کاشی های کف برجسته سوراخ شده: راهنمای بهینه سازی جریان هوا

بیایید یک لحظه واقعی باشیم. میلیون‌ها دلار برای سرورها، سوئیچ‌ها و فضای ذخیره‌سازی هزینه کرده‌اید، اما مرکز داده‌های شما همچنان مانند موتور جت به نظر می‌رسد و تجهیزات شما بیش از حد گرم می‌شوند. مشکل چیست؟ اغلب درست زیر پای شماست - کاشی های کف بلند شما. به طور خاص، آنهایی که سوراخ شده اند. اگر این کاشی‌ها را درست انجام ندهید، صورت‌حساب‌های خنک‌کننده شما از پشت بام می‌گذرد و تجهیزات IT شما کند می‌شوند. در این راهنما، من هر آنچه را که باید در مورد کاشی های کف برجسته سوراخ شده بدانید تا جریان هوای خود را تعمیر کنید، به شما نشان خواهم داد. بیایید شروع کنیم.

چرا مرکز داده شما مانند سونا است؟

آیا تا به حال وارد اتاق سرور شده اید و هوای گرم را احساس کرده اید؟ این سرگرم کننده نیست. اکثر مدیران فکر می کنند که روشن کردن AC راه حل است. اما این مانند تلاش برای خنک کردن خانه خود با باز گذاشتن درب ورودی است - فقط انرژی را هدر می دهید. کاشی های برآمده کف سوراخ دار نگهبان هوای سرد هستند. هوای سرد را از زیر زمین می گیرند و به سمت راهروهای سرد هدایت می کنند. اگر آن کاشی‌ها انتخاب نشده باشند یا بد قرار داده شوند، هوا از سوراخ‌های کابل خارج می‌شود، در اطراف اتصالات آب‌بندی نشده نشت می‌کند یا با فشار کمی بیرون می‌آید که به سختی به سرورهای شما می‌رسد. ما باید آن را درست کنیم. امروز شما را به یک متخصص جریان هوا تبدیل می کنیم.

کاشی های کف برجسته سوراخ شده چیست؟

به عبارت ساده، اینها پانل های کف با سوراخ هایی در آنها هستند. آنها پانل های جامد را در نقاط خاصی از یک مرکز داده طبقه مرتفع جایگزین می کنند. در حالی که پنل‌های جامد هوای سرد را پایین نگه می‌دارند، اجازه می‌دهند هوای سرد به سمت سرورهای شما جریان یابد. آنها در مواد فولادی، آلومینیومی یا کامپوزیت هستند. کلید فقط سوراخ ها نیست، بلکه الگوی سوراخ است. برخی دارای سوراخ های گرد هستند. برخی دارای دریچه های زاویه دار هستند که جریان هوا را هدایت می کند. اما برای اکثر مراکز داده، کاشی استاندارد با سوراخ گرد به خوبی کار می کند. بدون این کاشی ها، طرفداران سرور شما برای دریافت هوای کافی تلاش می کنند.

چگونه سوراخ ها کار می کنند: نسبت های سوراخ توضیح داده شده است

بیایید یک دقیقه کمی فنی شویم. شما عبارت 'درصد منطقه باز' را می شنوید - این فقط کل مساحت سوراخ تقسیم بر کل مساحت کاشی است. به عنوان مثال، کاشی با 25٪ سطح باز به این معنی است که 75٪ آن هنوز جامد است. این عدد بر فشار و جریان هوا تأثیر می گذارد. چالش اینجاست: سوراخ های زیاد با فشار کم = هوا خیلی آهسته خارج می شود. سوراخ های بسیار کم با فشار بالا = هوا مانند شلنگ آتش به بیرون پرتاب می شود اما فضای کافی را نمی پوشاند. همه چیز در مورد تعادل است. شما به مقاومت کافی برای پخش یکنواخت هوا به تمام کاشی ها نیاز دارید، اما نه آنقدر که واحدهای خنک کننده شما با آن مبارزه کنند.

کاشی جامد در مقابل کاشی سوراخ شده: کدام یک برنده می شود؟

کاشی های جامد، خسته کننده و قابل اعتماد هستند. کف را مهر و موم می کنند. روی آنها راه می روید، قفسه هایی روی آنها می گذارید. وظیفه آنها پایین نگه داشتن هوای سرد است. کاشی‌های سوراخ‌دار متفاوت هستند - وظیفه آن‌ها بالا آوردن هوای سرد است. بزرگترین اشتباه؟ استفاده از کاشی های سوراخ دار در جایی که تجهیزات وجود ندارد. اگر یک کاشی تهویه شده را در راهروی گرم قرار دهید، هوای گرم سرورها درست از طریق آن سوراخ به پایین برگشته و با هوای سرد زیر مخلوط می شود. این بد است.

قانون ساده: از کاشی های جامد در همه جا استفاده کنید، به جز در راهروی سرد درست در مقابل فن های ورودی سرور خود.

چرا رفع جریان هوا اهمیت دارد؟

نادیده گرفتن جریان هوا گران است. این فقط مربوط به قبض های برق بالاتر نیست، بلکه به طول عمر سرورهای شما نیز مربوط می شود. هر 10 درجه سانتیگراد (18 درجه فارنهایت) افزایش دما می تواند عمر سخت افزار را به نصف کاهش دهد. کاشی های سوراخ دار ارزان ترین بیمه ای هستند که می توانید خریداری کنید. وقتی آنها را به درستی قرار دهید و انتخاب کنید، در واقع می توانید ترموستات خود را بالا ببرید. بله درست خواندید اگر جریان هوا به خوبی مدیریت شود، ASHRAE (گروه استانداردهای خنک کننده) اکنون دماهای بالاتر - اغلب 75 تا 80 درجه فارنهایت - را توصیه می کند. این باعث صرفه جویی زیادی در هزینه خنک کننده می شود. بنابراین تعمیر کاشی های شما فقط تجهیزات شما را خنک نمی کند. باعث صرفه جویی در پول شما می شود.

اشتباهات رایجی که جریان هوا را مسدود می کند (و سخت افزار را از بین می برد)

من تنظیمات بدی دیده ام. مراکز داده که در آن هر کاشی سوراخ دارد - کف شبیه پنیر سوئیسی است و فشار هوا در زیر آن وجود ندارد. هوا فقط آنجا نشسته است. حتی بدتر از آن، من می بینم که دسته های بزرگی از کابل ها از سوراخ های بدون مهر و موم در کف عبور می کنند و اجازه می دهند تمام هوای سرد قبل از رسیدن به انتهای ردیف خارج شود. در زمستان پنجره ای را باز نمی گذارید، پس چرا زیر قفسه های خود سوراخ بگذارید؟ از این تله ها دوری کنید.

اشتباه شماره 1: استفاده از مقدار سوراخ اشتباه

ذخیره‌سازی با چگالی کم اما از کاشی‌های باز ۵۶ درصد استفاده می‌کنید؟ شما منطقه را با هوای سردی پر می کنید که فقط بیرون می ریزد و کاری انجام نمی دهد. از سوی دیگر، اجرای خوشه های آموزشی هوش مصنوعی با حرارت بالا اما با استفاده از کاشی های باز 12 درصد ارزان؟ تجهیزات شما گرسنه هوا هستند. کاشی را با گرما مطابقت دهید. حرارت زیاد = سوراخ های بیشتر. حرارت کم = سوراخ های کمتر یا کاشی های جامد.

اشتباه شماره 2: نادیده گرفتن فشار هوا در زیر زمین

فضای زیر زمین مخزن هوای شماست. اگر دهانه های زیادی ایجاد کنید (کاشی های سوراخ + سوراخ کابل + نشتی)، فشار کاهش می یابد. وقتی فشار کاهش می یابد، هوا کند می شود. هوای آهسته قبل از اینکه حتی به سرورهای شما برسد گرم می شود. شما نیاز به فشار مثبت دارید. یک آزمایش ساده: دستمال کاغذی بردارید. آن را روی یک کاشی سوراخ قرار دهید. آیا مکیده می شود؟ این بد است (فشار منفی). آیا منفجر می شود و شناور می شود؟ این خوب است. هیچ کاری نمیکنه؟ این یک منطقه مرده است.

چگونه کاشی سوراخ دار مناسب را برای قفسه خود انتخاب کنید

نگران نباشید - لازم نیست مهندس باشید. فقط از این فرمول ساده استفاده کنید: کل هوای مورد نیاز قفسه ÷ تعداد کاشی های جلوی قفسه = هوای مورد نیاز برای هر کاشی. اکثر سازندگان سرور جریان هوای مورد نیاز را در برگه مشخصات خود فهرست می کنند. آن اعداد را اضافه کنید سپس برگه اطلاعات سازنده کاشی خود را بررسی کنید. یک کاشی استاندارد با 25% سوراخ معمولاً 400-600 CFM را در فشار معمولی تحویل می دهد. اگر رک شما به 1000 CFM نیاز دارد، به دو تا از آن کاشی ها یا یک کاشی با 56 درصد سوراخ نیاز دارید. ریاضی ساده باعث صرفه جویی در تجهیزات شما می شود.

مرحله 1: خروجی هوای واحد خنک کننده خود را اندازه گیری کنید

قبل از خرید هر کاشی، بدانید که با چه چیزی کار می کنید. واحد CRAC شما مقدار خاصی از هوا را فشار می دهد. اگر در مجموع فقط 10000 CFM تولید کند، نمی‌توانید 20 کاشی را نصب کنید که هر کدام به 1000 CFM نیاز دارند - آنها از هوا محروم خواهند شد. برای بررسی جریان هوا در سطح کف از یک دوربین حرارتی یا بادسنج (یک بادسنج) استفاده کنید. اگر هوای خارج شده از کاشی های فعلی شما کمتر از 300 فوت در دقیقه (FPM) باشد، فشار شما خیلی کم است. قبل از تعویض کاشی باید نشتی ها را ببندید یا واحدهای خنک کننده بیشتری اضافه کنید.

مرحله 2: مقدار سوراخ را با سطح گرما مطابقت دهید

این هم برگه تقلب من:

حرارت کم (زیر 2 کیلو وات در هر قفسه): کاشی های سوراخ دار 15-20٪

گرمای متوسط ​​(2-5 کیلووات در هر قفسه): کاشی سوراخ 25-35٪

حرارت بالا (5-10 کیلو وات در هر قفسه): کاشی های سوراخ 40-56٪

گرمای شدید (10 کیلووات +): به توری یا کانال های کف فعال نیاز دارید. سعی نکنید 15 کیلو وات را با سوراخ های اصلی خنک کنید - مانند استفاده از شلنگ باغچه برای پر کردن استخر است.

25٪، 35٪، یا 56٪ سوراخ؟ کدام یک را بخریم؟

بیایید گزینه ها را مرور کنیم. اکثر مراکز داده قدیمی با 25% حفره ها به خوبی کار می کنند. مقاومت خوبی را ارائه می دهد که به معنای فشار یکنواخت در سراسر کف است. سوراخ‌های 35% نقطه‌ای شیرین برای سرورهای تیغه‌ای مدرن هستند—آن‌ها هوای بیشتری را بدون از دست دادن سرعت عبور می‌دهند. 56% حفره ها (به نام 'جریان زیاد') تقریباً مانند رنده هستند—شما می توانید درست از میان آنها ببینید. از اینها فقط برای 'نقاط داغ' مانند ردیفهای محاسباتی با چگالی بالا استفاده کنید. از آنها کم استفاده کنید، در غیر این صورت تمام هوای کاشی های اطراف را می دزدند.

قانون 25 درصد: ردیف های سرور کم تراکم

من این را کاشی 'فقط درست' می نامم. نه خیلی سوراخ، نه خیلی کم. اگر سوئیچ‌های شبکه، قفسه‌های ذخیره‌سازی یا سرورهای قدیمی‌تری دارید که هر کدام حدود 300 وات دارند، 25٪ عالی است. فشار برگشتی ایجاد می کند که هوا را به طور یکنواخت در تمام کاشی های راهروی سرد شما فشار می دهد. شما انفجارهای قوی نخواهید داشت - جریانی صاف و ثابت خواهید داشت. این دقیقاً همان چیزی است که طرفداران سرور می خواهند: یک جریان مداوم و آرام از هوای خنک، نه یک طوفان.

56% Beast: محاسبات با عملکرد بالا

حالا برای چیزهای سنگین. اگر خوشه‌های GPU، شتاب‌دهنده‌های هوش مصنوعی یا گره‌های محاسباتی متراکم دارید، 25 درصد آن‌ها را خفه می‌کنند. شما نیاز به کاشی سوراخ 56٪ دارید. اما هشدار: این کاشی ها فشار کف را به شدت کاهش می دهند. ممکن است لازم باشد بقیه کف را با گیره ها و نوارهای برس خوب ببندید. همچنین کاشی 56% را درست در کنار کاشی 25% قرار ندهید. هوا از سوراخ 56% عبور می کند و کاشی 25% را کاملاً مرده می گذارد. قفسه‌های پر حرارت خود را با هم گروه‌بندی کنید و «منطقه جریان بالا» خود را به آنها بدهید.

کجا آن کاشی های سوراخ را قرار دهیم

این مانند بازی 'عملیات' است - اما با هوا. کاشی‌های سوراخ را فقط در مقابل جایی که سرورها هوا می‌کشند قرار دهید. آن راهروی سرد است. آنها را طوری قرار دهید که جلوی قفسه را بپوشانند. آنها را زیر پشت قفسه (راهروی داغ) قرار ندهید. آنها را در فضای خالی قرار ندهید. و لطفا، آنها را زیر یک واحد UPS بزرگ که فن ندارد قرار ندهید - فقط هوای سرد را روی یک آجر هدر می دهید. از الگوی شبکه ای استفاده کنید. اگر ردیفی از 10 قفسه دارید، در هر قفسه 2 تایل سوراخ دار قرار دهید، اگر قفسه دارای یک نوار برق مرکزی باشد، کمی تکان بخورید.

راهرو گرم/سرد راهرو مهار و کاشی های سوراخ

اگر موانعی برای جداسازی هوای سرد و گرم اضافه کرده اید، قوانین کمی تغییر می کنند. در یک راهروی سرد کاملاً محصور، فشار داخل محبوس می شود. این بدان معنی است که شما معمولاً می توانید از کاشی هایی با سوراخ های کمتر استفاده کنید زیرا هوا به جز از طریق سرورها جایی برای رفتن ندارد. ممکن است از 35 درصد حفره ها به 25 درصد کاهش پیدا کنید. اما مهار نشت را بدتر می کند. یک کاشی گم شده در یک راهروی سرد محصور مانند یک بادکنک است که تمام فشار شما فوراً از بین می رود. آن را محکم بسته نگه دارید.

آماده سازی برای پردازنده های گرافیکی آینده

به جلو نگاه کنیم. تراشه های نسل بعدی داغ تر می شوند، نه خنک تر. و آنها بسته تر می شوند. انتظار می رود قدرت رک در 3 تا 5 سال آینده به 30 تا 50 کیلووات در هر رک برسد. کاشی های سوراخ اصلی کافی نخواهند بود. احتمالاً باید از طبقه های مرتفع به طور کامل به سمت خنک کننده مایع حرکت کنید. اما اگر تا دو سال آینده به کف‌های بلند پایبند هستید، کاشی‌های سوراخ‌دار قابل تنظیم بخرید. اینها دارای دریچه کشویی هستند. شما می توانید منطقه باز را از 0٪ به 60٪ با دست تغییر دهید. بنابراین، وقتی سرور GPU جدید را در ماه آینده اضافه می‌کنید، فقط از آن طرف می‌روید، شماره‌گیر را می‌چرخانید و جریان هوای بیشتری دریافت می‌کنید. نیازی به خرید کاشی نو نیست.

کف خود را به عنوان یک سر دوش در نظر بگیرید

اگر از سر دوش ارزان قیمت استفاده کرده اید، دست خود را بالا ببرید. شما آن را روشن می کنید و از هر سوراخ آب می چکد، اما فشاری وجود ندارد. شما نمی توانید موهای خود را آبکشی کنید. این یک طبقه با کاشی های سوراخ بیش از حد است. حالا یک سر دوش خوب با سوراخ هایی با اندازه مناسب تصور کنید که اسپری قوی ایجاد می کند. این یک طبقه با ترکیب مناسب کاشی های توپر و سوراخ است. فضای زیر زمین لوله آب شماست. کاشی ها نازل هستند. شما می خواهید یک اسپری قوی و قدرتمند (سرعت بالا) برای رسیدن به بالای قفسه، نه یک نم نم باران ضعیف. هنگامی که کاشی های خود را بهینه می کنید، مرکز داده خود را از یک آبپاش غمگین به یک شستشوی برقی برای سرورهای خود تبدیل می کنید.

نتیجه گیری: راحت نفس بکشید، سخت تر محاسبه کنید

ما آن را ساختیم. شما دیگر در جریان هوا مبتدی نیستید. اکنون می‌دانید که کاشی‌های کف برجسته سوراخ‌دار فقط 'کف‌های سوراخ‌دار' نیستند، بلکه ابزارهای دقیقی هستند. با تطبیق مقدار سوراخ (25٪، 35٪ یا 56٪) با سطح حرارت قفسه خود، آب بندی نشتی ها در زیر زمین، و قرار دادن آن کاشی ها فقط در راهروی سرد، می توانید PUE (کارایی مصرف برق) خود را 15٪ یا بیشتر کاهش دهید.

همین الان برو مرکز داده خود را بررسی کن. آیا کاشی سوراخ در یک راهرو گرم می بینید؟ آن را حرکت دهید. آیا یک کاشی جامد وجود دارد که یک GPU گرسنه باشد؟ عوضش کن

سرورهای شما ساکت تر کار خواهند کرد. AC شما کمتر اجرا می شود. و رئیس شما قبض برق پایین را دوست خواهد داشت.

حالا برو جریان هوا رو درست کن شما این را دارید