m (rất lớn).
Neu bạn chọn sàn với độ mở đến 70% và có gắn quạt phụ trợ thì bạn có thể đẩy lưu lượng lên gần gấp ba nhưng lưu ý là sàn này rất đặc biệt không dễ tìm.
Khi đó khe gió của bạn sẽ cần khoảng trống nhỏ hơn 4 viên (khoảng 1.8m).
Độ cao sàn: bạn nên nhớ độ cao sàn (ngay cả khi bạn làm ống gió hoặc không) nó là cạnh của ống gió trên thực tế.
Với cao độ khoảng 600, thực tế bạn xem như có một ống gió (với trở lực lớn) và diện tích ống gió khoảng 1.8m x 0.4m(400 thay vì 600). = 0.72m2.
Với diện tích này và lương lượng khí 27000m3/h xuyên qua ống gió (giả thiết bạn làm ống gió như nhiều người vẫn nghỉ) kéo dài gần 10 mét, tốc độ trong ống gió đã đạt vào khoảng gần 40km/h hoặc xấp xỉ hơn 11m/s.
----
Nếu dại dột hơn chọn diện tích ống gió nhỏ lại (dùng 2 viên sàn thay vì nhiều hơn) Toc độ gió đi trong ống gió rất đáng nể đến gần 60km/h.
----
Đó là một ví dụ điển hình để các bạn có khái niệm hình dung vì sao thiết kế mật độ công suất cao cho trung tâm dữ liệu có nhiều thách thức như vậy và phải chọn lựa mật độ cao khi thật sự cần thiết.
Đó chỉ mới là mức độ 5kW chứ 10kW hoặc 20kW thì tôi cho rằng nan giải và phức tạp hơn nhiều nếu bạn dùng giải pháp truyền thống.
Vậy mà có nơi cũng thiết kế gần 10 tủ rack 20kW/rack với miệng gió cấp chỉ là 10 tấm sàn đục lỗ loại thông thường. Thật là liều mạng và thiếu đạo đức hết mức.
Hai nhà cung cấp lớn nhất hiện nay là Emerson và APC đếu có cung cấp các giải pháp và phương pháp luận khá chính xác.
Emerson:
http://www-03.ibm.com/procurement/proweb.nsf/objectdocswebview/file11+-+madara+-+2007+ibm+p&c+technology+symposium/$file/11-+madara+-+2007+ibm+p&c+tech+symposium.pdf
APC
http://www.afcomcentralohio.org/documents/AFCOM-WP135-HACS-vs.-CACS_2009.8.10.pdf
Trước đây mình có viết một số bài về thiết kế máy lạnh cho trung tâm dữ liệu cũng như phương pháp luận thiết kế. Có vài người bạn đã hỏi mình rất nhiều về các trung tâm dữ liệu tính toán công suất cao (mật độ cao), trung tâm dữ liệu dùng cơ chế ảo hoặc blade server riêng...
Trên thực tế có rất nhiều sự dối gạt cũng như gian trá trong việc thiết kế cung cấp giải pháp làm lạnh mật độ cao dẫn đến các tải nhiệt chỉ đạt khoảng 30% công suất thiết kế mà hệ thống lạnh đã sử dụng hết 80% công suất thiết kế ??? (rất phi lý).
Do vậy tôi mạn phép viết bài này, mong nói rõ các vấn đế chính trước về thiết kế. Các thông số ở đây tạm lấy theo điều kiện lý tưởng và trên thực tế sẽ phải tính toán lấy cao hơn khá nhiều tuỳ theo kỹ thuật.
Ai cũng biết tiêu chuẩn khuyến cáo thiết bị IT phải nhận gió lạnh vào khoảng 20 -22oC , 50%RH nên nhiệt độ gió cấp của máy lạnh tuyệt đối không thể quá thấp do vậy lưu lượng gió ảnh hưởng rất lớn.
Thực ra thiết kế làm lạnh cho máy chủ đúng tiêu chuẩn thì cần lưu lượng gió lớn và nhiệt độ gió cấp không cao. Khi thiết kế không đúng quy cách, người ta thường giảm lưu lượng bằng cách giảm nhiệt độ gió cấp xuống dưới 16oC dẫn đến tỉ số nhiệt hiện SHR không cao, gây lãng phí. Đồng thời việc giảm nhiệt độ gió cấp xuống sẽ làm dãi nhiệt độ của thiết bị lạnh hơn dãi nhiệt độ khuyến cáo của nhà sản xuất.
Ở nhiệt độ gió cấp tầm khoảng 17oC - 20oC, máy chủ thông thường sẽ cần 270m3/h ứng với 1kW nhiệt. (khoảng 160CFM/kW). - Dang máy chủ Blade sẽ cần khoảng 180m3/h (khoảng 106CFM/kW) ứng với 1 kW nhiệt.
- Hien nay cac may chu duoc thiet ke nhu vay trong tuong lai co the thay doi nho cac ky thuat lam lanh trong may chu.
http://www.cisco.com/web/SG/learning/smartdc/assets/pdfs/greenit_greendc.pdf
http://www.jlworkshop.com/AMPNETCONNECT_Roadshow2008/StepstoAchieve.pdf
máy chủ này sẽ được gắn vào tủ rack. Vì vậy để giảm khó khăn đừng nên để tủ rack vượt quá 5kW và máy lạnh đừng cấp gió cho hàng rack kéo dài quá 10mét (khoảng 10 tủ rack). Neu vì lý do kỹ thuật, hoặc đầu bài cần có loại rack có mật độ cao thì nên chọn công nghệ máy lạnh gần rack hoặc chia nhỏ các nhóm ra cho ngắn tầm tác động của máy lạnh.
------------------
VD:
Nếu bạn phải chọn máy lạnh /hệ thống gió cho máy ở công suất 20 tủ sắp thành 2 hàng (hàng 10 tủ) với công suất 5kW/tủ
Nghĩa là mỗi tủ bạn cần số lượng gió mở trên sàn xấp xỉ khoảng 1400m3/h ở áp suất khoảng 20Pa (20Pa là tiêu chuẩn phổ thông của máy thổi sàn).
Nhiem vụ được đặt ra là : phân phối một khối lượng khí lạnh ở trạng thái đầy tải hoàn hảo là 27000m3/h dưới sàn đến được nhóm tủ rack đó với nhiệt độ gió cấp khoảng 18oC.
----------------
Đầu tiên là lựa chọn sàn:
Tấm sàn đục lỗ thông gió của sàn thường có kích thước 600x600 và có độ thoáng khí 30%. Với loại này chỉ cho dung lượng khí khoảng 500m3/h đi qua nên cả trước mặc mỗi tủ cần xấp xỉ khoảng 3 viên. Như vậy bạn có tất cả khoảng >6 viên (chiếm khoảng trống gần đến 3.6m (rất lớn).
Neu bạn chọn sàn với độ mở đến 70% và có gắn quạt phụ trợ thì bạn có thể đẩy lưu lượng lên gần gấp ba nhưng lưu ý là sàn này rất đặc biệt không dễ tìm.
Khi đó khe gió của bạn sẽ cần khoảng trống nhỏ hơn 4 viên (khoảng 1.8m).
Độ cao sàn: bạn nên nhớ độ cao sàn (ngay cả khi bạn làm ống gió hoặc không) nó là cạnh của ống gió trên thực tế.
Với cao độ khoảng 600, thực tế bạn xem như có một ống gió (với trở lực lớn) và diện tích ống gió khoảng 1.8m x 0.4m(400 thay vì 600). = 0.72m2.
Với diện tích này và lương lượng khí 27000m3/h xuyên qua ống gió (giả thiết bạn làm ống gió như nhiều người vẫn nghỉ) kéo dài gần 10 mét, tốc độ trong ống gió đã đạt vào khoảng gần 40km/h hoặc xấp xỉ hơn 11m/s.
----
Nếu dại dột hơn chọn diện tích ống gió nhỏ lại (dùng 2 viên sàn thay vì nhiều hơn) Toc độ gió đi trong ống gió rất đáng nể đến gần 60km/h.
----
Đó là một ví dụ điển hình để các bạn có khái niệm hình dung vì sao thiết kế mật độ công suất cao cho trung tâm dữ liệu có nhiều thách thức như vậy và phải chọn lựa mật độ cao khi thật sự cần thiết.
Đó chỉ mới là mức độ 5kW chứ 10kW hoặc 20kW thì tôi cho rằng nan giải và phức tạp hơn nhiều nếu bạn dùng giải pháp truyền thống.
Vậy mà có nơi cũng thiết kế gần 10 tủ rack 20kW/rack với miệng gió cấp chỉ là 10 tấm sàn đục lỗ loại thông thường. Thật là liều mạng và thiếu đạo đức hết mức.
Hai nhà cung cấp lớn nhất hiện nay là Emerson và APC đếu có cung cấp các giải pháp và phương pháp luận khá chính xác.
Emerson:
http://www-03.ibm.com/procurement/proweb.nsf/objectdocswebview/file11+-+madara+-+2007+ibm+p&c+technology+symposium/$file/11-+madara+-+2007+ibm+p&c+tech+symposium.pdf
APC
http://www.afcomcentralohio.org/documents/AFCOM-WP135-HACS-vs.-CACS_2009.8.10.pdf
