氣流管理的考慮將告訴我們?nèi)绾卫梦覀冏吭降臍饬鞴芾韺?shí)踐來降低數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營成本。

在系列早前的文章中，已經(jīng)向大家證實(shí)了數(shù)據(jù)中心運(yùn)行在提高服務(wù)器風(fēng)扇能耗降低能耗之前，在服務(wù)器性能受到不利影響之前，在服務(wù)器價(jià)格增長(zhǎng)，提高運(yùn)營費(fèi)用之前，可以比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心建議的運(yùn)行溫度要高。

緊接著，建議無冷水機(jī)組的數(shù)據(jù)中心比傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心更加顯示，并且，通過證據(jù)顯示，由OEM廠商提供的ICT設(shè)備通常允許比主流標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)準(zhǔn)則更寬的濕度范圍。

本系列的前5個(gè)部分提供了來自制造商產(chǎn)品信息、獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果和數(shù)學(xué)模型的證據(jù)，這些信息結(jié)合在一起，向我們對(duì)設(shè)計(jì)、建造和操作數(shù)據(jù)中心的有效性提出了一個(gè)十分有利的證明——現(xiàn)在完全有條件建立、運(yùn)行沒有冷水機(jī)組或制冷劑冷卻的數(shù)據(jù)中心。今天我們?cè)诔錆M爭(zhēng)議的環(huán)境中，研究一下ICT設(shè)備的可靠性。

很明顯，在有了一些溫度限制之后，服務(wù)器的故障率開始上升，另外，為什么所有的制造商出具的用戶文檔以及各類行業(yè)推出的標(biāo)準(zhǔn)都對(duì)設(shè)備的進(jìn)風(fēng)溫度做出了最高、最低的限制呢?

隨著時(shí)間的推移,這些指南的范圍已經(jīng)擴(kuò)大, 我們不禁想到，當(dāng)ASHRAE TC9.9首次創(chuàng)建一個(gè)允許的溫度限制類別時(shí)，短時(shí)間內(nèi)的定義可能是什么：是以分鐘?小時(shí)?天數(shù)為單位?這樣做是否會(huì)產(chǎn)生災(zāi)難性的崩潰或加速一些計(jì)劃故障率呢?

早在六年前，我已經(jīng)得到了答案,但出于某種原因,這些答案對(duì)于我而言，還不算是重大的突破，只是前進(jìn)路上又進(jìn)了一小步。這一突破是ASHRAE TC9.IT小組委員會(huì)中的19家的ICT 的OEM廠商向我們揭開答案。

設(shè)計(jì)，建造和維修ICT設(shè)備業(yè)務(wù)的每個(gè)人都具有從設(shè)備故障保修經(jīng)驗(yàn)中獲得的某些數(shù)據(jù)庫，其中大部分?jǐn)?shù)據(jù)包括有關(guān)故障條件(包括溫度)的內(nèi)部足跡。

對(duì)于那些公開的數(shù)據(jù)信息的人來，似乎不太謹(jǐn)慎，他們對(duì)此會(huì)做出半公開的信息——在L平臺(tái)運(yùn)行的18個(gè)月的時(shí)間里，服務(wù)器有14%的故障率，運(yùn)行溫度在90 F(32℃)的時(shí)候，運(yùn)行時(shí)間超過30%。

他們進(jìn)一步透露出的信息是，在68 F(20℃)時(shí)，他們的設(shè)備會(huì)遇到某種位置的故障率，他們的常規(guī)客戶群將能夠從經(jīng)驗(yàn)中脫穎而出，然后他們可以分享他們?cè)谔囟囟鹊陀?8 F的實(shí)際體驗(yàn)，他們的設(shè)備可能會(huì)有90%故障率，而在某些特定溫度高于68 F的情況下，他們的設(shè)備可能會(huì)以1.15%的故障率，或其他任何歷史顯示失敗。

下面的表1總結(jié)了這一練習(xí)的結(jié)果，其中基線被確定為68 f的預(yù)測(cè)設(shè)備故障，與高于平均服務(wù)器(下界)、平均服務(wù)器和平均服務(wù)器(上界)的基準(zhǔn)線的基線不同。

　　圖1：在不同進(jìn)風(fēng)溫度下的服務(wù)器故障率

探索這些溫度限制、閾值的動(dòng)機(jī)是確定是否可以在沒有冷卻器或任何制冷劑冷卻的情況下設(shè)計(jì)和操作數(shù)據(jù)中心。 因此，我們了解到，我們的供應(yīng)溫度不會(huì)是一個(gè)固定的設(shè)定點(diǎn)，而是在某些合理的范圍內(nèi)，采取某種形式的自由冷卻來追隨“大自然”。

例如，如果我們?cè)诿髂岚⒉ɡ埂⒎ǜ辍⑾耐氖褂每諅?cè)節(jié)能裝置，我們將在再循環(huán)混合箱中捕獲足夠的回流空氣，以便在冬季將我們的最低溫度保持在某一預(yù)定溫度。

對(duì)于下面討論的芝加哥博伊西的例子，我們不會(huì)讓最低服務(wù)器進(jìn)風(fēng)溫度低于59 F(15℃)，相當(dāng)于A2類服務(wù)器的允許邊界較低。 隨著“X”(未知)因素的出現(xiàn)，ASHRAE提出了芝加哥的案例研究，因?yàn)槊磕暝?8 F(20℃)以下的小時(shí)數(shù)(其中數(shù)據(jù)中心將在59 F和68 F之間運(yùn)行，采用自由冷卻系統(tǒng)，沒有 運(yùn)行冷卻器)，服務(wù)器的可靠性實(shí)際上將比68°F巴西線提高3%，如下表2所示。

　　圖2 ：芝加哥的IT設(shè)備上，時(shí)間溫度加權(quán)故障率計(jì)算

之前也為Boise的一個(gè)數(shù)據(jù)中心開發(fā)了一個(gè)類似的案例研究，它更詳細(xì)地說明了實(shí)際因素是如何計(jì)算的。計(jì)算過程在表3中展開：

　　圖3：對(duì)Boise服務(wù)器故障率的未知預(yù)測(cè)

總需求小時(shí)數(shù)等于7956小時(shí)，除以每年8760小時(shí)的IT可靠性預(yù)測(cè)估計(jì)為91%，這意味著在這些溫度下運(yùn)行數(shù)據(jù)中心的可靠性提高了9%，而數(shù)據(jù)中心全年運(yùn)行溫度為68 F(20℃)。

同樣，除了節(jié)省某些形式的機(jī)械冷卻的資本和運(yùn)營費(fèi)用之外，與數(shù)據(jù)中心相比，數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器進(jìn)風(fēng)溫度為68 F(20℃)，運(yùn)行時(shí)間為24小時(shí)。 對(duì)于讀者來說，我懷疑以前所有的討論都只不過是標(biāo)準(zhǔn)的“X”(未知)因素分析，讀者不要以為這個(gè)簡(jiǎn)單的工具只是擁有標(biāo)準(zhǔn)線，它還可以很好的應(yīng)用于68 F基線之外。

在最近遇到的一個(gè)項(xiàng)目中，就能看到未知因素在其他不同場(chǎng)合的實(shí)際應(yīng)用。 在這家數(shù)據(jù)中心，在地板周圍安裝了差不多27個(gè)溫度傳感器，他們收集溫度數(shù)據(jù)，讀數(shù)顯示溫度范圍在68 F(20℃)到80.6 F(27℃)之間，部分?jǐn)?shù)據(jù)高于兩者范圍內(nèi)，部分?jǐn)?shù)據(jù)低于兩者范圍內(nèi)。

數(shù)據(jù)中心運(yùn)維人員擔(dān)心這些差異可能如何影響了服務(wù)器的可靠性。 傳感器每十分鐘記錄一次讀數(shù)。

總共20,136小時(shí)的匯編在如圖4，結(jié)果未知因子總共為21,671。 假設(shè)基準(zhǔn)線為68 F，我們就可以斷定我們的服務(wù)器故障的溫度有所上升。 然而，這個(gè)空間并不是68 F的理論基線，實(shí)際基準(zhǔn)為68-80.6 F

　　圖4:未知因素的實(shí)際應(yīng)用

如果同樣將20136小時(shí)除以68-80.6 F范圍內(nèi)的四類數(shù)據(jù)，那么基線X因素實(shí)際上是27710，X因子比為1.38，或比基于測(cè)量的傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)際比值高28%。

因此，在一年12個(gè)月里，超過1090臺(tái)服務(wù)器經(jīng)歷12次服務(wù)器故障，如果他們?cè)谠O(shè)計(jì)溫度范圍內(nèi)運(yùn)行了一年，他們可能會(huì)看到15次失敗。

很明顯，這種方法缺乏絕對(duì)的精度，但是在這種情況下，溫度傳感器的數(shù)據(jù)可以替代預(yù)期的環(huán)境場(chǎng)景或?qū)嶋H環(huán)境場(chǎng)景中的進(jìn)風(fēng)溫度，它可以提供一個(gè)有用的、相對(duì)數(shù)量級(jí)的一些保證。

最后，我所討論的所有例子都很方便地支持這樣的做法:允許一些較冷的自由冷卻溫度，以補(bǔ)償偶爾出現(xiàn)的高溫過度現(xiàn)象。很明顯，情況并非總是如此。

例如，ASHRAE推出的X 未知因素可以將諸如舊金山，西雅圖，波士頓，丹佛，洛杉磯和芝加哥這樣的城市確定為不帶冷卻器的數(shù)據(jù)中心可以提升服務(wù)器的可靠性，而這些位置在全天候基準(zhǔn)線上均為68 F(20℃)。 而休斯敦，達(dá)拉斯，鳳凰城和邁阿密等城市的未知因素將超過1.0，鳳凰城和邁阿密超過1.25。這是否意味著這些地理區(qū)域不被排除使用無冷水裝置之外呢?

是的，但可能不如你想象的那么多。 例如，考慮實(shí)際發(fā)生的影響，如果您在特定位置建立了一個(gè)沒有機(jī)械冷卻的數(shù)據(jù)中心，那么您將遇到20%的服務(wù)器故障。 這個(gè)數(shù)字意味著什么?

如果你有過運(yùn)行4000臺(tái)服務(wù)器的經(jīng)驗(yàn)是，您通常會(huì)在一年內(nèi)以68 F的溫度中看到10次故障，那么4000臺(tái)服務(wù)器故障的數(shù)量將會(huì)增加2個(gè)，您可能希望根據(jù)與“ 更多的免費(fèi)冷卻時(shí)間，或者也許不包括在您的新數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)和建造中的冷水機(jī)組。

同樣地，如果正常經(jīng)驗(yàn)表明，期望在68 F的溫度內(nèi),7*24小時(shí)運(yùn)行，會(huì)出現(xiàn)有3次失敗，那么，如果失率增加的20%，需要花費(fèi)2年的時(shí)間來產(chǎn)生額外的失敗。這是一個(gè)商業(yè)決策。

當(dāng)然，這是不言而喻的，除非我說的是:你的設(shè)計(jì)理念中包括了所有的氣流管理的最佳做法，與此相反，如果有人采用此種設(shè)計(jì)方式，卻對(duì)實(shí)施結(jié)果感到失望，那最有可能的罪魁禍?zhǔn)拙褪窃趯?shí)踐中，對(duì)氣流管理實(shí)踐做的不夠到位。