Почему важно поддерживать температурный режим в серверной. Как обычно устроено охлаждение серверной

    Пожалуй с самого начала хотелось бы разобраться что может представлять из себя обычная серверная комната. Как правило, это закрытое помещение, чаще всего небольших размеров, достаточных для размещения серверных стоек с определенным набором сетевого оборудования. В большинстве случаев серверная комната размещается либо в подвальном/полуподвальном помещении, либо в чердачном помещении. То есть о местоположении серверной комнаты руководство организации задумывается далеко не в первую очередь.
    Предположим, серверная комната находится в подвальном либо полуподвальном помещении. В этом случае кондиционирование помещения будет достаточно осуществлять обычным доступным на рынке кондиционером (сплит-системой). Однако стоит учитывать, что близость почвы и расположение помещения ниже уровня почвы тоже будет давать о себе знать. Не исключен фактор наличия избыточной влажности. Также не исключено наличие коммуникаций отопления, водоснабжения в серверной комнате либо в непосредственной близости, что будет также оказывать непосредственное влияние на температурный режим. Предположим, выбор места для серверной комнаты осуществлялся в самую последнюю очередь, и оказалось, что в помещении установлен радиатор отопления, либо проходят коммуникации с горячей водой. Это обстоятельство несомненно будет дополнительно нагружать систему охлаждения и добавит определенные риски выхода из строя оборудования в случае отказа системы охлаждения. Но не стоит забывать о том, что в некоторых случаях требуется установка дополнительной системы подогрева для поддержания температурного режима. Для этого необходим управляемый обогреватель. Система охлаждения и система отопления должны управляться унифицированным устройством,
    которое позволяло бы считывать данные с датчиков температуры, влажности и передавать команды управления системам отопления либо системам охлаждения, согласно настройкам предельных значений. Приведем некоторые требования к климатическим условиям в серверной:

    1. Должна предусматриваться возможность отключения системы отопления;
    2. Система кондиционирования воздуха серверной должна быть автономной;
    3. Температура в серверном помещении находиться в пределах от +18 до +24 гр. Цельсия;
    4. Влажность воздуха в СП должна находится в пределах от 30% до 50%.

    Рассмотрим ситуацию, если серверная комната расположена в чердачном помещении. Кроме тепла, вырабатываемого в процессе работы оборудования, способствовать повышению температуры будет расположение серверной в непосредственной близости от кровли, которая нагревается от солнечных лучей. Опять-таки высок риск перегрева оборудования и как следствие выхода из строя.
    Как же обычно устроено охлаждение в серверной? Как правило, используется кондиционер (сплит-система), работающий круглогодично в режиме нон-стоп, то есть 24 часа и 7 дней в неделю. Система охлаждения должна быть достаточно надежной, чтобы бесперебойно работать в течение долго времени и поддерживать необходимый уровень температуры и влажности воздуха. Кроме того, в зимнее время года во время действия отрицательных температур оборудованию в серверной комнате также может потребоваться охлаждение. Также может потребоваться отопление. Для включения/выключения отопительной системы требуется система управления, которая сможет управлять обогревателем, основываясь на данных датчиков температуры и влажности.
    Показатель влажности также является важным в работе вычислительного оборудования. При высокой влажности возможны появление конденсата в устройствах и коррозия, что крайне не рекомендуется для оборудования. Для поддержания оптимальной влажности воздуха необходимо выбирать соответствующий кондиционер либо использовать дополнительно осушитель воздуха. Некоторые современные сплит-системы позволяют понизить температуру, осуществить постоянный приток очищенного воздуха, но не позволяют поддерживать его оптимальную влажность. Стоит избегать использования подобных сплит-систем в серверных помещениях. Как правило, в помещении устанавливается один кондиционер, что с точки зрения обеспечения нормального температурного режима недостаточно: в случае внезапного выхода из строя кондиционера возможен перегрев оборудования и, как следствие, его выход из строя. Поэтому рекомендуется устанавливать как минимум два кондиционера. Мощность каждого кондиционера в отдельности была бы достаточной для создания необходимых климатических условий в серверной комнате. Также, используя современные системы мониторинга климата в серверной, возможна настройка поочередной работы кондиционеров для увеличения срока службы и возможности безотказной работы. Используя функции поочередной работы кондиционеров, возможно проведение профилактических работ с кондиционерами, что в конечном итоге увеличит ресурс кондиционеров и обезопасит оборудование от нежелательных повышений температуры и выхода из строя оборудования.

    Пример резервирования кондиционеров:




    Внутренняя система отвода тепла в современных серверах разработана таким образом, чтобы обеспечить охлаждение всех внутренних компонентов, выделяющих тепло в процессе работы. Однако корпус сервера негерметичен, и теплообмен происходит с окружающей средой серверного помещения, поэтому ошибочно считать, что температура воздуха внутри корпуса будет значительно ниже температуры в серверной. Необходимо также учитывать тот факт, что температура воздуха в серверной вне коммуникационного шкафа, в коммуникационном шкафу и непосредственно в корпусе сервера могут отличаться. Поэтому рекомендуется устанавливать температурные датчики не только в серверном помещении на потолке, но и в каждом коммуникационном шкафу, чтобы иметь объективную информацию о климатических условиях как в шкафах, так и вне их. В целях обеспечения правильной циркуляции воздуха в серверном помещении необходимо проектировать установку кондиционера/системы отопления с учётом потоков воздуха, образуемых этими системами. Для этого в серверных шкафах предусмотрена активная вентиляция, обеспечивающая доступ охлажденного воздуха непосредственно в серверный шкаф. Важным также является правильное расположение устройств в серверном шкафу. Это должно быть выполнено с учётом размеров и тепловыделения устройств. Правильным является применение 1U вентиляторов между оборудованием, которое активно выделяет тепло, чтобы обеспечить вентиляцию и необходимый отвод тепла.

    Пример 1U вентиляторов:




    Вентиляторы, установленные в нижней части шкафа для притока воздуха:




    Вентиляторы, осуществляющие отвод теплого воздуха из шкафа:




    На приведенном рисунке показана неправильная установка кондиционера. Рассмотрим очевидные ошибки:




    1. Кондиционер находится прямо над коммуникационным шкафом. В случае возникновения течи в кондиционере оборудование в коммуникационном шкафу окажется залито жидкостью, что может привести к нежелательным последствиям вплоть до короткого замыкания и физического выгорания компонентов оборудования.
    2. Кондиционер установлен почти вплотную к потолку. Подобная установка осложняет возможное проведение технического обслуживания и затрудняет циркуляцию воздуха.


    Так почему же необходимо и важно поддерживать температурный режим в серверной?



    В серверной комнате, как правило, располагается крайне важное и дорогостоящее оборудование. Выход из строя или временные простои в работе оборудования могут привести к материальным и финансовым потерям. Заглянем вовнутрь современного сервера и попробуем выяснить, какие компоненты наиболее критичны к изменению температуры.

    Жёсткий диск.

    Является, пожалуй, самым важным компонентом системы. Соответственно выход из строя жёсткого диска в случае отсутствия резервного может стать критичным для организации. Компоненты жёсткого диска являются чувствительными к изменению температуры: к резким повышениям, понижениям и к перегреву. Повышение температуры, как правило, приводит к расширению материала, из которого изготовлены головки, системы позиционирования головки, магнитные диски. Перегрев может привести к отказу жёсткого диска, что в последствии приводит к нежелательной потере важной и дорогостоящей информации.

    Оперативная память.

    Современная серверная оперативная память снабжена системой пассивного охлаждения и не нуждается в дополнительном охлаждении, тем не менее, стоит помнить, что пассивная система охлаждения эффективна только в определенном диапазоне температур. Если температура в серверной комнате будет повышаться, то никакие радиаторы на линейке памяти не спасут от перегрева оперативную память.

    Процессор.

    Современные процессоры обладают системами защиты от перегрева. Их датчики будут сигнализировать операционной системе о перегреве и предотвращать работу процессора на высоких температурах.

    Наборы микросхем на платах.

    Так называемые северные и южные мосты компьютера также являются мощными выделителями тепла. Обычно указанные контроллеры снабжены радиаторами пассивного охлаждения, но и они чувствительны к изменению температуры воздуха в серверной.
    Суммируя все вышесказанное про компоненты сервера, можно с уверенностью сказать, что при определенных диапазонах температур встроенная система охлаждения сервера достаточно эффективна. В ситуации, когда температура выше рабочего диапазона, система охлаждения может не справиться с задачей отвода тепла. Также необходимо избегать резких температурных скачков, что может привести к потере свойств элементов материнской платы сервера.
    В серверной комнате может быть сконцентрировано некоторое количество дорогостоящего оборудования, которое критично к повышению температуры, к резким изменениям температурного режима, в связи с чем необходимо правильно подходить к выбору системы охлаждения серверной. Необходимо позаботиться о резервном кондиционере и о системе контроля управления кондиционерами, в случае если возникнет неисправность основного кондиционера. Также необходимо помнить, что большинство современных устройств производит достаточное количество тепла и может за короткий промежуток времени значительно повысить температуру в закрытом помещении. Необходимым также является и правильный выбор сплит-системы, отвечающей требованиям серверной комнаты.

    Заключение.



    Хотелось бы напомнить, что современное вычислительное оборудование разрабатывается с учетом работы в определенных климатических условиях. Поэтому эксплуатация оборудования в условиях, отличных от рекомендованных заводом-изготовителем, может привести к выходу из строя оборудования и, как следствие, отсутствию гарантийного ремонта. Учитывая все изложенное выше, рекомендуем использовать надежные системы контроля климата серверной и надежные системы поддержания климата в серверной.

    Использованые ресурсы:

    www.rti-mints.ru/uploads/files/publications/295/tehn_treb_server.doc
    chvcorp.ru
    inpc.com.ua/data/cabinet.html
    www.42u.com/cooling/in-rack-cooling/in-rack-cooling.htm
    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More
    Ads

    Comments 13

      +2
      Так почему же необходимо и важно поддерживать температурный режим в серверной?

      Когда стоишь позади даже одной 42U стойки, забитой полными блэйд-корзинками вперемешку с СХД такие вопросы как-то не возникают.
      Из личного: 12 таких стоек в комнате 15-20 кв.м при выключении всех 6 кондиционеров работают максимум 15 минут, а дальше начинается… печалька :)
        0
        Понимаете, это очевидно нам с вами. А вот людям из недальновидного руководства, которые запихивают сервачную в самое хреновое помещение дома и ещё скупердяйничают на охлаждение, это надо растолковывать.
          0
          Был эпизод в одной довольно крупной конторе.
          Один очень инициативный, но не очень умный охранник, выключил на ночь охлаждение серверной, потому что «в инструкции написано что электроприборы в офисе должны быть выключены».
          Погода в серверной не мониторилась, оборудование пострадало в разных степенях тяжести.
          Больше всего пострадала дисковая полка. Пара десятков поджаренных FC дисков стоят вполне ощутимых денег.
          После этого — и мониторинг появился и к охлаждению стали серьезно относиться.

          Вот так, пока жареный кхм… винчестер по кошельку не клюнет…

            0
            Почему сотрудник, в точности выполнивший инструкцию, характеризуется не очень умным?
              0
              Ну выполнил он не совсем в точности, а с применением фантазии и изобретательности.
              Конечно же виноват не он один.
              Вина лежит и на его руководителе, который плохо ввел в курс дела.
              И на составителе инструкции (который про какие то странные гудящие железки даже и не думал).
              И на руководителе ИТ (который не предусмотрел, не продавил и не подумал).
        –1
        del
          0
          На первой картинке кондеи установлены один над другим, это нормально если они работают строго по очереди.
          Но если брать в расчет возможность одновременного включения, например если тепловая нагрузка по какой то причине возрастет, и одного кондея не хватит, то лучше бы их установить рядом, чтобы не мешали друг другу. Вероятность такого расклада конечно небольшая, но подумать стоит.

          Хотя честно говоря вот такие внутренние блоки кондиционеров не очень хорошо подходят для серверных, разве что как дешевый резерв.

          Датчики температуры стоит устанавливать не просто в каждом шкафу, а по 2-3 в каждом шкафу, на разных уровнях.
          Это позволит выстроить потоки холодного воздуха более равномерно.
            0
            Да, действительно, фото было выбрано именно с тем расчетом, чтобы показать, что во время когда один кондиционер отдыхает, другой работает. Собственно оно и видно, направляющая воздуха открыта у одного кондиционера, а у другого закрыта.

            В данном примере мы рассматриваем серверную, с бюджетным охлаждением, без фальш-полов и шахт для нагретого и охлажденного воздуха. Про серверную с фальш полами, термо-шахтами для холодного воздуха следующая темка)

            Согласен, одного датчика в некоторых случаях недостаточно, но это лучше, чем ни одного.
            0
            Все это, конечно, интересно — но почитав исследование корпорации гугл на тему температуры в серверной — 18 — 24 С — это излишне жесткие требования по температуре.
              0
              А что говорит Гугл? Сколько нужно?
                0
                Failure Trends in a Large Disk Drive research.google.com/archive/disk_failures.
                Исследователи брали показатели температуры SMART (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology) – технологии, которую поддерживает большинство жёстких дисков. И обнаружили, что более высокая температура накопителя никак не коррелирует с более высокой частотой отказов. Судя по всему, температура оказывает воздействие на надёжность старых накопителей, но и в этом случае эффект не столь значителен.
                  0
                  Может быть это и так, но где требования про 18-24?
                    0
                    3. Температура в серверном помещении находиться в пределах от +18 до +24 гр. Цельсия;
                    Вначале статьи вообще-то.

            Only users with full accounts can post comments. Log in, please.