Controle de temperatura da sala do servidor

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Temos uma sala de servidores improvisada que contém um rack com meia dúzia de servidores e alguns equipamentos de rede. A sala é resfriada por uma unidade de ar condicionado portátil de mangueira dupla que é ventilada para o sótão. Neste momento, a unidade de ar-condicionado portátil não consegue acompanhar o calor gerado e a temperatura sobe para cerca de 81 graus Fahrenheit antes de estabilizar. Como observação, os servidores estão atualmente montados diretamente um sobre o outro no rack (sem espaço).

Na minha opinião, a única maneira de baixar a temperatura na sala sem obter uma unidade a / c maior é reduzir a quantidade de calor que está sendo gerada. Em outras palavras, preciso reduzir o número de servidores.

Meu amigo argumenta que, se separarmos os servidores, o resfriamento será mais eficiente e resultará em uma temperatura ambiente mais baixa.

Eu acho que meu amigo não entende a lei da conservação de energia. Ajude-nos a resolver esta disputa.

Brandon
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O afastamento dos servidores diminuirá a eficácia do resfriamento, a menos que painéis em branco estejam instalados no rack entre os servidores. O que anulará mais ou menos qualquer perda de calor por radiação através do chassi. Se os painéis em branco não estiverem instalados, isso permitirá que os ventiladores do servidor puxem o ar quente da parte traseira do rack para a parte frontal do rack e depois para os servidores.
EEAA
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@ Magellan - Eu não entendo por que você diz que é hipotético, ele descreveu um problema real que está enfrentando e está procurando uma solução.
Johnny
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81 graus não é necessariamente muito alto - a Dell especifica que seus servidores executam até 95 graus de temperatura ambiente. O maior problema que você enfrenta é a saúde da unidade de ar condicionado - se for uma unidade consumidora funcionando 24 horas por dia, sete dias por semana, para manter a sala a 81 graus, não vai durar muito, espero que você tenha um monitor de temperatura que possa alertá-lo. Colocar em uma segunda condicionador de ar vai ajudar a manter o quarto fresco e fornecer alguma redundância (colocá-lo em um circuito elétrico diferente)
Johnny
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Você não precisa saber que a distribuição de temperatura na sala é ideal antes de abrir a conservação de energia?
Superbest
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81f == 27c. Isso é perfeitamente adequado para uma sala pequena. Nada vai falhar nessas temperaturas. Desconfortável para passar longos períodos em? Dependendo do seu temperamento, talvez. Mas quanto tempo você gasta em um armário de rack?
Mark Henderson

Respostas:

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O fluxo de ar nos servidores em rack (e em qualquer equipamento rack, na verdade) é projetado para se mover horizontalmente, para que possam ser montados em rack uns sobre os outros, sem a necessidade de desperdiçar espaço no rack. Espaçá-los verticalmente não conseguiria efetivamente nada e poderia até diminuir a eficácia do resfriamento, devido à maneira como o fluxo de ar é projetado para funcionar dentro de um gabinete de rack (o ar frio deve entrar pela frente, o ar quente deve sair pela parte traseira e o ar deve fluir através servidores, não entre eles).

Isso não tem nada a ver com conservação de energia; é apenas uma questão de design do fluxo de ar.

Sobre conservação de energia: é claro que você está absolutamente correto; se houver (digamos) cinco objetos quentes liberando calor para uma sala fechada, não importa se eles estão se tocando ou se estão espaçados; a quantidade de calor que flui deles para a sala seria exatamente a mesma.

Massimo
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Os servidores perdem calor pela radiação e também pelo fluxo de ar. Empilhá-los juntos reduz isso. É claro que os T's delta, no caso de servidores, são pequenos o suficiente para que o efeito seja minúsculo.
Konrad Gajewski
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Eles também perdem calor por condução no rack, mas normalmente não construímos grandes aletas de resfriamento nos racks, porque a contribuição condutora é insignificante. Se você está afirmando que as perdas radiativas são significativas, poderia citar alguma evidência?
MadHatter apoia Monica
Eu disse que, se fosse significativo, a temperatura do ar aumentaria, o que é contrário ao que o "amigo" mencionado alega. Na IMO, o efeito é insignificante e, como alguém (EEAA) mencionou, isso pode interromper o fluxo de ar (verdadeiro). Mas NOVAMENTE a pergunta não é "o que eu faço para diminuir a temperatura na sala dos servidores" (eu usaria uma CA melhor, mas sou apenas eu), a questão é se o amigo contesta: "separando os servidores Vou fazê-los esfriar melhor (é claro por radiação), portanto, DIMINUIR A TEMPERATURA do ar na sala do servidor "está certo ou não. Eu afirmo que não é.
Konrad Gajewski
Sobre a conservação de energia. Apenas uma observação: a quantidade de calor que flui deles é a mesma (a longo prazo), mas sua temperatura seria mais alta se eles tocassem.
Konrad Gajewski
2
Repito minha pergunta: se você argumenta que as perdas radiativas são significativas, poderia citar algumas evidências? Não digo que não estejam irradiando, porque não estão no zero absoluto. Simplesmente não vejo razão para pensar que seja significativa em comparação com o resfriamento convectivo forçado e / ou não forçado, e você não me deu uma. Se não for uma fonte significativa de resfriamento, qualquer benefício do resfriamento radiativo aumentado não superará o resfriamento por convecção perdido, e seu primeiro comentário acima é inútil.
MadHatter apoia Monica
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Seu amigo tem a sugestão concreta errada: os eletrônicos montados em rack são projetados para liberar o calor residual de maneira mais eficiente para o ar que flui através deles, e não ao seu redor .

Porém, seu amigo está certo de que pode ser possível reduzir a temperatura da sala sem remover servidores ou substituir a unidade CA. A maneira correta de fazer isso é aproximando a contenção de calor residualcomo será encontrado em data centers projetados profissionalmente. Reorganize a sala e instale barreiras de fluxo de ar e ventiladores de exaustão, para que a saída de ar frio do seu AC portátil flua diretamente para a frente do rack do servidor e o ar quente que sai da parte traseira do rack do servidor seja ventilado para o exterior de alimentação de volta para o AC. Se a unidade CA tiver um duto de exaustão de ar quente, ventile-o também para o exterior e tente colocar o mínimo possível dentro do espaço de ar frio possível. Coloque as placas de cobertura em todas as posições não usadas do rack, para que o ar frio não contorne os servidores. Coloque o sensor de temperatura da unidade CA no espaço de ar quente e defina seu termostato em um grau ou dois acima da temperatura observada nesse espaço quando os servidores estiverem todos ociosos. (Se isso não for possível, eu considere seriamente substituir a CA por um modelo que possua um sensor de temperatura externo. Caso contrário, você ficará preso ao máximo a todo momento.)

Se feito corretamente, a temperatura geral da sala diminuirá de fato e a temperatura de exaustão dos servidores também poderá diminuir. Isso não contradiz a conservação de energia. Os servidores ainda estarão gerando a mesma quantidade de calor residual , mas serão removidos com mais eficiência da sala, para que a temperatura de equilíbrio da sala seja mais baixa. Além disso, o ar condicionado terá que trabalhar menos na mesma quantidade de resfriamento, portanto , consumirá menos energia e produzirá menos calor residual.

zwol
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Conforme observado por uma das outras respostas, os servidores em rack foram projetados para serem empilhados. Seu amigo está (basicamente) incorreto na medida em que o espaçamento dos servidores não alcançaria muito; eles exalam individualmente seu próprio calor com o fluxo de ar através da unidade como foram projetados, independentemente de estarem ou não empilhados. Como você pode imaginar, o fluxo de ar entre as partes externas das unidades de servidor montadas em rack fará pouca diferença porque a) não é assim que elas são projetadas para serem resfriadas e, mais importante, b) o ar na sala que está sendo usado para resfriar os servidores Para começar, é preciso ser legal para um resfriamento eficaz do equipamento.

O problema aqui é que, para que você possa resfriar adequadamente seus servidores, o ambiente em que estão localizados (sua sala de servidores) também precisa ser adequadamente controlado pelo ambiente, de modo que o ar que entra nos servidores para resfriamento seja eficaz em fazendo isso.

Para encurtar a história: você precisa da sua sala do servidor para ser mais legal. A melhor maneira de fazer isso é especificar um sistema de ar condicionado adequado, mas, como você observa, uma maneira (muito) menos desejável de obter uma sala mais fria é ter menos equipamento que gere calor na sala. No entanto, eu recomendaria fortemente que você investisse em um sistema de ar condicionado adequado.

BE77Y
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Não é isso que ele está perguntando. Ele quer saber se o amigo está certo, alegando que o espaçamento (que de fato pode ter um efeito menor - a maior parte do resfriamento é feito pelo fluxo de ar, e não pela própria radiação) dos servidores diminuirá a temperatura do ar na sala.
Konrad Gajewski
Afirmei que o amigo dele estava basicamente incorreto e por quê. Eu esclareci mais.
BE77Y
Sim, mas você disse que ele está errado, porque ele afirma que o espaçamento realizará algo, onde na verdade ele está errado, alegando que o resfriamento aprimorado diminuirá a temperatura do ar na sala do servidor. É claro que o efeito é hora na melhor das hipóteses, uma vez que a maior parte o resfriamento é feito pelos fãs, que são projetados ... etc ... etc ...
Konrad Gajewski
Mais uma vez, por favor, veja a minha resposta - Eu tenho ido sobre isso (e esclareceu-lo ainda mais como por meu comentário acima)
BE77Y
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Ao longo dos anos, encontrei muitos quartos como este. Até que você possa instalar um sistema de A / C da sala ... até as unidades de montagem em parede funcionam maravilhosamente com as unidades de condensador montadas fora do prédio.

Algumas coisas a considerar .. Como sempre o calor aumenta .. Os servidores geram mais calor devido ao número de cisalhamento de ventiladores neles. Os servidores mais antigos emitem mais do que os mais novos. (Os servidores mais novos também são mais silenciosos devido à tecnologia de controle do ventilador ) No entanto .. Qualquer coisa que não possua ventilador .. coloque-os montados mais abaixo no rack. Mova seus geradores de calor para as partes superiores do rack. Espero que seja um rack quadrado de dossel. se possível, ancore-o no chão. COMO ele pode tombar com o peso na parte superior. Se você tiver alguma unidade UPS no rack, coloque-a na parte inferior para verificar o peso. "Baterias" não produzem calor, o carregador o possui acima de qualquer módulo de bateria.

Depois disso, ajuda a retirar o velho ar quente da sala com algum tipo de ventilador exhost em linha. Alguns ventiladores de banheiro ou outros similares ajudam. Monte-os no teto acima do rack de dados. Se o rack for uma unidade fechada com portas, introduza a mangueira diretamente no rack, na parte superior.

Em seguida, sua unidade de A / C portátil tem metade de uma chance. Verifique também se a unidade portátil está aspirando ar de fora da sala, em frente à sala onde o ventilador do exhost está empurrando o ar quente.

Outra opção é ter um ou mais ar "de construção" conduzidos para aquela sala. Então, durante o dia, o sistema de construção, se houver, será adicionado à sala. Eu tive muitos que nem sequer tinham um duto na sala, e as unidades de CA estavam funcionando a todo vapor.

A única maneira de tornar os quartos pequenos um pouco eficientes, se puder.

Com o tempo, atualize para algo como uma unidade de montagem na parede que tenha uma maneira mais eficiente de produzir o A / C sobre a portátil.

Apenas opções para ajudar um no pickle ...

David Thomson
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"Os servidores geram mais calor devido ao número de ventiladores neles" - com certeza não é o contrário?
User253751
Bem, os fãs usam eletricidade, e o uso de eletricidade leva à geração de uma quantidade equivalente de calor. (Simplificado, mas este é um comentário e o espaço é limitado.) Portanto, sim, se você tiver uma caixa de papelão com um zilhão de fãs funcionando e nada mais, a temperatura aumentará em torno dessa caixa de papelão. Espero que esses fãs estejam lá por uma razão, no entanto ...
um CVn
Um gazilhão de fãs certamente gera calor. Mas nos servidores existem ventiladores para ajudar a remover o calor. Se você colocar os ventiladores de um gaziilion dentro de uma caixa de papelão, será mais frio do que se você colocar uma única CPU em execução dentro sem um ventilador.
vasin1987
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@ MichaelKjörling Aqui estão alguns números muito aproximados. Os modernos processadores de desktop rápidos parecem consumir cerca de 100 W de potência : en.wikipedia.org/wiki/List_of_CPU_power_dissipation_figures Por outro lado, a maioria dos fãs de computadores parece consumir cerca de 5 a 10W de energia. Estou deixando de fora muitos detalhes, mas isso deve dizer que você precisa de muitos fãs para igualar uma CPU (desktop moderna) que está sob carga.
Patrick M
@PatrickM Estou perfeitamente ciente do uso relativo de energia dos dois. O ponto foi que David Thomson escreveu que "os servidores geram mais calor devido ao número de cisalhamento de ventiladores neles", o que é verdade se você tiver um grande número de ventiladores em comparação com outros componentes, porque os ventiladores usam energia que gera calor.
um CVn
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Separar os servidores no rack apenas prejudicará o desempenho da refrigeração.

  • Um datacenter típico tem linhas de servidores voltadas para direções opostas. Essa orientação é para que os servidores sempre aspirem ar frio de um lado e drenem o ar quente para o outro. Estes são chamados de corredor frio e corredor quente, respectivamente. O ar frio do ar condicionado é soprado para o corredor frio e o ar quente é extraído do corredor quente.

Corredores frios e quentes do datacenter
Fonte da imagem

  • Para um ótimo desempenho de resfriamento, os corredores frios e quentes devem ser isolados. Se houver vazamento de ar quente no corredor frio, o desempenho do resfriamento será comprometido, pois o ar quente será recirculado pelos servidores. Além disso, como é mais difícil extrair calor do ar frio do que do ar quente, o sistema HVAC precisará trabalhar mais para manter as temperaturas, degradar a eficiência e aumentar o consumo de energia.

  • Para melhorar o resfriamento e evitar sobrecarregar o ar condicionado, tente configurar partições para isolar os lados de entrada e saída do rack. Configure seu HVAC para que o ar frio seja expelido para a frente e o ar quente seja expelido para fora da sala do servidor.

bwDraco
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Um aspecto importante de não permitir a mistura de ar quente e frio é a eficiência: é mais difícil remover uma certa quantidade de calor do ar quente do que do ar quente.
Zac67
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Qualquer aparelho elétrico na sala adicionará aproximadamente a maior parte de seu consumo de energia à sala como calor. Se um servidor estiver consumindo 750 watts de potência, ele liberará 750 watts de calor na sala.

Para que o sistema de resfriamento funcione efetivamente, você precisa reduzir a quantidade de ar quente que fica preso na sala. Coloque a parte traseira do gabinete fora da sala. Isso deve reduzir a carga na unidade CA e reduzir significativamente a temperatura ambiente.

Como um guia aproximado para dimensionar suas necessidades de CA, observe o consumo máximo de energia de todos os itens elétricos da sala, incluindo as luzes. Não leve em consideração as PSUs redundantes, pois elas confundirão as coisas. Adicione tudo e adicione 20%.

Kris
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2

O problema principal aqui é mais fundamental; os servidores na sala estão consumindo uma certa quantidade de eletricidade, trabalhando com ela e fornecendo a você um resultado (computacional) ... bem como eliminando o calor desperdiçado.

Seu problema reside no fato de que, por exemplo, cada servidor lança 200btu durante a operação (apenas para escolher um número). Você tem 6 servidores, com uma saída de 200btu a cada máximo, digamos, mais equipamentos de rede ... você precisa NOTABLY acima de 1200btu em refrigeração para que isso seja resfriado. Você perderá eficiência em algum lugar. Poeira, ventilação, o que for, e você terá fontes de calor que não levou em consideração, como luzes fluorescentes e assim por diante.

O ar condicionado resfria a 81F porque é aí que o sistema de refrigeração provavelmente sobrecarregado diretamente atinge um novo equilíbrio com o ambiente mais quente.

Se essa sobrecarga de refrigeração é o que eu suspeito, a adição de outro servidor PODE aumentar apenas 5 graus, digamos, mas a adição de um segundo provavelmente seria o fim das coisas. Atingiria um ponto de fuga, então os aparelhos eletrônicos menos eficientes derramavam ainda mais calor à medida que corriam mais ...

Neste ponto, você tem uma situação como a minha empresa (em uma sala de servidores com cerca de 300 servidores, pelo que me lembro!) ... os servidores começaram a ficar offline quando atingiram o máximo térmico e desligaram, com a maioria dos demais travando . Quando corremos para verificar a sala, a "falha em massa" era de fato a sala a 120F. Rastrear a CPU e as temperaturas ambientes nunca foi uma coisa para nós, pois "tínhamos refrigeração suficiente" ... pensávamos. Recentemente, adicionamos mais 25 unidades e isso foi mais do que poderia sobreviver.

O espaçamento pode alterar a eficiência da remoção de calor nos próprios servidores , mas a sala está quente simplesmente porque o calor não está sendo removido do ambiente como um todo. Mover o calor de maneira mais eficiente de A para B (computador para sala), sem ter uma maneira de B lançar mais para C (sala para fora / prédio), por sua vez, é derrotista.

Variação de TL; DR: O calor gerado pela conversão de eletricidade em webcomics e compartilhamentos de rede deve ser adequadamente removido pela unidade de resfriamento, o que ela mal consegue fazer no momento. Adicione mais ar-condicionado ou, sim, remova um servidor ou dois.

Em uma pitada, ative o gerenciamento de energia / otimização da CPU nos servidores. Deixe-os inativos, enquanto a CPU não estiver sendo usada ao máximo. Desligue os monitores, desligue as luzes do teto ... verifique também o filtro e as bobinas do A / C, verifique se há poeira, o que tornaria o funcionamento menos eficiente. Além disso, você pode acompanhar os temps do núcleo da CPU local; O 81F nessa sala pode indicar 140 na CPU, ou quem sabe o quê. Não é bom, no entanto.

(editado para esclarecer)

Diamon
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Bem, mas vamos perguntar o seguinte: a temperatura do QUE você deseja diminuir? De fato, após o espaçamento, a temperatura do ar na sala dos servidores pode subir, mas o metal puro pode ficar mais frio. Em outras palavras, seu amigo está errado.

Konrad Gajewski
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Na verdade, seu amigo está certo em separar os servidores, mas está errado quando afirma que isso afetará a temperatura do ar na sala de servidores.
Konrad Gajewski
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Como mencionado acima, espaçar os servidores na verdade diminui a eficácia do resfriamento, não a aumenta.
EEAA
Sim, pode ser esse o caso, porque distorcerá o fluxo de ar, MAS PELA NONA VEZ A PERGUNTA NÃO É SOBRE FLUXO DE AR, MAS CONSERVAÇÃO DE ENERGIA, e alguém alegando que um melhor resfriamento reduzirá a temperatura do ar, onde de fato é o oposto.
Konrad Gajewski
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Eu entendo o seu ponto. No entanto, não é assim tão simples. O resfriamento em CC consiste em levar o ar frio ao lugar certo e garantir que o ar quente não se misture com o ar fresco. Se você conseguir manter a separação quente / frio, isso permitirá que você mantenha seus servidores (a parte que conta) resfriados com muito menos energia geral do que se o ar fosse misturado livremente.
EEAA
@EEAA da descrição do OP Entendo que nenhuma consideração sobre o fluxo de ar foi feita antes da montagem do rack, portanto o ar já está se misturando livremente com a única obstrução apresentada pelos servidores no rack. A condutividade térmica do fluxo de ar resultante provavelmente não ficará significativamente diferente se os servidores estiverem espaçados. Nesse caso, Konrad parece certo que o espaçamento forneceria superfícies de dissipação adicionais para cada um dos servidores, aumentando provavelmente a eficiência líquida (atualmente ruim) do resfriamento. Ainda não seria o ideal, no entanto.
The-wabbit