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数据中心温度论文范文

了解了当前数据中心的现状、温度对数据中心影响等信息,接下来我们将要描述一下如今主流的一些降温技术,希望对大家控制温度方面有所帮助. 如果热风不能及时从服务器的机箱中排出,那么就会形成热源,它将持续的散发热量,只有将热空气与冷空气混合才能有效地降低数据中心的温度,所以服务器是否有一整套良好的散热系统也在很大程度上制约着数据中心的“体温”,因此我们选购时最好选择拥有模块化智能风扇的服务器. 模块化智能风扇是为了避免服务器的工作状态因为温度因素造成不稳定状况,在服务器内部安装温度感应装置,一旦温度过高感应装置即向主板的控制芯片发送指令,随后控制芯片向风扇系统发出增大或者减小风力的指令.这种感应装置大多是基于Intel的P&,acute,WM（脉冲宽度调制）,它最深层数据可探知到处理器内部的二极管,准确程度要远超过热敏电阻,控制精度也非常高的.

另外,我们还可以在BIOS中设置CPU和主板的温度监控范围,当热量超过限定温度时加快风扇转速,而温度较低时,风扇也归位到节能状态,这样不仅对于服务器整体温度做了智能化控制,还能降低电力资源的无用损耗. 数据中心的服务器和存储等设备过多我们就需要增加空调系统的制冷量,相反如果设备减少我们则要降低制冷量来减轻电力排放,如何能做出最合理的温度控制,又满足最优成本需求呢,评估和计算是必须的. 假设数据中心使用面积为500平方米,我们所需要的空调制冷量的预估为700w - 800w/平方米,那么整个数据中心所需的总制冷量为350kw - 400kw,这时需要配备四台99.3kw制冷量的精密空调,同时为了保证温湿度的持续稳定性,还需要再配备一台同制冷量的精密空调做冗余.

同时,专用精密空调厂家的设计寿命是最低是10年,连续运行时间超过86400小时,平均无故率达到25000小时,有它护航数据中心在很大程度上保证了这些电子设备工作在最佳温度中. 在高密度数据中心中,我们常会看到立式空调（或者是空调、风扇混合模式）直接面向服务器送风,这样做是为了保证服务器在温度方面能有足够可靠性和稳定性,但是所有的服务器机柜都采取这样的做法显然不太实际,因为更多的空调将会占据更大的空间,这样对这个数据中心温度的把握将更为困难,同时过多的空调将会是成本飞速上升,这些都是管理人员所忌讳的,所以我们可以采取背门热交换器来替代立式空调.

介绍背门热交换器之前我们先介绍一下水冷技术.

在骨灰级玩家中,使用风冷技术来挑战CPU频率极限时都会感觉到力不从心,为了达到更高的频率多采用水冷技术,背门热交换器也是这种技术表现. 它的工作模式是服务器的背面,安装一个充满水的门,服务器散发的热风直接吹在充满水的背板的门上,再由水迅速的带走这些热风,同超频的水冷技术相似,这种技术在降低温度的效果方面非常明显,风冷的效果一般是在2.6,我们装了这个水冷的背板之后,数据中心的效率可以达到5.5POE.

曾经有个制造型企业的数据中心,应用了350片刀片处理器,仅刀片空调的用电量就需要250千瓦,而部署了背门热交换器后,数据中心的温度大降,空调的用电量也同比下降了50%左右,直接经济资源节省了每年30万左右. 很多数据中心标准19寸机柜中都塞满了1U、2U的机架式服务器,这些服务器本身会散发出很多热量,如果不能及时将热量排出,会在机柜中形成热量的堆叠,不仅会造成服务器的不稳定状态,还会使数据中心的温度持续升高,面对这种状况我们可以采用智能散热技术来降低机柜中的高温.

它的工作原理是在机柜上安装热传感器,通过它实时收集机柜中的温湿度等环境数据,并且传输给数据中心的温控设备,一旦温度超过设定的警戒值,制冷设备就开始向机柜内传输冷空气,如此交互式的智能的控制技术可以有效的降低热故障率,同时也可以有效的降低能源成本.权威部门计算,智能散热技术可以使数据中心的PUE (PowerUsage Effectiveness,数据中心能源效率的比值）从2.0以上降低到1.6左右. 进入数据中心我们会有这样的感觉,某个机架附近温度非常寒冷,而到了角落会感觉温度略有升高,这在大型数据中心中表现的更为明显一些.出现这种状况是因为空调系统的控制机制尚不完善,对纵向和横向的温度把握尚不准确.

这是必然的,因为空间的因素,精密空调只能获取附近10米左右的温度,然后根据这些小范围温度搜集调整空调系统的送风,而在大型数据中心中,仅凭精密空调是无法获取所有区域的温度需求,尤其是“边角”的复杂环境,这时就需要部署传感器来助力温度控制. 我们可以使用传感器搜集温度信息,然后通过温控网关将信息发送给温度监管服务器,由该服务器监控数据中心最适合的温度,一旦温度超过警戒值,服务器下发指令给驱动模块,然后再由其将风机盘管做出合适的选择,升高或降低全由服务器控制,避免了手动控制,简化工作,也使得温度的控制更为简单. 这个方案看似与控制温度没有实质性的关联,其实则不然,我们前面已经说过,服务器是数据中心的主要发热大户,如果服务器的密度过大,单位面积产生的热量将是异常可观的,而如果能减少物理服务器,势必能降低温度. 这方面的行家里手非虚拟化技术莫属了. 通过部署虚拟机,可以使原本100台左右的物理服务器降低到10台,甚至更少.物理数量减少,密度降低,整个数据中心的散热压力自然也就直线下降,不仅降低了对空调系统的依赖,还节省了很多电力资源的支出、UPS的需求,可谓一举三得. 不管是什么时候,我们都希望冷空气可以在数据中心停留更多的时间,这样空调系统的压力会陡然减轻,温度亦能平稳一些,如何能留住这些冷空气,最好的办法就是减少室内冷空气与室外热空气混合的状况.

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门,窗紧闭是必须要做的,防静电活动地板、管道井会带走更多的冷空气,这就需要在连接处做好密封手段；电线、网线、光纤等各种管线在地板下、桥架中部署时留下的空洞也要一一做好填充,这些工作技术含量虽然很低,但是坚持这种操作,减少“旁路气流”的损耗会使我们数据中心的保温效果大大增加,这是最简单保护数据中心温度的方法之一.

在酷热的夏天我们要防止冷、热空气混合而造成的温度无谓流失,而在春秋两季我们则不必忌讳,而是要充分利用室外的冷空气直接降低数据中心温度.这就需要将冷空气引入数据中心,但是我们必须面对引入室外空气而造成的灰尘增多局面.

解决这个问题,可以采用空气过滤器来滤掉室外空气中的大颗粒灰尘,尽管仍然会有一些细小的灰尘进入数据中心,并且故障率会提升0.63个百分点,但是这种解决方案可以使数据中心的温度大幅下降,节省的电力成本也是非常明显的.300千瓦的数据中心每年可节省15万人民币的电力支出,如果灰尘过滤更为成熟,湿度控制更为完善,相信这种技术在未来的数据中心中将有一席之地. 简单地说了一下当前较为常用的降温技术,随着绿色数据中心的到来,更新、更节能、更智能的温控技术将会大面积的铺设开来,届时数据中心管理人员的压力会减轻不少,但是对整个数据中心的温度控制更为准确,让我们拭目以待.

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数据中心温湿度引用文献: