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2019/06/24

没有空调,45°C环境下,你能做什么?

戴尔官方企采中心

丁酉年六月夜,IT主管刘惫安睡于塌。

“报!夏至已至,北半球正式入夏!”



刘惫微挑眉毛,身形未动,懒懒吩咐:

“把空调打开。”

“报!未来一周内北京持续30℃+!”

刘惫换了个姿势继续躺着,大手一挥:

“赶明儿买五十斤西瓜。”


“报!温度太高,空调失灵,机房报警!”

“纳尼?!“

刘惫一个鲤鱼打挺跳起来,眨眼间消失在门口。

数小时后。

“江工,昨晚上由于温度过高,我们机房的空调不灵了!我接到报警后赶到现场,发现所有服务器都停机了,只有戴尔易安信的服务器还在跑,这是不是有问题啊?是热保护没起作用,还是被热坏了?”电话里刘惫的语气听起来很焦急。


“刘总,别担心,这是正常的。戴尔易安信的服务器严格按照新风技术(Fresh Air)标准设计制造,本身发热少,散热效果佳,完全可以高温环境中正常运行,不止服务器,我们的存储和网络设备也是如此。”我平静地回道。

“是这样啊,我还以为出啥问题了。新风技术这么厉害啊,下次可以介绍一下,让我也学习学习!”

“没问题!”



位于Round Rock 的小房子


在“更高的环境温度下运行”,这样一个现象背后,是戴尔易安信对降低数据中心整体能耗的关注。有关资料显示,中国数据中心的电费占了数据中心运维总成本的60%-70%,而空调所用的电费占其中的40%。


降低数据中心能耗尤其是冷却系统能耗一直是业界持续关注的话题。戴尔易安信早在2008年就导入了新风技术标准,本身发热少,散热效果佳,完全可以在高温环境中正常运行,减少了为控制数据中心温度而带来的能源消耗。

下图是戴尔易安信建造的支持新风技术测试的小房子——热房,它有力地展示了新风硬件的极端耐温性,证明无需昂贵的冷却设备,新风硬件也可整年平稳运行。

这间8'x10'的户外小屋坐落在德克萨斯州Round Rock戴尔科技总部不远处,它不带空调,没有湿度控制,包括一个戴尔新风功能硬件机架(含服务器存储交换机)。

在Round Rock,夏季气温通常在38°C以上,最高可达44°C。在此环境下,戴尔易安信热房采用100%空气侧节能技术,将室外空气引入结构,通过简单的吹风机排出热空气,全程无需制冷机参与,依然能保证房内所有设备运行正常——这已经得到了时间的验证。


什么是新风技术?


新风技术是一个经过测试和验证的集成数据中心冷却解决方案,它允许设备在更高的温度下工作,即使没有任何制冷机也不例外。

经过实际测试和验证,戴尔易安信新风冷却解决方案中的服务器、存储和网络设备能够在高达45摄氏度和ASHRAE(美国采暖、制冷和空调工程师协会)规定的最高可行湿度条件下稳定运行,这一温度标准也是目前行业中主流服务器所提供的最高温度保证。戴尔易安信新风技术硬件满足并超过ASHRAE A1、A2和A3级标准,已达到ASHRAE A4级要求,每年在40°C至45°C的温度下运行超过1%的时间。


根据美国通用服务管理局的调查,基准温度每上升一度,就会节约4%的电能。这是因为传统机房温度通常设定在一个恒定值,当一些临时工作负载启动,机房温度就会短暂升高,这就导致冷却系统频繁处于加大功率的状态。其实这是没必要的,把基准温度调高,只要机房温度保持在合理范围内,就能最大可能节省电力成本。

然而,多年来,人们认为IT设备理想的温度范围为20°C至22°C,由于历史惯性及对生产数据中心运行稳定性的考量,大多数IT主管并不愿意改变基准温度。

不过,在新风技术支持下,这些担忧都不是问题,下图显示了戴尔易安信新风技术的优势:


戴尔易安信是如何

设计新风技术的?


这得益于戴尔易安信的能源智能架构(DESA),它由四个核心原则组成:设计、测量、控制和报告。

设计核心原则:

设计

    电源

● 通用外形规格

● 扩展CPU瞬时功率范围

● 高效主电源和辅助电源

● 大小适中

● 热备件

● 智能功率系数校正

 电压调节(VR)

● 高效

● 交换

● 切相

● 基于配置的调整


组件

● 低电压处理器

● 低压DIMM

● 固态硬盘

● 可选软件RAID

● 具有待机功能的硬盘

  散热

● 高通风机箱

● 经过优化的散热器

● 独立风扇控制

● 脉宽调制风扇

● 低功耗风扇

  BIOS

● 处理器P、C、T状态

● DDR4频率选择

● DDR4 CKE和自刷新

● 睿频禁用

  主板设计

● 低损耗布局

● 低损耗材料

● 低损耗接头


一个词总结就是“节能减排”。通过各种优化,以最少的电力输入产生最大的性能输出,减少损耗,就意味着减少冷却成本。

测量、控制和报告核心原则:

测量

       温度

● 环境、排气

● 组件:处理器、芯片组、DIMM、硬盘

● PCIe适配器、电源


      电源

● 电流、BTU、电压和功率

● 高精确度

● 组件:电源、处理器、内存、存储、I/O、风扇

性能

● 处理器利用率

● 内存吞吐量

● I/O吞吐量

控制

    BIOS

● 增强型活动电源控制器(不依赖于操作系统的处理器电源管理)

● 支持操作系统的处理器电源管理

● 系统配置

● 性能

● 性能功耗比

● 高密度配置

● 处理器核心禁用

● 主机LOM端口禁用

● 外置和内置USB端口禁用

● 闲置组件禁用

固件

● 数据中心电力和散热功率封顶

● 非线性风扇曲线

● 自适应散热算法

● 闭环散热监控和调节

● 动态DIMM 2倍刷新

● 系统散热功率封顶

● 管理LOM端口禁用

● 内存VR切相

● 电源库存/预算

● 交错开机

● 远程开机/关机

● 适当的PSU保护

● 扩展功率范围

● 物理磁盘电源管理

● 空闲内存控制

OpenManage™

● 远程开机/关机

OpenManage Power Center

● 提供组级(机架、通道、数据中心)功率封顶

报告

戴尔易安信iDRAC8

● 节点级能耗报告:平均、峰值、实时

● 节点级报告机制包括表和图

● 节点级警报/提醒,包括无法保持功率封顶的情况

戴尔易安信OpenManage Power Center

● 提供组级(机架、通道、数据中心)报告

● 组级能耗报告:平均、峰值、实时

● 组级报告机制包括表和图

● 组级警报/提醒,包括无法保持功率封顶的情况

以上大多数技术,都在戴尔易安信的服务器、存储、网络设备等产品中得到了应用,极大地促进了能耗节约,但戴尔易安信并不就此满足,又另外对最新的服务器进行了散热技术改进:


① 增加系统气流。与上一代产品相比,PowerEdge R740xd增加了17%-50%的系统气流;R640增加了15%的系统气流;R740增加了11%的系统气流。这些改变也为客户带来了可观的好处——增加系统功能/密度以及减少系统配置的限制。

②重新设计硬盘托架,新硬盘托架减少了横截面,优化并最大化气流通道。

③ 第一家引入多矢量冷却(Multi-Vector Cooling)技术。iDRAC(戴尔易安信远程访问控制器)会检测戴尔易安信PCIe卡,并自动将正确的气流输送到插槽以冷却该卡;当检测到非戴尔易安信PCIe卡时,客户可以选择输入PCIe卡制造商指定的气流LFM(Linear Feet per Minute)要求,iDRAC和风扇算法将“学习”此信息,并将非戴尔易安信PCIe卡自动冷却,为其输送适当的气流。


通过这样精益求精的设计、持续不断的技术改进,戴尔易安信将绿色环保的理念深深植入到产品之中,造就了卓越的产品品质,让数据中心越来越“温暖”。

没有空调,你在45°C下可以做些什么?基本上什么都做不了!但戴尔易安信集成新风技术的设备却能照常工作,Amazing!


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