‌راهنمای جامع آشنایی با تجهیزات خنک‌کننده رک‌سرور (بخش اول)

‌راهنمای جامع آشنایی با تجهیزات خنک‌کننده رک‌سرور (بخش اول)

برای پیاده‌سازی یک مرکز داده قدرتمند به تجهیزات متنوع و کارآمدی نیاز است تا توان پردازشی لازم تامین شود. تجهیزاتی که همگی آن‌ها در یک جعبه مستطیلی شکل به‌نام رک قرار می‌گیرند. اگر به فیلم‌های ویدویی یا تصاویری که از مراکز داده گوگل یا سایر شرکت‌ها منتشر شده نگاه کنید، رک‌سرورهایی را مشاهده می‌کنید که همگی با فاصله مشخصی از یکدیگر نصب شده‌اند. درون این رک‌سرورها تجهیزات مختلفی همچون سرورها، پچ‌پنل‌ها، سوییچ‌ها، روترها، کنسول‌هایKVM  و…. قرار دارند که هر یک گرمای زیادی تولید می‌کنند. در مطلب آشنایی با راهرو سرد و گرم به شکل اجمالی اطلاعاتی در ارتباط با نحوه خنک‌سازی رک‌ها ارائه کردیم. اکنون قصد داریم اطلاعات جالبی در ارتباط با فناوری‌های رایجی که برای خنک‌سازی مراکز داده و رک‌سرورها در اختیار شرکت‌ها قرار دارند آشنا شویم.

‌راهنمای جامع آشنایی با تجهیزات خنک‌کننده رک‌سرور (بخش اول)

مراکز داده و رک‌سرورها به روش‌های مختلفی خنک می‌شوند که از آن جمله به موارد زیر می‌توان اشاره کرد:

کف کاذب
در مکانیزم کف کاذب که کاربرد اصلی آن در مکانیزم راهروی سرد و گرم است از یک قاب برای جدا کردن رک‌ها از کف اتاق استفاده می‌شود. در این حالت فضایی میان رک‌ها و کف اتاق ایجاد می‌شود که برای قرار دادن لوله‌های خنک‌کننده مایع یا انتقال جریان هوای سرد از آن‌ها استفاده می‌شود. جالب آن‌که از کف‌های کاذب برای پنهان‌سازی کابل‌های برق و شبکه و انتقال کابل‌ها از زیر کف کاذب نیز استفاده می‌شود. کف‌های کاذب همراه با تجهیزات سرمایشی نصب شده در ابتدا و انتهای راهروهای سرد یکی از اصلی‌ترین مکانیزم‌های خنک‌سازی رک‌سرورها هستند. دقت کنید هزینه کف کاذب اتاق سرور به بزرگی اتاق و مصالح به کار رفته در آن بستگی دارد. به‌طور مثال کف‌هایی از جنس فولاد یا آلومینیوم قیمت‌های یکسانی ندارند.

سرمایش تبخیری
در مکانیسم سرمایش تبخیری، خنک‌کننده‌ها چیزی بیش از یک فن بزرگ نیستند که بر خلاف مکانیسم‌های مشابه فاقد هرگونه کمپرسوری در داخل محفظه هستند. این سامانه‌ها هوای گرم را توسط پدهای نمناک جذب می‌کنند و قبل از خروج دوباره هوا توسط یک لایه آغشته به رطوبت، هوا را از میان خود عبور می‌دهند. این سامانه‌ها به مدیران شبکه اجازه می‌دهند بسته به درجه دما و میزان رطوبت موجود دمای اتاق را به میزان قابل توجهی کاهش دهند. این سامانه‌ها بر مبنای میزان هوای گرم و سردی که در یک دقیقه جابه‌جا می‌کنند و همچنین انرژی مصرفی طبقه‌بندی می‌شوند. بزرگ‌ترین عیب این سامانه‌ها میزان آبی است که نیاز دارند.

ارسال هوای خنک به مشکل مستقیم روی تراشه (Direct-to-Chip)
یکی از روش‌های خنک کردن رک‌سرورها با استفاده مایعات است. در این روش از لوله‌هایی برای ارسال مستقیم مایع خنک‌کننده به صفحه‌ای روی مادربورد که پردازنده‌ها در آن قرار می‌گیرند استفاده می‌شود تا هوای گرم پخش شود. گرمای دریافتی در یک چرخه آب سرد وارد شده و به سمت دستگاه سردکننده (Chiler) هدایت می‌شود. با توجه به این‌که سامانه‌های فوق به شکل مستقیم پردازنده‌ها را خنک می‌کنند راهکار ایده‌آلی برای خنک‌سازی سرورهایی هستند که در محفظه‌های رک قرار می‌گیرند.

سرمایش عادی/طبیعی
در روش سرمایش طبیعی که Free Cooling نام دارد به جای آن‌که سعی شود هوای محیطی رک‌ها و اتاق سرور به‌طور پیوسته توسط تجهیزات خنک‌کننده سرد شوند، تجهیزات خنک‌سازی در خارج از محیط اتاق سرور قرار می‌گیرند تا بتوانند هوای خنک‌تری را به سرورها انتقال دهند. روش فوق یک راهکار عالی برای خنک‌سازی رک‌سرورها است، اما عیب بزرگی دارد، تنها در مناطقی که آب‌وهوای سرد و معتدلی دارند کارایی خوبی دارد.

محفظه‌های خنک‌سازی رک‌ها
یکی از روش‌های کارآمد، اما گران‌قیمت خنک‌سازی رک‌ها، فرو بردن آن‌ها در مایعات سرد است. در این مکانیزم محفظه‌هایی تعبیه می‌شوند که رک‌سرورها در مایعات غیررسانا که قابلیت اشتعال ندارند قرار می‌گیرند. روش فوق به میزان قابل توجهی درجه حرارت تجهیزات را کاهش می‌دهد، اما در مقابل راه‌اندازی و پیاده‌سازی آن هزینه بالایی دارد، به ویژه زمانی که تعداد رک‌سرورها زیاد باشد، اما یک مکانیزم مدیریتی یکپارچه را ارائه می‌کند. این روش به‌نام غوطه‌وری در مایعات (Immersion Cooling) معروف است.

در شماره آینده مبحث فوق را ادامه می‌دهیم.