雖然超融合基礎(chǔ)架構(gòu)會(huì)帶來很多好處，比如精簡(jiǎn)的IT管理方法，但從數(shù)據(jù)中心散熱的角度來看，它也同時(shí)帶來了一些特殊的挑戰(zhàn)。

當(dāng)把超融合基礎(chǔ)架構(gòu)的機(jī)器安裝到機(jī)柜上的時(shí)候，會(huì)在密集的冷卻環(huán)境中制造出高熱量密度。保持散熱通道的暢通無阻非常重要，但是要保證正常的溫度下給予機(jī)器足夠的散熱風(fēng)，還要讓熱量盡量遠(yuǎn)離這些機(jī)器是比較困難的。

其實(shí)對(duì)于其他IT硬件來說這個(gè)原則是一樣的，但是鑒于高度融合基礎(chǔ)架構(gòu)（HCI）的密集性以及安裝的簡(jiǎn)易性，你會(huì)發(fā)現(xiàn)要在數(shù)據(jù)中心打造一個(gè)有效率的散熱系統(tǒng)其實(shí)是很困難的。很多數(shù)據(jù)中心在建立之初并沒有考慮到這種高度融合的系統(tǒng)的散熱問題，但是只要你使用合適的技術(shù)，你還是可以讓你的數(shù)據(jù)中心盡可能地有效。

HCI的電源通常來說可以達(dá)到1000瓦（W）以上，這會(huì)產(chǎn)生很多熱量。一個(gè)2U高的HCI機(jī)器可能會(huì)達(dá)到25-30KW的功耗，相對(duì)來說傳統(tǒng)的1U服務(wù)器只會(huì)產(chǎn)生350-500瓦的功耗而已。即使你已經(jīng)做了很多減少空氣混合的改造（例如分離熱通道和冷通道，使用空白面板和保持密閉度），可能理論上已經(jīng)能夠達(dá)到冷卻的要求，但是實(shí)際上你可能還是達(dá)不到要求的溫度，

美國(guó)采暖、制冷與空調(diào)工程師學(xué)會(huì)（ASHRAE）建議的入風(fēng)溫度是80.6華氏度（或27度攝氏度），這不僅僅能節(jié)省能源，還能增加空調(diào)的制冷能力。更高的進(jìn)風(fēng)溫度會(huì)導(dǎo)致空調(diào)的回風(fēng)溫度也會(huì)更高。一臺(tái)典型的20噸機(jī)房空調(diào)（CRAC）運(yùn)行在84 kW功率和75華氏度進(jìn)風(fēng)溫度的情況下會(huì)提供137kW的冷卻能力以及90華氏度的回風(fēng)。這里的差異還是蠻大的，但是這并不能保證這些冷卻的能力最終都能利用到計(jì)算機(jī)設(shè)備上去。

有效的數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)要考慮性能以及風(fēng)道。如果環(huán)境中空氣不夠的話，服務(wù)器風(fēng)扇會(huì)嘗試從其他地方吸收空氣——這包括了機(jī)柜的頂部、機(jī)柜設(shè)備之間沒有固定的空間、臨近的機(jī)柜或者機(jī)柜與地板的空隙。這會(huì)帶來兩個(gè)問題，第一個(gè)問題是服務(wù)器風(fēng)扇會(huì)加速并且消耗額外的能源。

這樣的結(jié)果是，被服務(wù)器風(fēng)扇抽取的空氣的地方會(huì)比空調(diào)處的空氣熱很多。 如果你的入風(fēng)溫度已經(jīng)非常高了，那么這些昂貴的設(shè)備會(huì)比他們預(yù)想的更熱，從輕的層面上講，這會(huì)帶來一些數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。這還會(huì)減少這些設(shè)備的壽命，并且也會(huì)一定程度損壞這些設(shè)備。

對(duì)于HCI我需要多少空氣呢?

有了以下這個(gè)公式，你就能快速?zèng)Q定你的數(shù)據(jù)中心內(nèi)的空氣數(shù)量是否滿足你設(shè)備的需求了。

CFM = BTU/1.08 x TD

CFM是每立方尺每分鐘的空氣流量

BTU是每小時(shí)英熱量單位的熱負(fù)荷

(BTU = Watts x 3.414)

1.08是在正常情況下的空氣校正常數(shù)

TD是溫差，或者叫做Delta溫度或ΔT

進(jìn)風(fēng)的溫度和出風(fēng)的溫度差異大概在25華氏度左右。

做一個(gè)快速的計(jì)算，假設(shè)電源是在幾乎滿負(fù)載的情況下運(yùn)作的，那么1600瓦單元等效于5460 BTU。假設(shè)溫差是25華氏度，那么設(shè)備需要202 CFM的空氣才不會(huì)出現(xiàn)問題。

如果你在一個(gè)機(jī)柜內(nèi)裝滿了HCI系統(tǒng)，那么你需要4000 CFM的空氣。如果你的空調(diào)是普通的20噸機(jī)房空調(diào)的話，那么它能提供12000 CFM，那么結(jié)果是你只能冷卻3個(gè)機(jī)柜的設(shè)備。即使你假設(shè)服務(wù)器的利用率平均有75%，那么每個(gè)機(jī)柜你還是需要3000 CFM的空氣。

如果我無法提供那么多空氣怎么辦?以下的公式可以幫你解決溫差的問題：

TD = BTU / 1.08 x CFM

4個(gè)利用率75%的機(jī)柜會(huì)需要12000 CFM，但是如果附近的機(jī)柜需要額外的6000W功率的話，那么你就需要等效的6個(gè)HCI機(jī)柜的功耗，即至少18000 CFM。你的機(jī)房空調(diào)可能只能提供12000 CFM。假設(shè)你的服務(wù)器群是在全速運(yùn)行的，但是又不能從其他地方抽取更多的空氣，那么你的溫差會(huì)變成53華氏度。這個(gè)時(shí)候計(jì)算設(shè)備很可能無法忍受這個(gè)溫度，從而會(huì)導(dǎo)致機(jī)器被關(guān)閉，或者失效。

其他空氣氣流限制

如果我們有很多機(jī)房空調(diào)，那么它們可以將空氣直接排放到每一列機(jī)柜中去。如果你使用的是地板下的空調(diào)，格子型的瓷磚也只能提供56%的開放空間，根據(jù)不同的地下壓力它可以提供900-1600 CFM，或者5-9 kW的制冷功率。如果你安裝了過多的這些瓷磚或者風(fēng)扇助力的瓷磚，會(huì)導(dǎo)致地下的空氣壓力變小，從而會(huì)抽取其他排機(jī)柜的空氣。風(fēng)道的大小限制了空氣在空中的傳遞——也就是說即使你有足夠的空調(diào)來傳遞足夠的空氣，但是傳遞的過程中也會(huì)受到一定的限制，從而有一些空氣無法到達(dá)計(jì)算機(jī)硬件。

當(dāng)每一個(gè)機(jī)柜達(dá)到7500 W~10000 W的功率的時(shí)候，你可能需要額外的數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)。有很多冷卻系統(tǒng)是專門用來對(duì)付高密集型計(jì)算數(shù)據(jù)中心的。其中包括地面的和架空冷卻器，后門熱交換器，甚至液體冷卻系統(tǒng)。在未來我們可能會(huì)看到越來越多高性能系統(tǒng)設(shè)計(jì)成支持直接水冷。