時昊

（哈爾濱松江電機有限公司，黑龍江 哈爾濱 150046）

數(shù)據(jù)中心耗能嚴重一直困擾運營者，但通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，耗能嚴重產(chǎn)生的直接原因是：并未對機房熱點采取正確降溫手段所致，如何正確處理數(shù)據(jù)中心“熱問題”成為運營者需要關注的焦點。

1 數(shù)據(jù)中心高熱密度的現(xiàn)狀

從2000年前后開始，由于數(shù)據(jù)中心電子設備發(fā)熱量快速增加，不斷有人提出數(shù)據(jù)中心高熱密度問題，越來越多的解決方案也被提出來。同時隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的規(guī)模越來越大，發(fā)熱量也越來越大，因此，所謂的“熱問題”也越來越嚴重。

然而，“熱問題”真的這么嚴重？“熱密度”真的有這么高嗎？

通過實地走訪，調(diào)查大量的機房后，我們發(fā)現(xiàn)：90%以上的機房存在“過熱”問題 。同時，這些機房的確“很冷”就是說：大量機房確實存在所謂的“熱問題”，而在一般情況下，這就是所謂的“高熱密度”問題。然而，我們還必須透過現(xiàn)象看本質(zhì)，要真正地認清這個“熱問題”到底是什么問題？

熱點與熱區(qū)的概念

機房管理人員應該很容易聯(lián)想到：機房的過熱實際上是指：“局部過熱”，并且這種局部過熱的區(qū)域?qū)τ谡麄€機房來講，相當于一個“點”，也就是我們所述的“熱點”。這種熱點，實際區(qū)域很小，大多數(shù)情況下就是1個機柜或2個機柜而已。這就是所謂的“熱點”概念。與熱點概念相對應，我們可以引出一個“熱區(qū)”概念。如果將多個熱點集中在一起形成一個溫度較高的區(qū)域，該區(qū)域就可以稱之為“熱區(qū)”。

熱點：少數(shù)幾個機柜發(fā)熱量過大形成的小范圍的局部過熱區(qū)域。

熱區(qū)：相對集中的較多發(fā)熱量過大的機柜形成的較大范圍的過熱區(qū)域。

熱點與熱區(qū)需要區(qū)別對待。由于熱點問題的存在，制冷設備供應商與數(shù)據(jù)中心用戶想出了很多的解決方案，實際上，其中很多的方案是針對“熱區(qū)”而言的。就是說：在數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)了“熱點”時，采用了“熱區(qū)”解決方案，更有甚者，采用“機房”解決方案來解決“熱點”問題。這造成了大量的浪費。

這里羅列部分實際之中解決熱點的辦法：

·降低數(shù)據(jù)中心機房的空調(diào)溫度

·增加空調(diào)機的數(shù)量

·調(diào)整空調(diào)機的安裝位置

·采用全新的數(shù)據(jù)中心熱點解決方案

·安裝風管定點送風

·新建機房

·……

·多種方案的綜合

不管采用哪種方案，至少存在：投資較大，工作量較大、工期長、能耗增加的問題。

如上所述，采用“熱區(qū)”或“機房”解決方案來解決“熱點”問題，造成大量浪費，相當于“用牛刀殺雞”。那么，為什么不采用“熱點”解決方案呢？我們認為：實際上，采用“熱區(qū)”解決方案來解決“熱點”問題，也是不得已的措施，原因卻相當簡單：缺少合適的“熱點”制冷解決方案(產(chǎn)品)。

2 現(xiàn)有熱點解決方案及其缺點

用戶與制冷設備供應商共同想出了很多解決辦法，這里介紹其中的主要方法及其不足之處：

降低數(shù)據(jù)中心空調(diào)溫度

數(shù)據(jù)中心的空調(diào)控制溫度一般為：24℃，當某個機柜出現(xiàn)過熱現(xiàn)象時，管理人員會簡單認為：房間溫度不夠低，于是：就將機房的控制溫度降低，從24℃降低到20℃，甚至18℃。

這種方法在許多情況下是有效的，并且是最簡單的方法，因此這種方法被廣泛使用。 然而，這種方法立即將機房的空調(diào)能量消耗提升10%以上，因為房間溫度每降低1℃，空調(diào)機的制冷效率降低2%-3%以上，同時制冷量還降低3%-5%，還會引起過多的不必要除濕和加濕。此外，如果機房進一步過熱，這種方法就不管用了，因為機房空調(diào)機的控制溫度不能進一步降低。

增加空調(diào)機。一些用戶簡單認為出現(xiàn)過熱現(xiàn)象是因為空調(diào)機的能力不夠，需要增加空調(diào)機。某些情況下，這種方式有效。當補充空調(diào)機的安裝位置恰當，其冷風可以直接送到過熱區(qū)域時，這種方案解決了問題。應該說這種方案會引起較大的投資。

分散負荷。當某個機柜出現(xiàn)過熱時，比較有經(jīng)驗的用戶會采用“負荷分散”的方法，即：將發(fā)熱量比較大的機柜內(nèi)部的服務器分散安裝到其他負荷比較小的機柜之中去。這種方法是有效的，不過也會引起一系列的服務器拆、裝工作量和費用。此外，有時也不一定可行，因為有的用戶必須將自己租用的服務器放在一個集中的地方。

調(diào)整空調(diào)機的位置。出現(xiàn)過熱時，數(shù)據(jù)中心用戶會同空調(diào)設備安裝人員溝通，有經(jīng)驗的設計、安裝人員考察用戶現(xiàn)場后，會向用戶提出這個解決方案。應該說，這種方案是可取的。通過調(diào)整空調(diào)機的位置，改善氣流組織，使過熱現(xiàn)象消除。這種方法所增加的費用主要就是：空調(diào)機位置改變時的安裝、管路(風管、水管、銅管)連接等工作量和相關費用。應該說，這種費用有時相當高，有時可實施，有時不可實施。

安裝風機、風管

這是一種比較直觀的、直截了當?shù)慕鉀Q思路。通過將空調(diào)機送出的冷風利用風管送到需要冷風的熱點，如果空調(diào)機的送風風壓不足，再在風管上安裝一個增壓風機(多數(shù)情況下都需要增加風機，否則會降低相關空調(diào)機的送風能力及制冷性能)。這種方案也存在一些問題，例如：沒有備份、投資高、機房有足夠的空間安裝風管才行。

“高熱密度”到底有多高。當前數(shù)據(jù)中心大多數(shù)機柜的熱密度為1500W-3000W/機柜(這里我們將其命名為普通機柜)。(折算到IT設備機房的平均熱密度為：800W-2000W/m2)。不過，也有很多的機柜，其最大發(fā)熱量超過這個數(shù)值，達到：3000-20000W/機柜，但絕大多數(shù)的機柜的最大發(fā)熱量小于：7kW/機柜。這里我們將發(fā)熱量在3000-7000W的機柜命名為“高熱”機柜，同時將發(fā)熱量大于7kW的機柜命名為“超高熱機柜”，將這兩種機柜統(tǒng)稱為“過熱”機柜。

3 結(jié)束語

根據(jù)實地走訪大量機房，加上其他與相關人員的口頭溝通，我們估算出：目前在過熱機柜中，高熱機柜數(shù)量占95%以上，超高熱機柜不到5%。我們既需要解決不足5%的超高熱機柜的散熱問題，也需要很好地解決更大多數(shù)“高熱”的機柜的散熱問題。同時，我們不能用“超高熱”散熱方法來解決“高熱”機柜的散熱問題，更不能用常規(guī)機房空調(diào)的方法來解決“過熱”問題。

[1]焦瑋，劉芳.構(gòu)建高性能的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡[J].中國計算機報，2009-02-09.