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Drei Strategien für das Luftstrommanagement im Data Center
Luftströme im Rechenzentrum spielen eine wichtige Rolle für die Lebensdauer Ihrer Geräte. Neben dem Klassiker, der Warm- und Kaltgangeinhausung, gibt es noch weitere Strategien.
Die Kühlung von Computerhardware mit Luft erfordert ein gutes Luftstrommanagement, um konstante Temperaturen zu erreichen. Eine ineffiziente Kühlung erhöht den Energiebedarf der IT-Landschaft und führt im Extremfall zu Fehlfunktionen und Schäden an Geräten wie Servern und Speicher.
Sie zahlen viel Geld für die kühle Luft in Ihrem Rechenzentrum. Daher ist es wichtig, den Luftstrom effizient zu steuern, um von dieser Investition bestmöglich zu profitieren.
Kalt- und Heißgangeinhausung
Die Rechenzentrumsarchitektur mit Warm- und Kaltgängen wurde in den 1980er Jahren zum empfohlenen Standard. Für diese Strategie sollten Sie in ungenutzten Rack-Schienen Füllplatten verwenden und alle anderen Luftspalten abdichten, so dass kalte und warme Luftströme streng getrennt sind und der einzige Weg durch die Server führt. Die Gangeinhausung verbessert die Effektivität und Energieeffizienz Ihrer Kühlanlage weiter, indem der Kaltluftstrom von der Abluft getrennt wird.
Diese Vorgehensweise funktioniert für die Mehrheit der Server, bei denen die Luft von vorne nach hinten durch das Gerät strömt. Der technische Ausschuss 9.9 der ASHRAE empfahl dies im Jahr 2004 als Standard.
Es gibt jedoch einige Ausnahmen, in denen Sie auf andere Strategien ausweichen müssen. Große Netzwerk-Switches arbeiten oft mit seitlichem Luftstrom und Top-of-Rack-Switches (TOR), die rückwärts montiert werden, um die Anschlüsse zugänglich zu machen.
Luftstrom von Seite zu Seite bei großen Netzwerk-Switches
Bei Designs mit seitlichem Luftstrom gibt es zwei Probleme:
- Warme Luft wird zurück in den kalten Gang geleitet, sodass die umliegenden Geräte die warme Luft wieder ansaugen und nicht mehr effizient genug gekühlt werden.
- Wenn Switches nebeneinander montiert sind, wird die warme Abluft von einem Switch zur Einlassluft für den nächsten und so weiter, wobei die Temperaturen immer höher werden, wenn die Luft kaskadenartig von Switch zu Switch fließt.
Es gibt zwei Möglichkeiten, diese Probleme zu beheben. Hersteller von Switches empfehlen, benachbarte Gehäuse vertikal zu versetzen, damit die heiße Luft von einem nicht in den Einlass des nächsten gelangt.
Dies ist jedoch nicht immer ein guter Ansatz. Es ist nicht sehr praktisch, große, schwere Switches weit oben zu montieren und es wird immer noch warme Luft zurück in den kalten Gang geleitet.
Die meisten Schrankhersteller bieten als Zubehör Luftleitbleche (Air Baffles) an, um die Zu- und Abluft so zu lenken, dass beide getrennt sind und die warme Luft in den Warmgang abgeleitet wird. Dies erfordert in der Regel breitere Schränke, um die Luftleitbleche unterzubringen, oder sogar zusätzliche Schänke, in denen Sie die Luftbleche platzieren. Die Auswahl spezifischer Schränke und interner Luftumlenker hängt von den zu installierenden Switches ab, aber breitere Schränke sind immer erforderlich.
Die Lüfter von Computerhardware sind im Vergleich zu den Lüftern von Klimaanlagen klein. Wenn die Luftumlenker zu nahe am Auslass angebracht sind, erzeugen sie einen Druck, der dazu führt, dass die Lüfter mehr Energie verbrauchen und der Luftstrom durch die Hardware nicht ausreicht.
Top of rack Schwitches
TOR-Switches sind eine gängige Methode, um die Zahl der Kabel zwischen den Rack-Schränken und Core-Switches zu reduzieren. Bei den für den TOR-Einsatz gedachten Switches handelt es sich jedoch in der Regel um standardmäßige 1U- oder 2U-Stackables, deren Luftstrom von der vorderen Anschlussseite zur Rückseite verläuft. Dies ist praktisch für den Aufbau größerer Switch-Stapel, doch bei normaler Montage ist es hinderlich, da sich die Serveranschlüsse auf der Rückseite befinden. Es ist üblich, diese Switches umgekehrt zu montieren, so dass die Anschlüsse zur Rückseite des Schranks zeigen.
Außerdem werden sie in der Regel innerhalb des Schranks – hinter der Schrankfront – montiert, um den Zugang zu den Anschlüssen zu erleichtern. Das bedeutet, dass sie heiße Luft aus dem Warmgang ansaugen und wärmere Luft zurück in den Schrank leiten. Diese wärmere Luft zirkuliert dann wieder zurück zur Front. Dies ist nicht ideal für die Lebensdauer von Servern, Speichersystemen und anderen Geräten.
Es gibt zwei Möglichkeiten, dieses Problem zu verringern.
Die meisten Switch-Hersteller erlauben ihren Kunden, die Lüfterrichtung auszuwählen. Sie können Switches für die TOR-Installation bestellen oder sie vor Ort mit Kits für umgekehrte Lüfter umrüsten. Dadurch wird das Problem der Luftstromrichtung gelöst, aber der Switch zieht immer noch heiße Luft aus dem Schrankinneren.
Bei vielen Anbietern sind zudem Vorrichtungen erhältlich, in die sich TOR-Switches einfügen lassen und die ihre Lufteinlässe so erweitern, dass sie kühle Luft von der Vorderseite der Schränke anziehen.
Diese Adapter, die unter verschiedenen Markennamen angeboten werden, sind Switch-spezifisch, daher sollten Sie vor der Bestellung der Adapter Ihren Typ kennen und auf Kompatibilität prüfen.
Da Rechenzentren nicht nach einem einheitlichen Standard konstruiert sind, ist es wichtig, das Luftströmungsmuster jedes Geräts zu kennen und die notwendigen Schritte zu unternehmen, um die Effizienz der Kühlung zu maximieren. Die Hersteller von Schränken und ITE-Zubehör können bei der Auswahl der richtigen Komponenten behilflich sein.
