沒有空調(diào)，45°C環(huán)境下，你能做什么？
沒有空調(diào)，45°C環(huán)境下，你能做什么？
江碧球
丁酉年六月夜，IT主管劉憊安睡于塌。
“報(bào)！夏至已至，北半球正式入夏！”
劉憊微挑眉毛，身形未動(dòng)，懶懶吩咐：
“把空調(diào)打開。”
“報(bào)！未來一周內(nèi)北京持續(xù)30℃+！”
劉憊換了個(gè)姿勢繼續(xù)躺著，大手一揮：
“趕明兒買五十斤西瓜。”
報(bào)！溫度太高，空調(diào)失靈，機(jī)房報(bào)警！”
“納尼？！“
劉憊一個(gè)鯉魚打挺跳起來，眨眼間消失在門口。
數(shù)小時(shí)后。
“江工，昨晚上由于溫度過高，我們機(jī)房的空調(diào)不靈了！我接到報(bào)警后趕到現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)所有服務(wù)器都停機(jī)了，只有戴爾易安信的服務(wù)器還在跑，這是不是有問題啊？是熱保護(hù)沒起作用，還是被熱壞了？”電話里劉憊的語氣聽起來很焦急。
“劉總，別擔(dān)心，這是正常的。戴爾易安信的服務(wù)器嚴(yán)格按照新風(fēng)技術(shù)（Fresh Air）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造，本身發(fā)熱少，散熱效果佳，完全可以高溫環(huán)境中正常運(yùn)行，不止服務(wù)器，我們的存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也是如此。”我平靜地回道。
“是這樣啊，我還以為出啥問題了。新風(fēng)技術(shù)這么厲害啊，下次可以介紹一下，讓我也學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)！”
“沒問題！”
位于Round Rock 的小房子
在“更高的環(huán)境溫度下運(yùn)行”，這樣一個(gè)現(xiàn)象背后，是戴爾易安信對(duì)降低數(shù)據(jù)中心整體能耗的關(guān)注。有關(guān)資料顯示，中國數(shù)據(jù)中心的電費(fèi)占了數(shù)據(jù)中心運(yùn)維總成本的60%-70%，而空調(diào)所用的電費(fèi)占其中的40%。
降低數(shù)據(jù)中心能耗尤其是冷卻系統(tǒng)能耗一直是業(yè)界持續(xù)關(guān)注的話題。戴爾易安信早在2008年就導(dǎo)入了新風(fēng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，本身發(fā)熱少，散熱效果佳，完全可以在高溫環(huán)境中正常運(yùn)行，減少了為控制數(shù)據(jù)中心溫度而帶來的能源消耗。
下圖是戴爾易安信建造的支持新風(fēng)技術(shù)測試的小房子——熱房，它有力地展示了新風(fēng)硬件的極端耐溫性，證明無需昂貴的冷卻設(shè)備，新風(fēng)硬件也可整年平穩(wěn)運(yùn)行。
這間8'x10'的戶外小屋坐落在德克薩斯州Round Rock戴爾科技總部不遠(yuǎn)處，它不帶空調(diào)，沒有濕度控制，包括一個(gè)戴爾新風(fēng)功能硬件機(jī)架（含服務(wù)器存儲(chǔ)交換機(jī)）。
在Round Rock，夏季氣溫通常在38°C以上，***可達(dá)44°C。在此環(huán)境下，戴爾易安信熱房采用100%空氣側(cè)節(jié)能技術(shù)，將室外空氣引入結(jié)構(gòu)，通過簡單的吹風(fēng)機(jī)排出熱空氣，全程無需制冷機(jī)參與，依然能保證房內(nèi)所有設(shè)備運(yùn)行正常——這已經(jīng)得到了時(shí)間的驗(yàn)證。
什么是新風(fēng)技術(shù)？
新風(fēng)技術(shù)是一個(gè)經(jīng)過測試和驗(yàn)證的集成數(shù)據(jù)中心冷卻解決方案，它允許設(shè)備在更高的溫度下工作，即使沒有任何制冷機(jī)也不例外。
經(jīng)過實(shí)際測試和驗(yàn)證，戴爾易安信新風(fēng)冷卻解決方案中的服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠在高達(dá)45攝氏度和ASHRAE（美國采暖、制冷和空調(diào)工程師協(xié)會(huì)）規(guī)定的***可行濕度條件下穩(wěn)定運(yùn)行，這一溫度標(biāo)準(zhǔn)也是目前行業(yè)中主流服務(wù)器所提供的***溫度保證。戴爾易安信新風(fēng)技術(shù)硬件滿足并超過ASHRAE A1、A2和A3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，已達(dá)到ASHRAE A4級(jí)要求，每年在40°C至45°C的溫度下運(yùn)行超過1%的時(shí)間。
根據(jù)美國通用服務(wù)管理局的調(diào)查，基準(zhǔn)溫度每上升一度，就會(huì)節(jié)約4％的電能。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)機(jī)房溫度通常設(shè)定在一個(gè)恒定值，當(dāng)一些臨時(shí)工作負(fù)載啟動(dòng)，機(jī)房溫度就會(huì)短暫升高，這就導(dǎo)致冷卻系統(tǒng)頻繁處于加大功率的狀態(tài)。其實(shí)這是沒必要的，把基準(zhǔn)溫度調(diào)高，只要機(jī)房溫度保持在合理范圍內(nèi)，就能***可能節(jié)省電力成本。
然而，多年來，人們認(rèn)為IT設(shè)備理想的溫度范圍為20°C至22°C，由于歷史慣性及對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心運(yùn)行穩(wěn)定性的考量，大多數(shù)IT主管并不愿意改變基準(zhǔn)溫度。
不過，在新風(fēng)技術(shù)支持下，這些擔(dān)憂都不是問題，下圖顯示了戴爾易安信新風(fēng)技術(shù)的優(yōu)勢：
戴爾易安信是如何設(shè)計(jì)新風(fēng)技術(shù)的？
這得益于戴爾易安信的能源智能架構(gòu)(DESA)，它由四個(gè)核心原則組成：設(shè)計(jì)、測量、控制和報(bào)告。
01設(shè)計(jì)核心原則：
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設(shè)計(jì) |
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電源 ● 通用外形規(guī)格 ● 擴(kuò)展CPU瞬時(shí)功率范圍 ● 高效主電源和輔助電源 ● 大小適中 ● 熱備件 ● 智能功率系數(shù)校正 |
電壓調(diào)節(jié)(VR) ● 高效 ● 交換 ● 切相 ● 基于配置的調(diào)整 |
組件 ● 低電壓處理器 ● 低壓DIMM ● 固態(tài)硬盤 ● 可選軟件RAID ● 具有待機(jī)功能的硬盤 |
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散熱 ● 高通風(fēng)機(jī)箱 ● 經(jīng)過優(yōu)化的散熱器 ● 獨(dú)立風(fēng)扇控制 ● 脈寬調(diào)制風(fēng)扇 ● 低功耗風(fēng)扇 |
BIOS ● 處理器P、C、T狀態(tài) ● DDR4頻率選擇 ● DDR4 CKE和自刷新 ● 睿頻禁用 |
主板設(shè)計(jì) ● 低損耗布局 ● 低損耗材料 ● 低損耗接頭 |
一個(gè)詞總結(jié)就是“節(jié)能減排”。通過各種優(yōu)化，以最少的電力輸入產(chǎn)生***的性能輸出，減少損耗，就意味著減少冷卻成本。
02測量、控制和報(bào)告核心原則：
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測量 |
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溫度 ● 環(huán)境、排氣 ● 組件：處理器、芯片組、DIMM、硬盤 ● PCIe適配器、電源 |
電源 ● 電流、BTU、電壓和功率 ● 高精確度 ● 組件：電源、處理器、內(nèi)存、存儲(chǔ)、I/O、風(fēng)扇 |
性能 ● 處理器利用率 ● 內(nèi)存吞吐量 ● I/O吞吐量 |
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控制 |
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BIOS ● 增強(qiáng)型活動(dòng)電源控制器（不依賴于操作系統(tǒng)的處理器電源管理） ● 支持操作系統(tǒng)的處理器電源管理 ● 系統(tǒng)配置 ● 性能 ● 性能功耗比 ● 高密度配置 ● 處理器核心禁用 ● 主機(jī)LOM端口禁用 ● 外置和內(nèi)置USB端口禁用 ● 閑置組件禁用 |
固件 ● 數(shù)據(jù)中心電力和散熱功率封頂 ● 非線性風(fēng)扇曲線 ● 自適應(yīng)散熱算法 ● 閉環(huán)散熱監(jiān)控和調(diào)節(jié) ● 動(dòng)態(tài)DIMM 2倍刷新 ● 系統(tǒng)散熱功率封頂 ● 管理LOM端口禁用 ● 內(nèi)存VR切相 ● 電源庫存/預(yù)算 ● 交錯(cuò)開機(jī) ● 遠(yuǎn)程開機(jī)/關(guān)機(jī) ● 適當(dāng)?shù)腜SU保護(hù) ● 擴(kuò)展功率范圍 ● 物理磁盤電源管理 ● 空閑內(nèi)存控制 |
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OpenManage™ ● 遠(yuǎn)程開機(jī)/關(guān)機(jī) |
OpenManage Power Center ● 提供組級(jí)（機(jī)架、通道、數(shù)據(jù)中心）功率封頂 |
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報(bào)告 |
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戴爾易安信 iDRAC 8 ● 節(jié)點(diǎn)級(jí)能耗報(bào)告：平均、峰值、實(shí)時(shí) ● 節(jié)點(diǎn)級(jí)報(bào)告機(jī)制包括表和圖 ● 節(jié)點(diǎn)級(jí)警報(bào)/提醒，包括無法保持功率封頂?shù)那闆r |
戴爾易安信 OpenManage Power Center ● 提供組級(jí)（機(jī)架、通道、數(shù)據(jù)中心）報(bào)告 ● 組級(jí)能耗報(bào)告：平均、峰值、實(shí)時(shí) ● 組級(jí)報(bào)告機(jī)制包括表和圖 ● 組級(jí)警報(bào)/提醒，包括無法保持功率封頂?shù)那闆r |
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以上大多數(shù)技術(shù)，都在戴爾易安信的服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等產(chǎn)品中得到了應(yīng)用，極大地促進(jìn)了能耗節(jié)約，但戴爾易安信并不就此滿足，又另外對(duì)***的服務(wù)器進(jìn)行了散熱技術(shù)改進(jìn)：
① 增加系統(tǒng)氣流。與上一代產(chǎn)品相比，PowerEdge R740XD增加了17%-50%的系統(tǒng)氣流；R640增加了15%的系統(tǒng)氣流；R740增加了11%的系統(tǒng)氣流。這些改變也為客戶帶來了可觀的好處——增加系統(tǒng)功能/密度以及減少系統(tǒng)配置的限制。
② 重新設(shè)計(jì)硬盤托架，新硬盤托架減少了橫截面，優(yōu)化并***化氣流通道。
③ ***家引入多矢量冷卻（Multi-Vector Cooling）技術(shù)。iDRAC（戴爾易安信遠(yuǎn)程訪問控制器）會(huì)檢測戴爾易安信PCIe卡，并自動(dòng)將正確的氣流輸送到插槽以冷卻該卡；當(dāng)檢測到非戴爾易安信PCIe卡時(shí)，客戶可以選擇輸入PCIe卡制造商指定的氣流LFM（Linear Feet per Minute）要求，iDRAC和風(fēng)扇算法將“學(xué)習(xí)”此信息，并將非戴爾易安信PCIe卡自動(dòng)冷卻，為其輸送適當(dāng)?shù)臍饬鳌?/p>
通過這樣精益求精的設(shè)計(jì)、持續(xù)不斷的技術(shù)改進(jìn)，戴爾易安信將綠色環(huán)保的理念深深植入到產(chǎn)品之中，造就了卓越的產(chǎn)品品質(zhì)，讓數(shù)據(jù)中心越來越“溫暖”。
沒有空調(diào)，你在45°C下可以做些什么？基本上什么都做不了！但戴爾易安信集成新風(fēng)技術(shù)的設(shè)備卻能照常工作，Amazing！
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