Нові серверні центри, з урахуванням їхньої визначної потужності, споживають величезну кількість електроенергії, і більша її частина перетворюється на тепло. Тому, якщо сервери не охолоджувати, вони перегріються, що загрожує цілою низкою проблем: збоями, виходом з ладу обладнання та втратою важливих і цінних даних. Відповідно, системи охолодження вважаються невід’ємною частиною будь-якого дата-центру. Охолодження серверів – це складний процес, у якому використовуються різні технології, починаючи від простого повітряного охолодження та закінчуючи просунутими рідинними системами. Ціна чилера далеко не найменша, щоб підбирати його неправильно. Тому в цій статті будуть детально розібрані всі основні методи охолодження серверів і розказано, яка температура має бути в серверній для їхньої стабільної роботи.
Чому сервери нагріваються?
Щоб зрозуміти, як сервери охолоджуються, треба розібратися, звідки взагалі береться надмірне тепло.
Коли сервери працюють, процесори, відеокарти, блоки живлення та інші компоненти постійно споживають електрику. Вся ця електроенергія витрачається на обчислення, обробку даних, зберігання інформації, передачу пакетів та багато інших завдань.
Але електронні компоненти не здатні використовувати 100% енергії, що надходить. Значна її частина перетворюється на тепло. Наприклад, потужний серверний процесор може споживати більше 200 Ватт, і якщо в одному сервері встановлено кілька таких ЦПУ, загальне тепловиділення зростає у рази.
Щоб сервер продовжував працювати стабільно, необхідно постійно відводити надлишкове тепло та підтримувати оптимальну температуру всередині корпусу та в серверній кімнаті.
Основні методи охолодження серверів
Існує кілька основних технологій охолодження серверів. Їх можна розділити на дві великі групи: повітряне та рідинне охолодження.
Повітряне охолодження
Повітряне охолодження – це найпоширеніший метод. В його основі лежить циркуляція повітря, яка дозволяє ефективно відводити тепло від компонентів, що нагріваються.
Принцип роботи досить простий. Вентилятори всередині серверів засмоктують холодне повітря і направляють його на процесори, плати пам’яті та інші елементи, що нагріваються. Гаряче повітря потім викидається в серверне приміщення, звідки воно видаляється за допомогою кондиціонерів або спеціальних систем охолодження.
Повітряне охолодження може бути реалізовано кількома способами:
- Класичне охолодження кондиціонерами – у серверній установлюються потужні промислові кондиціонуючі пристрої, які підтримують необхідну температуру.
- Холодні та гарячі коридори – сервери розміщуються у стійках таким чином, щоб холодне повітря надходило з одного боку, а гаряче виходило з іншого. Це допомагає підвищити ефективність охолодження.
- Пряме зовнішнє охолодження – холодне повітря з вулиці використовується для охолодження серверів, що дозволяє економити електроенергію на кондиціонуванні.
Плюси повітряного охолодження – це простота в експлуатації, відносно низька вартість застосування, підходить для більшості дата-центрів. Мінуси – обмежена ефективність при високих навантаженнях, а також висока витрата електроенергії на кондиціювання повітря.
Рідинне охолодження
Одним з найефективніших і найчастіше використовуваних методів охолодження серверних приміщень вважається рідке охолодження. Цей метод дозволяє підтримувати стабільну температуру серверної за рахунок використання водяних систем (наприклад, чилерів), які забезпечують відведення тепла від обладнання.
Як працює охолодження серверів чилерами? Чилер – це промислова холодильна машина, яка використовує рідину (зазвичай воду чи антифриз) для охолодження повітря у приміщенні. Працює чилер у кілька етапів:
- Охолоджена рідина циркулює в системі – чилер подає холодну воду (або суміш води з гліколем) трубопроводами в серверну.
- Охолодження повітря через теплообмінники – у серверній встановлені фанкойли або прецизійні кондиціонери, через які проходить охолоджена рідина, знижуючи температуру в приміщенні.
- Відведення тепла за межі будівлі – нагріта рідина повертається в чилер, де тепло скидається у навколишнє середовище через конденсатор (повітряний чи водяний). Потім охолоджена рідина знову подається до системи.
Читайте також як чилер охолоджує воду
Переваги використання чилерів для серверних приміщень є очевидними. По-перше, це висока енергоефективність, адже це обладнання дозволяє знизити енергоспоживання порівняно з класичними кондиціонерами, особливо якщо використовується фрикулінг (охолодження за рахунок холодного зовнішнього повітря).
По-друге, це рівномірне охолодження, оскільки система підтримує стабільну температуру та вологість у серверній, що знижує ризик перегріву обладнання. По-третє, чилери підходять для масштабних серверних приміщень та хмарних центрів обробки даних.
А ще вони можуть працювати у різних кліматичних умовах – нові моделі здатні функціонувати навіть за умов сильної спеки, забезпечуючи надійне охолодження серверів.
До мінусів можна віднести високу вартість установки (особливо якщо необхідно прокладати довгі трубопроводи), необхідність регулярного обслуговування (профілактичні роботи, заміна холодоагенту, контроль роботи насосів та вентиляторів), а також великі розміри та вага, що може бути проблемою для невеликих серверних.
Яка температура має бути в серверній?
Оптимальна температура в приміщенні сервера має велике значення для стабільної роботи обладнання. Якщо температура виявиться занадто високою, це призведе до перегріву та можливих збоїв, а надто низькі показники можуть спровокувати утворення конденсату та короткі замикання.
Рекомендований температурний діапазон:
- оптимальна температура у серверній: 18-27°C;
- мінімальна допустима температура: 15°C;
- максимальна допустима температура: 30°C (але не рекомендується працювати в такому режимі).
Крім температури, важливо також контролювати вологість у приміщенні. Оптимальний рівень повинен становити 40-60%, щоб уникнути статичної електрики та конденсації вологи.
Порівняння методів охолодження серверів
Метод охолодження | Принцип роботи | Плюси | Мінуси |
Повітряне охолодження | Використовує потоки холодного та гарячого повітря | Простота, дешевизна | Висока витрата електроенергії |
Рідке охолодження (водяні контури) | Охолоджена рідина циркулює в теплообмінниках | Висока енергоефективність, підходить для великих серверних | Дороге обладнання, складне обслуговування |
Занурювальне охолодження | Сервери повністю занурені в діелектричну рідину | Максимальна ефективність | Висока вартість |
Що зрештою?
Охолодження серверів – це критично важливий аспект будь-якого дата-центру. Чим потужніше обладнання, тим більше тепла воно виділяє, а отже, тим складніше забезпечити його стабільну роботу.
Основні висновки:
- повітряне охолодження – найпоширеніший і найдоступніший варіант, але потребує значних енерговитрат;
- рідинне охолодження – більш ефективне, але складне у встановленні та обслуговуванні;
- занурювальне охолодження – перспективна технологія для високопродуктивних серверів, але поки що мало поширена через високу вартість;
- оптимальна температура в серверній повинна бути 18-27°C, а вологість – 40-60%.
Наша компанія, яка є офіційним постачальником надійних чилерів італійського бренду Thermocold, пропонує широкий вибір високоякісних систем охолодження для серверів. Грамотний підбір чилера безпосередньо залежить від розмірів серверного приміщення, щільності розміщення обладнання, бюджету та вимог до енергоефективності.
