在中國的傳統(tǒng)建筑文化中,風(fēng)水絕對是不能忽略的,不管是帝王廣廈還是百姓茅草,都包含了風(fēng)水講究。在中國房地產(chǎn)火熱的今天,購房者也多多少少從風(fēng)水角度挑著房子。但是你聽說過大型商用的數(shù)據(jù)中心建設(shè)也需要先看風(fēng)水么?難道風(fēng)水好的數(shù)據(jù)中心從不宕機?
數(shù)據(jù)中心的“風(fēng)水”可不是迷信
相比中國傳統(tǒng)的風(fēng)水理論,數(shù)據(jù)中心所看重的風(fēng)水則更加貼合實際。以整體架構(gòu)來劃分,目前的主流的數(shù)據(jù)中心已經(jīng)進入第三代,并開始向第四代演進。第一代和第二代數(shù)據(jù)中心分別誕生于20世紀(jì)40和70年代,當(dāng)時數(shù)據(jù)中心多是政府、軍隊、科研機構(gòu)或者大企業(yè)的專屬,選擇的“風(fēng)水寶地”也多是開闊且隱秘的地方(因為服務(wù)器體積龐大且要求保密)。
而從1995至今,隨著互聯(lián)網(wǎng)的興起,國內(nèi)大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心進入第三代,風(fēng)水的選擇不再僅是地域的選擇,開始向內(nèi)部架構(gòu)的建設(shè)上演變,希望更合理的利用“風(fēng)”(此時主要是空調(diào)風(fēng))來實現(xiàn)更低的PUE。因此,原始的空調(diào)制冷開始有了新的變化,一是將冷熱通道分離,另一種則是冷熱混合,這都是追求低PUE的產(chǎn)物。但是隨著互聯(lián)網(wǎng)和各行各業(yè)數(shù)據(jù)中心規(guī)模的膨脹,數(shù)據(jù)中心制冷所需的能耗也在飛速提升,空調(diào)制冷雖然能夠保證服務(wù)器良好運轉(zhuǎn),但是數(shù)據(jù)中心的TCO卻長期居高不下。
典型的下送風(fēng)和冷熱風(fēng)道分離
第四代數(shù)據(jù)中心,如何用自然的風(fēng)和水?
為了降低TCO,近年,第四代數(shù)據(jù)中心的概念被提出,低PUE、低TCO、模塊化、智能化、綠色化是第四代數(shù)據(jù)中心的顯著特征,目前國內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)先企業(yè)也開始建立或者籌劃建立第四代的數(shù)據(jù)中心。巧合的是,風(fēng)和水也在第四代數(shù)據(jù)中心成了關(guān)鍵角色。
為什么第四代數(shù)據(jù)中心需要風(fēng)和水,前三代數(shù)據(jù)中心就不需要嗎?當(dāng)然需要,只不過前三代數(shù)據(jù)中心基本是靠空調(diào)制冷,所以和自然的風(fēng)水成了遠親。而第四代數(shù)據(jù)中心一般是兩種方式:一是利用自然風(fēng),將自然風(fēng)吸入,進行一定加濕,達到標(biāo)準(zhǔn)濕度后吹進機房。二是自然風(fēng)冷結(jié)合水冷方式,液體水對關(guān)鍵部件散熱,比如CPU、內(nèi)存,冷風(fēng)輔助。不管是哪種方式,都依賴于外界環(huán)境,也就是說大自然的溫度不能太高,一般是把21℃定位門檻,半年以上時間低于此溫度才有意義。在中國的西北和東北還可以,可是在最發(fā)達的中東部,那就沒什么意義了。
我國年平均氣溫分布度
浪潮E系高溫耐腐蝕服務(wù)器,溫度提升15℃,三年生命周期節(jié)省1000萬
如何解決地域問題帶來的限制?最有效的辦法是:使用耐高溫服務(wù)器。目前,中國大部分的IDC,溫度控制在30度以下,甚至25度以下,目的是保障服務(wù)器良好散熱,從而穩(wěn)定運行。這樣的IDC就不用談降低PUE了,因為不能從根本解決問題。根本是什么?空調(diào)等制冷系統(tǒng)的電力消耗,所以服務(wù)器的耐高溫能力至關(guān)重要。
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為了能夠適合第四代數(shù)據(jù)中心新風(fēng)制冷的需求,浪潮推出E系高溫耐腐蝕服務(wù)器,采用更為耐高溫的部件,可以在更嚴(yán)酷的機房環(huán)境中正常工作目前已經(jīng)覆蓋浪潮互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)定制化服務(wù)器全系列產(chǎn)品。經(jīng)過嚴(yán)格的測試數(shù)據(jù)表明,浪潮E系高溫耐腐蝕服務(wù)器可在在35℃環(huán)境下正常運行無性能損失,40℃環(huán)境下數(shù)月運行無性能損失,45℃環(huán)境下運行24小時無宕機。假設(shè)一個IDC部署的服務(wù)器最高可以容忍35度的環(huán)溫,那么環(huán)溫完全可以由25度提升到32度(預(yù)留一點余量),可以減少一組空調(diào)。如果可以容忍40度甚至45度的高溫呢?
以某國內(nèi)頂級互聯(lián)網(wǎng)公司在山西的數(shù)據(jù)中心為例,其新風(fēng)數(shù)據(jù)中心單模塊可容納約9600臺服務(wù)器節(jié)點,采用空調(diào)制冷并進行冷熱通道隔離等優(yōu)化措施,PUE可以達到1.37,按照實際供電情況來看,IDC的總功耗約為385萬瓦,其中IT設(shè)備的總功耗約280萬瓦,空調(diào)制冷設(shè)備的功耗約為96萬瓦。使用浪潮E系高溫耐腐蝕服務(wù)器并配合新風(fēng)系統(tǒng)后,新風(fēng)機房溫度由25℃上升為37.5℃,PUE將由傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的1.3降低到1.1,那么按9600臺服務(wù)器節(jié)點整體能耗將能降低46萬瓦(去除了因環(huán)境溫度提升帶來的服務(wù)器單機功耗提升),按照0.8元/度的價格來算,每年可以節(jié)省約370百萬的電費,三年節(jié)約費用1100萬左右!
新風(fēng)制冷的隱患,如何防止元器件被腐蝕?
上面提到,新“風(fēng)”將會極大降低數(shù)據(jù)中心的TCO,那么“水”對于數(shù)據(jù)中心會有什么影響?水,則要分為兩種,一種是空氣中存在的水汽,另一種則是受到金屬管約束的制冷水。眾所周知,采用水冷可以將數(shù)據(jù)中心的制冷效率提升,并有效降低TCO。而空氣中無處不在的水汽,則是新風(fēng)數(shù)據(jù)中心的隱患。
第四代數(shù)據(jù)中心吸入的自然空氣需要控制濕度在夏季45%-65%,冬季40%-70%,空氣中的水可以防止靜電給服務(wù)器帶來的損害。但是這種把自然空氣直接抽入,僅做簡單的濕度調(diào)節(jié)就送入數(shù)據(jù)中心的做法,如果在一個度假勝地那沒什么問題,但是在污染嚴(yán)重的地帶,比如中國的山西那將無異于是自殺行為。因為空氣中的超標(biāo)的硫化物、氫化物在溫濕度適宜的情況下,會與空氣中的懸浮水珠相融,形成酸性的環(huán)境,造成PCB的銅箔、電子器件腐蝕,從而產(chǎn)生大面積的宕機,造成不可挽回的損失。所以在追求PUE時如何保障IT設(shè)備的壽命,就成了關(guān)鍵課題。
耐腐蝕主板在紫外線下成像
其實很簡單,霧霾的時候,人們出行都帶口罩防霾,那么給服務(wù)器也武裝起來。所以在新風(fēng)機房支持耐高溫的同時,耐腐蝕是必不可少的。浪潮E系高溫耐腐蝕服務(wù)器主板表面采用薄膜三防涂覆層工藝,通過了GB/T 2423.51-2000及IEC60068-2-60流動混合氣體腐蝕試驗,能夠有效隔離主板和空氣,使腐蝕性空氣無法直接接觸主板,拒絕空氣腐蝕。同時關(guān)鍵部件,如電源模塊,SAS卡,網(wǎng)卡,背板等均采用三防涂覆工藝,保障整機系統(tǒng)具有耐腐蝕特性,徹底拒絕空氣中硫化物、氫化物對設(shè)備的腐蝕,保證正常使用壽命,為服務(wù)器增強”免疫力”,無懼空氣污染。
據(jù)權(quán)威機構(gòu)調(diào)查顯示,我國每年用于服務(wù)器的電源和冷卻的總開支超過了20億美元。利用新風(fēng)技術(shù),可在春、秋、冬季引入室外低溫空氣,關(guān)閉精密空調(diào),節(jié)省約25%左右的數(shù)據(jù)中心制冷能耗。浪潮E系高溫耐腐蝕在基本不增加設(shè)備成本的前提下,實現(xiàn)耐高溫和耐腐蝕雙重特性,保障新風(fēng)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器集群穩(wěn)定高效運轉(zhuǎn)。
浪潮SA5212E4高溫耐腐蝕服務(wù)器
浪潮E系高溫耐腐蝕服務(wù)器已經(jīng)覆蓋浪潮互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)主流服務(wù)器機型,包括互聯(lián)網(wǎng)2U計算存儲均衡類服務(wù)器SA5212E4、1U偏計算類服務(wù)器SA5112E4、NF5180E4,浪潮2U旗艦服務(wù)器NF5280E4。并且SmartRack高密度存儲節(jié)點SN6115M4s也可支持高溫耐腐蝕特性,在降低數(shù)據(jù)中心TCO的同時,滿足客戶在分布式存儲、高密度計算、云計算等業(yè)務(wù)應(yīng)用的需求。目前,浪潮E系高溫耐腐蝕服務(wù)器已在百度取得批量部署,并通過1年以上實際測試,服務(wù)器表現(xiàn)穩(wěn)定、出眾。