有孔フリーアクセスフロアタイル: エアフロー最適化ガイド

ちょっと本当のことを言ってみましょう。サーバー、スイッチ、ストレージに何百万ドルも費やしましたが、データセンターは依然としてジェットエンジンのような音を立て、機器は過熱しています。何が問題ですか?多くの場合、それは足元、つまり上げ床タイルのすぐ下にあります。具体的には穴あきのもの。これらのタイルを正しく取り付けないと、冷却費が膨大にかかり、IT 機器の速度が低下します。このガイドでは、空気の流れを改善するために穴あき上げ床タイルについて知っておくべきことをすべて説明します。始めましょう。

データセンターがサウナのように感じる理由

サーバールームに入ったときに熱風を感じたことがありますか?楽しくないよ。ほとんどの管理者は、エアコンの温度を上げることが解決策だと考えています。しかし、それは家の玄関ドアを開けっ放しにして家を冷やそうとするようなもので、エネルギーを無駄に浪費しているだけです。穴あき上げ床タイルは冷気の門番です。床下から冷気を取り込み、冷たい通路に送り込みます。これらのタイルの選択や配置が不適切な場合、空気がケーブル穴から漏れたり、密閉されていない接合部の周囲から漏れたり、サーバーにほとんど到達しないほどのわずかな圧力で空気が出てきます。それを修正する必要があります。今日は、あなたを気流の専門家にしてみましょう。

有孔高床タイルとは何ですか?

簡単に言えば、穴の開いた床パネルです。これらは、高床データセンターの特定の場所の固体パネルを置き換えます。固体パネルは冷気を遮断しますが、冷気はサーバーまで流れ込みます。スチール、アルミニウム、複合材料などがあります。重要なのは穴だけではなく、穴のパターンです。丸い穴のあるものもあります。空気の流れを方向付ける角度の付いた通気孔を備えたものもあります。ただし、ほとんどのデータセンターでは、標準の丸穴タイルが問題なく機能します。これらのタイルがなければ、サーバーのファンは十分な空気を得るのに苦労するでしょう。

穴の仕組み: 穿孔率の説明

少し技術的な話をしましょう。 「オープン エリア パーセンテージ」という用語を聞いたことがあるでしょう。これは、ホールの合計面積をタイルの合計面積で割ったものです。たとえば、オープン領域が 25% のタイルは、タイルの 75% がまだ固体であることを意味します。この数値は空気圧と流量に影響します。ここに問題があります。圧力が低い穴が多すぎる = 空気が出てくるのが遅すぎるということです。高圧の穴が少なすぎる = 空気は消防ホースのように噴出しますが、十分なスペースをカバーできません。すべてはバランスです。すべてのタイルに空気を均等に行き渡らせるのに十分な抵抗が必要ですが、冷却ユニットがそれに抵抗するほどではありません。

ソリッドタイルと穴あきタイル: どちらが勝ちますか?

ソリッドタイルは退屈で信頼できるものです。彼らは床を密閉します。あなたはそれらの上を歩き、その上にラックを置きます。彼らの仕事は冷気を抑えることです。穴あきタイルは異なります。その役割は冷気を上に上げることです。最大の間違いは？設備のない場所では穴あきタイルを使用します。通気タイルをホットアイルに設置すると、サーバーからの熱気がその穴を通って下に戻り、下の冷気と混ざります。それはダメだ。

単純なルール: サーバーの吸気ファンの直前の冷気通路を除いて、あらゆる場所に固体タイルを使用します。

エアフローの修正が重要な理由

空気の流れを無視するとコストが高くなります。それは単に電気料金が高いというだけではなく、サーバーの寿命にも関係します。温度が 10°C (18°F) 上昇するごとに、ハードウェアの寿命が半減する可能性があります。穴あきタイルは購入できる最も安価な保険です。正しく配置して選択すると、サーモスタットを実際に上げることができます。はい、そのとおりです。 ASHRAE (冷却標準団体) は現在、空気の流れが適切に管理されている場合、より高い温度 (多くの場合 75 ～ 80°F) を推奨しています。これにより、冷却にかかる費用が大幅に節約されます。したがって、タイルを修理することは機器を冷却するだけではありません。現金を節約できます。

エアフローを妨げる（そしてハードウェアを破壊する）よくある間違い

いくつかの悪い設定を見てきました。データセンターでは、すべてのタイルに穴があり、床はスイスチーズのように見え、その下には空気圧がありません。空気はそこにただ座っているだけです。さらに悪いことに、大きなケーブルの束が床の密閉されていない穴を通っていて、冷気が列の端に到達する前にすべて逃げているのが見えます。冬には窓を開けたままにしないはずですが、なぜラックの下に穴を開けておくのでしょうか？これらの罠を避けてください。

間違い #1: 間違った穴の量を使用する

低密度ストレージを実行していますが、56% のオープン タイルを使用していますか?冷たい空気がその地域に溢れていますが、それはただ溢れ出すだけで何も起こりません。一方で、AI トレーニング クラスターを高熱で実行しながら、安価な 12% オープン タイルを使用する場合はどうでしょうか?あなたの機器は空気が不足しています。タイルを熱に合わせます。高熱 = 穴が多くなります。低熱 = 穴や固いタイルが少なくなります。

間違い #2: 床下の空気圧を無視する

床下の空間は空気の貯蔵庫です。開口部 (穴のあるタイル + ケーブル穴 + 漏れ) が多すぎると、圧力が低下します。圧力が低下すると、空気の速度が遅くなります。ゆっくりとした空気は、サーバーに到達する前に加熱されます。正圧が必要です。簡単なテスト: ティッシュを取ります。穴の開いたタイルの上に置きます。吸い込まれてしまうのか？それはダメですよ（負圧）。爆発して浮くのか？それは良い。何もしませんか？それはデッドゾーンです。

ラックに適した穴あきタイルを選択する方法

心配しないでください。エンジニアである必要はありません。次の簡単な式を使用してください: ラックに必要な空気の合計 ÷ ラックの前にあるタイルの数 = タイルごとに必要な空気。ほとんどのサーバー メーカーは、仕様書に必要なエアフローを記載しています。これらの数字を足してみましょう。次に、タイル メーカーのデータシートを確認してください。 25% の穴を持つ標準タイルは、通常、常圧で 400 ～ 600 CFM を供給します。ラックに 1000 CFM が必要な場合、これらのタイルが 2 つ、または 56% の穴を持つタイルが 1 つ必要になります。簡単な計算で機器を節約できます。

ステップ 1: 冷却ユニットの空気出力を測定する

タイルを購入する前に、何を扱うのかを理解してください。 CRAC ユニットは特定の量の空気を押し出します。合計 10,000 CFM しか出力しない場合、それぞれ 1,000 CFM を必要とするタイルを 20 枚設置することはできません。空気が不足してしまいます。サーマルカメラまたは風速計（風速計）を使用して、床レベルの空気の流れを確認します。現在のタイルから出る空気が毎分 300 フィート (FPM) 未満の場合は、圧力が低すぎます。タイルを交換する前に、漏れをシールするか、冷却ユニットを追加する必要があります。

ステップ 2: 穴の量を熱レベルに合わせる

私のチートシートは次のとおりです。

低発熱 (ラックあたり 2kW 未満): 15 ～ 20% の穴あきタイル

中熱 (ラックあたり 2 ～ 5kW): 25 ～ 35% の穴あきタイル

高熱 (ラックあたり 5 ～ 10kW): 40 ～ 56% の穴あきタイル

極度の熱 (10kW+): アクティブな床グリルまたはダクトが必要です。基本的な穴で 15kW を冷却しようとしないでください。それは、庭のホースを使用してプールに水を入れるようなものです。

25%、35%、または 56% の穴?どれを買うべきですか?

オプションを見てみましょう。古いデータセンターのほとんどは、25% の穴があっても問題ありません。優れた抵抗力があり、床全体に均一な圧力がかかります。 35% の穴は最新のブレード サーバーにとって最適なスポットであり、速度を損なうことなくより多くの空気を通過させます。 56% の穴 (「高流量」と呼ばれる) は、ほとんど格子のようなもので、そこから直接見ることができます。これらは、高密度コンピューティング行などの「ホット スポット」にのみ使用してください。慎重に使用してください。そうしないと、近くのタイルから空気をすべて盗んでしまいます。

25% ルール: 低密度サーバー行

私はこれを「ちょうどいい」タイルと呼んでいます。穴は多すぎず、少なすぎず。ネットワーク スイッチ、ストレージ シェルフ、または古いサーバーがそれぞれ約 300 W を使用している場合は、25% が最適です。これにより背圧が発生し、冷気通路内のすべてのタイルに均等に空気が押し込まれます。強い爆発は起こらず、スムーズで安定した流れが得られます。それはまさにサーバー ファンが望んでいることです。ハリケーンではなく、一貫した静かな冷気の流れです。

56% の野獣: ハイパフォーマンス コンピューティング

次に、頑丈なものについてです。 GPU クラスター、AI アクセラレーター、または高密度コンピューティング ノードがある場合、25% がそれらを窒息させます。 56% の穴の開いたタイルが必要です。ただし、警告: これらのタイルは床下の圧力を大幅に軽減します。床の残りの部分を適切なグロメットとブラシ ストリップで密閉する必要がある場合があります。また、56% タイルを 25% タイルの隣に置かないでください。空気は 56% の穴を通って勢いよく流れ、25% のタイルは完全に死んだままになります。高熱ラックをグループ化して、それぞれに独自の「高流量ゾーン」を与えます。

穴の開いたタイルをどこに置くか

それはゲーム「オペレーション」に似ていますが、空気が含まれています。穴のあいたタイルは、サーバーが空気を吸い込む場所の直前にのみ配置してください。それがコールドアイルです。ラックの前面を覆うように配置します。ラックの背面 (ホットアイル) の下に置かないでください。空きスペースの下に置かないでください。また、ファンのない大型 UPS ユニットの下に置かないでください。冷気をレンガの上で無駄にしているだけです。グリッドパターンを使用します。 10 個のラックが並んでいる場合、ラックごとに 2 つの穴あきタイルを、ラックの中央に電源タップがある場合は少しずらして配置します。

ホットアイル/コールドアイルの封じ込めと穴あきタイル

熱い空気と冷たい空気を分離するための障壁を追加した場合、ルールは少し変わります。完全に密閉されたコールドアイルでは、内部の圧力が閉じ込められます。これは、空気がサーバーを通過する以外に行く場所がないため、通常は穴の少ないタイルを使用できることを意味します。 35% のホールから 25% まで低下する可能性があります。しかし、封じ込めは漏れを悪化させます。閉鎖された冷気通路で 1 枚のタイルが欠けていると、風船が割れてしまったようなものです。すべてのプレッシャーが瞬時に消えてしまいます。しっかりと密閉して保管してください。

将来の GPU に備える

先を見てみましょう。次世代チップは、低温ではなく、より高温になっています。そして、どんどん詰め込まれていきます。ラックの電力は、今後 3 ～ 5 年でラックあたり 30kW ～ 50kW に達すると予想されます。基本的な穴あきタイルでは十分ではありません。おそらく、上げ床から完全に離れて液体冷却に移行する必要があるでしょう。ただし、今後 2 年間高床にこだわる場合は、調整可能な穴あきタイルを購入してください。これらにはスライド式の通気口が付いています。開口部を0%から60%まで手動で変更できます。したがって、来月新しい GPU サーバーを追加するときは、歩いてダイヤルを回すだけで、より多くのエアフローが得られます。新しいタイルを購入する必要はありません。

床をシャワーヘッドとして考えてみましょう

安いシャワーヘッドを使ったことがある人は手を挙げてください。電源を入れると、すべての穴から水が滴り落ちますが、圧力はありません。髪を洗い流すことはできません。それは穴の開いたタイルが多すぎる床です。ここで、強力なスプレーを生成する適切なサイズの穴を備えた優れたシャワーヘッドを想像してください。それは、無垢タイルと穴あきタイルが適切に組み合わされた床です。床下のスペースは水道管です。タイルがノズルです。弱い霧雨ではなく、ラックの上部に届く強力なスプレー (高速) が必要です。タイルを最適化すると、データ センターが悲しいスプリンクラーからサーバーの強力な洗浄装置に変わります。

結論: 呼吸は楽、計算はよりハードに

できました。あなたはもうエアフローの初心者ではありません。穴あきフリーアクセスフロアタイルは単なる「穴のある床」ではなく、精密なツールであることがわかりました。穴の量 (25%、35%、または 56%) をラックの熱レベルに合わせ、床下の漏れをシールし、それらのタイルをコールドアイルにのみ配置することで、PUE (電力使用効率) を 15% 以上下げることができます。

今すぐデータセンターを確認してください。暖気通路に穴の開いたタイルが見えますか?移動してください。 GPU を消費しているソリッド タイルはありますか?交換してください。

サーバーの動作音が静かになります。エアコンの稼働頻度が減ります。上司も電気代が安くなることを喜ぶでしょう。

さあ、その空気の流れを修正してください。これを持っていますね。