企業(yè)網(wǎng)D1Net 3月14日 數(shù)據(jù)中心里的任何設(shè)備都離不開一個共同的重要部件,就是風(fēng)扇。無論是服務(wù)器還是網(wǎng)絡(luò)、存儲等設(shè)備里都有風(fēng)扇,通過風(fēng)扇可以及時將設(shè)備運行時產(chǎn)生的熱量通過冷風(fēng)帶走,從而達到降低設(shè)備運行溫度的目的。如果沒有風(fēng)扇,就無法保證設(shè)備器件恒溫運行,設(shè)備長時間持續(xù)高溫運行還會加速器件的老化,縮短設(shè)備運行的生命周期,所以數(shù)據(jù)中心里幾乎所有的電子設(shè)備都有風(fēng)扇。有了風(fēng)扇,就需要考慮通風(fēng)通道的設(shè)計,合理的通風(fēng)設(shè)計可以大大提升設(shè)備的通風(fēng)效果。
電子設(shè)備的通風(fēng)按照風(fēng)向,可以分為前后通風(fēng)、左右通風(fēng)以及上下通風(fēng)。早期的數(shù)據(jù)中心設(shè)備采用哪種通風(fēng)設(shè)計的都有,這主要和設(shè)備的部件布局有關(guān),以前的設(shè)備完全是在設(shè)計完設(shè)備的硬件布局后,再去考慮哪種方式的通風(fēng)效率最高。比如對于一款高端的網(wǎng)絡(luò)交換機,本身有多塊單板,如果單板是橫插在機箱里的,那么通風(fēng)只能采用左右通風(fēng)的方式,這時如果采用上下通風(fēng),單板底板就會擋住通風(fēng),沒有多余的地方設(shè)計風(fēng)道。如果考慮用前后通風(fēng),則必須要在單板的面板上開通風(fēng)孔,以便風(fēng)可以從前面進來,風(fēng)扇設(shè)計到機箱后面,通過風(fēng)扇將熱風(fēng)帶走。數(shù)據(jù)中心技術(shù)發(fā)展到今天,能耗問題出現(xiàn)突顯出來,能耗已經(jīng)成為困擾數(shù)據(jù)中心發(fā)展的主要障礙,而數(shù)據(jù)中心設(shè)備散熱幾乎占據(jù)了1/3的能耗,散熱效率的高低直接影響著數(shù)據(jù)中心能源消耗的大小。數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域也出現(xiàn)形成了一些技術(shù)規(guī)范,那么采用前后通風(fēng)的方式幾乎成為了既定標準,現(xiàn)在進入到數(shù)據(jù)中心的設(shè)備無一例外地要求采用前進風(fēng),后出風(fēng)的通風(fēng)方式,只有滿足前后通風(fēng)方式的設(shè)備才有機會進入數(shù)據(jù)中心。這種幾乎強制性的規(guī)范使得數(shù)據(jù)中心設(shè)備商在設(shè)計產(chǎn)品之前就要考慮通風(fēng)問題。首先,如果準備將設(shè)備投放到數(shù)據(jù)中心,最先要考慮的就是通風(fēng)設(shè)計,而不是在設(shè)備設(shè)計完畢后才去考慮通風(fēng)。這設(shè)備的部件布局設(shè)計之前就要考慮通風(fēng)。比如設(shè)備的主要發(fā)熱部件要處于通風(fēng)最有利的位置,部件布局要盡量在設(shè)備內(nèi)形成多條通風(fēng)通道,不會對氣流形成阻塞,器件排列要盡量有序,在整個產(chǎn)品的設(shè)計過程中使用將通風(fēng)放在首要考慮的部分。
數(shù)據(jù)中心的設(shè)備采用前后通風(fēng)的方式,指的是設(shè)備的入風(fēng)口在設(shè)備前面,出風(fēng)口在設(shè)備后面,從設(shè)備前面進入冷風(fēng),從設(shè)備后面帶出熱風(fēng)。數(shù)據(jù)中心的整體冷風(fēng)通道部署在設(shè)備的前側(cè),部署有進風(fēng)口,在設(shè)備后側(cè)是熱風(fēng)通道,部署有出風(fēng)口。顯然這種方式更有利于數(shù)據(jù)中心風(fēng)道的部署,只要在每一排機架前后設(shè)計入出風(fēng)道即可,但前后風(fēng)道的設(shè)計給設(shè)備商還是帶來了麻煩。首先,受機架尺寸限制,設(shè)備都是前后長,左右短,因此本身前后通風(fēng)通道就比較長,不利于散熱。其次,數(shù)據(jù)中心幾乎所有的設(shè)備前面都要有大量的狀態(tài)指示燈、端口、標識等等,根本沒有多余的空間設(shè)計通風(fēng)風(fēng)道,所以往往只能通過在前面板上大通風(fēng)孔的方式,來保證進風(fēng)。通風(fēng)孔越大,進風(fēng)越多,但也越容易進灰塵,長期運行的設(shè)備內(nèi)部將會沉積大量的灰塵,是發(fā)生短路、腐蝕、靜電的主要成因。在設(shè)備的前面安裝防塵網(wǎng)影響美觀,也不易實現(xiàn)。再次,前后通風(fēng)只能將風(fēng)扇設(shè)計安裝到后面(因為正面有大量信息、接口要提供給用戶使用),那么只能采用抽風(fēng)的方式。所以前后通風(fēng)的方式也給產(chǎn)品設(shè)計帶來了一定的難度。
再來說一說左右通風(fēng)的方式,早期的很多網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品都是采用左右通風(fēng)的方式,因為這樣的方式最便于產(chǎn)品內(nèi)部通風(fēng)設(shè)計,也便于安裝防塵網(wǎng),有效地防止灰塵的進入,防塵網(wǎng)安裝在一側(cè)便于拆卸和清洗,尤其是具有多個插槽的設(shè)備,左右方向天然就存在大量的縫隙,通風(fēng)效果最好,產(chǎn)品設(shè)計時幾乎不需要考慮通風(fēng)問題,只需要最后在一側(cè)加裝上風(fēng)扇就可以了。但是這種方式對于單臺設(shè)備通風(fēng)效果很好,而在數(shù)據(jù)中心幾乎都是一排放置的設(shè)備,如果采用左右通風(fēng)的方式,一臺設(shè)備的出去的熱風(fēng)幾乎又進入了另一臺設(shè)備中,從而數(shù)據(jù)中心整體散熱效果很差,設(shè)備之間散熱互相影響,整個數(shù)據(jù)中心散熱處于無序的狀態(tài)。現(xiàn)在這種左右通風(fēng)的方式越來越不適應(yīng)數(shù)據(jù)中心的發(fā)展,面臨淘汰。
最后說一下上下通風(fēng)方式,在一些數(shù)據(jù)中心是采用的地板送風(fēng),吊平頂排風(fēng);也可以頭部以上送風(fēng),地板下排風(fēng),即這種上下通風(fēng)的方式,那么也有一些設(shè)備設(shè)計為上下通風(fēng)的方式,這種方式多見于一些大型設(shè)備,一般講風(fēng)扇安裝在設(shè)備頂部或者底部,這種通風(fēng)方式使人不論站在設(shè)備的任何位置都感受不到強風(fēng),給用戶提供一些良好的工作環(huán)境,而不像前后或者左右通風(fēng)的數(shù)據(jù)中心,長時間站在通風(fēng)口就會讓人難以忍受。采用上下通風(fēng)方式的設(shè)備在產(chǎn)品設(shè)計時,所有的部件都是采用左右的分布方式,便于通風(fēng),設(shè)計難度介于左右和前后之間。由于數(shù)據(jù)中心采用上下通風(fēng)對數(shù)據(jù)中心機房的高度有一定要求,這種方式也在逐步減少。而且在數(shù)據(jù)中心里應(yīng)用最廣泛的服務(wù)器設(shè)備由于高度有限,根本無法采用上下通風(fēng)的方式,所以數(shù)據(jù)中心設(shè)備采用上下通風(fēng)方式的越來越少。
數(shù)據(jù)中心設(shè)備無論是采用哪種通風(fēng)方式,目的都是為了解決設(shè)備的散熱問題,隨著數(shù)據(jù)中心設(shè)計的規(guī)范化,在業(yè)界已逐漸形成了共識,即數(shù)據(jù)中心設(shè)備一律需要采用前后通風(fēng)的設(shè)計方式,數(shù)據(jù)中心的通風(fēng)系統(tǒng)也要統(tǒng)一采用前后的方式,即在數(shù)據(jù)中心的機架前后分別是冷熱通風(fēng)道。規(guī)范化的設(shè)計,有利于數(shù)據(jù)中心的快速發(fā)展,也將有效降低數(shù)據(jù)中心的使用能耗。