带你读《企业数字化基石-阿里巴巴云计算基础设施实践》第三章数据中心能效3.2数据中心服务器电能利用率(二)-阿里云开发者社区

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带你读《企业数字化基石-阿里巴巴云计算基础设施实践》第三章数据中心能效3.2数据中心服务器电能利用率(二)

简介: 《企业数字化基石-阿里巴巴云计算基础设施实践》第三章数据中心能效3.2
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3.1.1 服务器风扇的能效

1)服务器或 IT设备的风扇优先选择高效率风扇 ;不同等级的产品,效率有差异。

在服务器或交换机等IT设备的整机架构中,热设计和结构设计在一定程度上决定了其硬件组合和架构形态。将芯片配置、整机热耗、整机设计高度和深度、热设计进行耦合,最终设计出满足业务需求的各类 IT设备。其中,热设计的风机(风扇)选型最为关键。IT设备不但要满足 25的正常工作需要,并且要满足 35、海拔800m的长期运行,以及偶尔机房故障时的 40高温的短期冲击,所以,对风机的风量有着非常宽泛的弹性需求。

设计 1U1.5U2U或更高的 IT设备,分别考虑采用 40mm60mm80mm120mm尺寸的风机。整机结构密度高,风阻高,则意味着风机的能耗高,要根据业务需求,整体平衡取舍。当确定了整体架构后,就能够根据 IT配置和风量需求计算出阻力曲线。阻力曲线和风机曲线的交点,即风机的工作点。

IT设备的风冷所需的能耗就是风机能耗。PUE时风机能耗在整个 IDC机房的能耗中占比较大。而风机内部的设计,包括扇叶的扇形和角度、电机、绕线、硅钢片的选型设计,都可以根据 IT  设备的需求进行匹配设计。外观相似的风机,用在同一个IT设备架构上,可能表现出来的能耗差别有 30%之多。虽然定制风机需要投入研发时间,而且定制研发的风机成本偏高,但是由于 IT  设备的产量较高,均摊了开发成本,并且长期省电,从 TCO角度看,风机是值得深入研究和深度定制的。如图 3-12所示,应该选取效率高的风机,其工作点尽量落到高效率的区域,从而减少不必要的耗能。

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2)服务器风道优化设计,减少风阻,根据气流和温度分布可布局温度敏感度不同的器件。

云计算的通用服务器多数仍然为整体前进风、后出风的风道形式。要在有限的空间中得到最大的计算能力,则需要服务器各个器件都得到最好的布局。几乎所有的电子器件都发热,如 CPU芯片、光模块、内存条、硬盘和子卡等。而考虑到光模块和硬盘是不耐受温度的,需要靠冷空气入风口处布置,CPU和内存条是较为耐受温度的,但是需要大面积的散热空间,则居中布置。此外,需根据热设计的 CFD的 1∶ 1的仿真布局整个 PCB板,不允许有漏风的位置,因而需要同时调整各个小器件,如电源芯片、电阻电容和晶振等。散热器和翅片的间距和厚度需要在合适的结构空间内进行细致的调整,具体如图 3-13 所示。

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