隨著半導(dǎo)體芯片技術(shù)的高速發(fā)展，電腦處理器芯片的運算速度成倍地增長而體積卻大幅縮小，但隨之而來的是服務(wù)器高發(fā)熱量的散熱問題。特別是隨著刀片服務(wù)器逐漸得到廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)中心的部署密度正日益增加：把熱插拔和冗余運用到刀片服務(wù)器之中，這些設(shè)計滿足了密集計算環(huán)境對服務(wù)器性能的要求。 從表面看，與傳統(tǒng)的機架/塔式服務(wù)器相比，刀片服務(wù)器能夠最大限度地節(jié)約服務(wù)器的使用空間和費用，實現(xiàn)機柜優(yōu)化的飛躍。但同時也造成了單個機架或機架局部單位面積發(fā)熱量急劇上升，并導(dǎo)致機房局部“發(fā)熱”的高熱密度現(xiàn)象的產(chǎn)生。雖然很多刀片服務(wù)器在設(shè)計中采用了低功耗的處理器，但依舊是機房中最大的熱源之一。這使得4 kW，6 kW，8 kW，10 kW，甚至是12 kW熱量的機柜相繼出現(xiàn)。因此，數(shù)據(jù)中心面臨著因刀片服務(wù)器帶來的局部過熱而燒毀服務(wù)器及小型計算機擋機的威脅，進而可能給投資者和用戶造成經(jīng)濟及無形資產(chǎn)的損失。

對此，過去把靜電地板下作為送風靜壓箱選用下送風方式冷卻設(shè)備的做法已經(jīng)是行不通了。在此背景下，各種以解決高熱量、高密度、熱負荷的空調(diào)方案應(yīng)運而生。

一、冷熱通道隔離送風方式

目前，較為普遍的做法是將機柜按熱通道和冷通道的方法布局，將冷熱通道完全隔離開來，空調(diào)選用下送風方式，所有空調(diào)產(chǎn)生的冷量均由冷通道進入機房并被機柜吸入，對服務(wù)器進行冷卻后由服務(wù)器排風扇將熱量排入熱通道，最后被吸入空調(diào)機，這樣組成一個完整的冷熱對流循環(huán)(如圖1所示)。

在實際運用中，選用冷熱通道隔離的送風方式冷卻高熱密度機柜的方法要注意以下幾個問題。

(一)空調(diào)配置時不能光考慮機

房熱量和冷量的匹配問題認為冷量和熱量匹配機房就一定能達到理想的溫度和濕度的觀念是錯誤的。而只有送到每個冷通道的冷量大于這排機柜所發(fā)出的熱量(至少要等于這個熱量)，才能將這排機柜產(chǎn)生的熱量平衡掉。

(二)選用下送風方式必須保

證從靜電地板下出風口送出的風速如果風速過低，會導(dǎo)致機柜下半部分獲得較多的冷量，而上半部分冷量較少，導(dǎo)致冷卻效果較差，機柜的熱量沒有被充分地平衡掉，進而可能導(dǎo)致機柜溫度升高而燒毀服務(wù)器的故障。理想的做法，是空調(diào)送出的冷量能層層進入服務(wù)器機柜，即可以通過風管定點送風(如圖2所示)。

南京佳力圖空調(diào)機電有限公司(以下簡稱“佳力圖公司”)曾用此方法為用戶改造機房，具體做法是：首先計算出機房的總熱量和總冷量，然后在每排機柜上方架設(shè)風管，并在每個機柜后面安裝一個風道，冷風直接進入機柜對服務(wù)器進行冷卻，從而充分地發(fā)揮了空調(diào)的作用。

二、全新水平送風方式解決方案

(一)下送風和上送風方式的弊端

過去的機房專用空調(diào)往往采用下送風或上送風兩種方式，但隨著大功率服務(wù)器的出現(xiàn)，上述兩種送風方式已無法解決高熱量機柜的散熱問題，其弊端包括以下幾個方面。

1.為保證空調(diào)送出的冷量與設(shè)備發(fā)出的熱量有效對流，完成冷熱交換，使電子設(shè)備工作在規(guī)定環(huán)境溫度和濕度內(nèi)，需要空調(diào)配置較大功率的風機，以保證空調(diào)的大風量和高風壓，但這是非常不節(jié)能的。

2.在大多數(shù)下送風機房中，空調(diào)送出的冷量往往是自下而上傳遞的，而2.2米高的服務(wù)器機柜內(nèi)有多層服務(wù)器。雖然我們希望水平放置的服務(wù)器每層都能獲得有效的冷卻，以保證服務(wù)器安全穩(wěn)定工作，但事實上由于空調(diào)送風和服務(wù)器內(nèi)排風扇組成的氣流是垂直關(guān)系，在沒有強制密閉送風通道保證的前提下，很難保證空調(diào)送出的冷量能夠有效地進入服務(wù)器機柜。而要保證空調(diào)送出的冷量能達到2.2米機柜的上方，就要求空調(diào)送出的風速要達到5 m/s左右，這樣快的風速在傳遞中需要較大的風壓，而與之垂直放置的服務(wù)器內(nèi)的風扇由于風速和風壓都較小，因此吸入服務(wù)器內(nèi)的冷量非常有限，對2 kW熱量的機柜往往能滿足要求，但對4 kW以上熱量的機柜，吸入的冷量就遠遠不能滿足冷熱對流交換的要求，從而導(dǎo)致機柜局部過熱。如果空調(diào)送風速度低于2.5 m/s，那么空調(diào)送出的冷量根本無法使機柜1.5米以上的服務(wù)器得到很好的冷卻而出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象。

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