Cách làm mát thông dụng cho hệ thống server doanh nghiệp

nhatnm

Thành viên
Các thiết bị CRAC làm mát cho cả phòng sẽ phân phối khí lạnh đồng đều đến tất cả các server giá rẻ hoạt động trong phòng. Nguồn khí lạnh cung cấp và nguồn khí nóng thải ra có thể được cách ly nhờ hệ thống sàn nâng hoặc các hệ thống thông gió phía trên.
Thiết kế này hoạt động nhờ sự liên kết độc đáo của nhiều thành phần bên trong phòng, bao gồm hình dáng, chiều cao trần, các đường ống phía trên và phía dưới sàn, cách bố trí dãy rack, vị trí CRAC và các thanh nguồn nối đến các thiết bị CNTT. Phương pháp làm mát bao quát này phân bổ luồng khí mát đồng đều đến các vị trí, kể cả những khu vực có mật độ thiết bị cao, do đó hiệu quả làm mát sẽ không tối ưu và không tận dụng hết toàn bộ hiệu suất của các thiết bị CRAC.
Giải pháp làm mát cấp độ dãy rack
Các thiết bị CRAC được bố trí để làm mát cho từng dãy tủ rack, có thể được lắp đặt giữa các rack hoặc gắn phía trên tủ. So với hệ thống làm mát cấp độ phòng, các luồng khí ở cấp độ dãy rack sẽ ngắn hơn và được cách ly triệt để hơn. Nhờ có thể định hướng được sự luân chuyển các luồng khí, toàn bộ hiệu suất của hệ thống CRAC đều được tận dụng tối đa và hiệu quả sử dụng điện tốt hơn. Việc giảm bớt phạm vi thổi khí cũng giảm bớt điện năng cung cấp cho các quạt CRAC. Điều này rất hiệu quả vì trong những server ibm ít tải, chỉ riêng lượng điện để quạt mát cũng có thể cao vượt tổng điện tiêu thụ của tất cả các tải CNTT.

Thiết kế làm mát theo dãy rack cho phép tính toán công suất làm mát và dự phòng để phục vụ nhu cầu hoạt động trong từng dãy cụ thể. Ví dụ, một dãy tủ gồm các rack đặt các máy chủ phiến mật độ cao sẽ cần công suất làm mát cao hơn dãy tủ chỉ chứa những thiết bị tổng đài, switch, hay router. Hơn nữa, công suất dự phòng N+1 hay 2N đều có thể tính toán theo từng dãy tủ cụ thể.
Với các TTDL mới có công suất dưới 200 kW, có thể triển khai giải pháp làm mát theo dãy rack mà không cần làm sàn nâng. Đối với những TTDL đang hoạt động, thiết kế này nên được xem xét khi mật độ tải cao, từ 5 kW mỗi rack. Có thể thiết kế một hành lang nhốt khí để tối ưu hiệu quả làm mát. Hành lang nhốt khí ngăn chặn sự pha trộn khí nóng và khí lạnh với nhau, không phụ thuộc vào thiết kế xây dựng của phòng.
Giải pháp làm mát cấp độ tủ rack
Với giải pháp cấp độ này, các CRAC được gắn trực tiếp bên trong tủ rack và có nhiệm vụ làm mát riêng cho từng rack chứa server hp. So với phương pháp làm mát cấp độ phòng hoặc dãy rack, luồng khí lạnh thổi trực tiếp đến từng rack sẽ ngắn hơn và đến chính xác đối tượng cần làm mát. Nhờ đó, việc làm mát tủ rack hoàn toàn không bị ảnh hưởng bởi bất kỳ thay đổi nào trong phòng. Toàn bộ công suất của CRAC đều được sử dụng và mật độ công suất cao nhất ở mỗi rack có thể lên đến 50 kW.

Nhờ luồng khí lạnh ngắn hơn, điện năng cần cho hệ thống quạt CRAC hoạt động sẽ giảm thiểu và tối ưu hiệu quả chi phí. Thiết kế làm mát cấp độ tủ rack cho phép tập trung công suất làm mát và dự phòng cho nhu cầu thực tế của từng rack. Công thức dự phòng N+1 hay 2N cũng có thể được áp dụng tương ứng.
Với đặc thù làm mát cho từng rack, hệ thống CRAC có thể được tùy biến theo nhu cầu của từng tủ rack mà không ảnh hưởng đến hiệu suất làm mát của những tủ khác. Thiết kế này được ứng dụng trong các TTDL cần hệ thống làm mát độc lập cho tủ rack mật độ cao.
 

webcongnghe

Thành viên mới
Các nhà cung cấp đang quảng cáo blade server như là một kiến trúc mới thay thế cho những thiết kế máy chủ giá rẻ truyền thống - loại đứng một mình hoặc có nhiều giá đỡ bên trong (rack-mounted). Tuy nhiên, các chuyên gia cũng còn phải giải quyết nhiều vấn đề trọng yếu liên quan đến công nghệ còn non trẻ này. Blade server, hay blade, là một bảng mạch điện chứa một hay nhiều bộ xử lý, bộ nhớ, kho lưu trữ dữ liệu và những kết nối mạng, dùng cho một ứng dụng nào đó, như web chẳng hạn. Chúng ta có thể cắm các blade vào bảng nối đa năng (backplane) của một máy chủ, tương tự như khi ta cắm các thiết bị USB vào máy tính. Do đó, sự thay đổi các blade cho phù hợp với yêu cầu của khách hàng sẽ nhanh gọn và dễ dàng hơn.
Ưu điểm của blade là chúng có thể dùng chung nguồn điện và hệ thống làm mát. Nhờ vậy, máy chủ sẽ có kích thước nhỏ gọn, mạnh và rẻ tiền hơn những hệ thống truyền thống như máy chủ trung tâm (mainframe) hay tập hợp các máy chủ (server farm). Tuy nhiên, ưu điểm này cũng chính là một trong những điều quan ngại của các nhà chuyên môn. Việc sử dụng năng lượng cao của hệ thống sẽ dẫn đến các vấn đề về HVAC - độ nóng (Heating), độ thông gió (Ventilation) và sự điều hòa không khí (Air-Conditioning) bên trong máy chủ.

Umesh Jagannatha, quản lý cấp cao phụ trách các dịch vụ kỹ thuật của Công ty Embarcadero Systems ở Alameda, bang California, cho biết những vấn đề liên quan đến năng lượng và hệ thống làm mát có thể đẩy mức chi phí sở hữu tổng thể (TCO) của hệ thống lên cao.
Theo Tim Dougherty, Giám đốc bộ phận eServer BladeCenter của Hãng IBM, HVAC không phải là vấn đề của riêng blade mà là của tất cả các loại máy chủ sử dụng nhiều bộ xử lý. Ông đề nghị các nhà quản trị hệ thống không nên chèn nhiều blade trong máy chủ vì điều này có thể làm tăng nhiệt độ trong máy.
Giá trị của blade là thiết kế của nó theo kiểu mô-đun, gọn nhẹ để lắp ráp được dễ dàng. Nếu có nhiều bộ xử lý trên một blade thì nó có thể trở nên kềnh càng, mau nóng. Đó là một trong những lý do tại sao chưa xuất hiện những blade chứa đến bốn bộ xử lý, chuyên gia phân tích Jane Wright của Hãng Gartner nhận định.

Người sử dụng vẫn còn đắn đo

Bà Wright cho rằng công nghệ blade sẽ tiến triển nhanh trong vòng hai năm tới với những giải pháp mới về điều hòa không khí. Điều này có nghĩa là sẽ có một kiểu khung máy mới cho các blade server. “IBM đã công bố rằng họ đang phát triển một phương cách mới sử dụng nước hoặc chất lỏng để làm mát các blade. Do đó, người sử dụng chưa dứt khoát quyết định có nên mua blade bây giờ hay không vì sẽ có một thay đổi lớn về mặt thiết kế trong vòng 1-2 năm tới,” bà nói.
IBM cũng khẳng định điều này, nhưng nói thêm rằng họ vẫn duy trì hệ thống làm mát bằng không khí cho đến năm 2008. Mùa Thu năm ngoái, hãng này đã đưa ra các chi tiết kỹ thuật về kiến trúc BladeCenter của họ, tương thích với những thiết bị xuất nhập dữ liệu (I/O) đời mới nhất. Kể từ đó, nhiều nhà cung cấp đã chuyển hướng sang sản xuất các thiết bị tương thích với BladeCenter.
Tuy nhiên, nếu mỗi nhà cung cấp đều đưa ra một kiểu khung máy riêng của mình thì blade do một hãng khác sản xuất sẽ phải có giao diện kết nối phù hợp với từng kiểu máy khác nhau. Ví dụ như một blade được thiết kế để sử dụng với BladeCenter của IBM sẽ không dùng được với máy chủ của Hewlett-Packard (HP), và ngược lại. Vấn đề này cũng sẽ hạn chế khả năng hoán đổi linh hoạt của kiến trúc này giữa những máy chủ khác nhau. Và người sử dụng mặc nhiên phải chấp nhận điều này và phải chọn lựa thương hiệu để mua được sản phẩm phù hợp.
Giá cả cũng là một yếu tố quan trọng khiến blade chưa được chấp nhận một cách rộng rãi. Bà Wright ước tính giá thành của các blade chiếm hơn 10% giá một máy chủ, bao gồm cả khung máy. Nhiều người cho rằng giá của một máy chủ loại 1U(*) rẻ hơn các blade.
Tuy nhiên, theo chuyên viên phân tích John Humphreys của công ty nghiên cứu thị trường IDC, so sánh như thế là không công bằng vì blade cần có khung máy để giữ chúng. Giá thành của blade sẽ cao trừ phi nó được tính với khung máy có tối thiểu phân nửa số lượng blade so với thiết kế, ông nói.

Các chuẩn cho blade

“Người sử dụng muốn các sản phẩm phải đa dạng, có khả năng tương thích và hoán đổi với nhau,” Kevin Kettler, Giám đốc công nghệ của Dell Inc., nói. Công ty này chỉ mới thâm nhập thị trường máy chủ dùng blade gần đây nên họ mong muốn có thêm những tiêu chuẩn cho kiến trúc mới này để sự cạnh tranh sẽ công bằng hơn. Thế nhưng, IBM và Máy Chủ HP, hai đại gia trong lĩnh vực này, vẫn thích phát triển sản phẩm theo hướng riêng của họ.

Dougherty của IBM thừa nhận rằng có thể đạt được một tiêu chuẩn chung, nhưng chỉ với các thiết bị I/O chứ không phải với các thiết bị xử lý.
Tuy nhiên, theo bà Wright, chỉ sau khi các vấn đề liên quan đến HVAC được giải quyết thì các nhà cung cấp mới tập trung vào các vấn đề khác như khả năng tương thích và tiêu chuẩn hóa. Và bất kỳ chuẩn nào cũng đòi hỏi sự hợp tác của hai đại gia IBM và HP vì họ đang chiếm lĩnh hơn 75% thị phần về blade.
Hiện tại, InfiniBand và Ethernet là hai chuẩn được nhiều người ủng hộ, Jim Pappas, Giám đốc bộ phận doanh nghiệp kỹ thuật số của Tập đoàn Intel, cho biết.
Ethernet là chuẩn kết nối trong mạng cục bộ phổ biến nhất hiện nay, cho phép liên kết đến 1.024 thiết bị. InfiniBand là chuẩn truyền tải dữ liệu hai chiều giữa các bộ xử lý và các thiết bị I/O với tốc độ 2,5 Gbps cho mỗi chiều. InfiniBand sử dụng giao thức Internet IPv6 nên khả năng mở rộng mạng của nó rất cao (đến 64.000 thiết bị). Chuẩn này là sự kết hợp của hai thiết kế Future I/O (do các công ty Compaq, IBM và HP phát triển) và Next Generation I/O (ngio - do Intel, Microsoft và Sun Microsystems phát triển).
 
Top