Andmekeskuse rack-süsteemi arendamise suundumused ja põhitehnoloogia analüüs

Pilvandmetöötluse, tehisintellekti, suurandmete ja äärearvutite kiire arenguga seavad andmekeskused kõrgemaid nõudmisi infrastruktuuri stabiilsusele, soojuse hajumise efektiivsusele ja ruumikasutusele. Traditsioonilised nagid ei ole enam lihtsalt varustuskonteinerid, vaid on järk-järgult arenenud terviklikeks süsteemideks, mis integreerivad-kandevõime, kaitse, soojusjuhtimise, toitejaotuse ja töö optimeerimise.

 

Kaasaegsed andmekeskused kasutavad serverite, lülitite, toitejaotusseadmete ja võrguseadmete tsentraliseeritud juurutamise vajaduste rahuldamiseks tavaliselt erinevaid võrguriiulite ja serveririiulite ümbriste spetsifikatsioone. Suure-tihedusega andmetöötluskeskkondade puhul mõjutab mõistlik racksüsteemi konstruktsioon otseselt üldist energiatarbimise taset ja seadmete tööstabiilsust.

 

 

 

Andmekeskuse riiulite põhifunktsioonid on järgmised:

 

Seadmete paigaldus ja konstruktsiooni{0}}kandevõime

Õhuvoolu korraldamine ja soojuse hajumise optimeerimine

Elektrijaotus ja kaablihaldus

Seadmete turvakaitse

Standardiseeritud ruumikasutus

 

Kaasaegsetes IDC (Internet Data Center) ruumides kasutavad võrguserveri riiulid tavaliselt standardset 19{4}-tollist konstruktsiooni, et tagada serverite, kommutaatorite, PDU-de ja salvestusseadmete ühilduvus. Suurte andmekeskuste jaoks on 42U serverikapid ja 42U andmekapid muutunud tavakonfiguratsiooniks, mis vastavad suure tihedusega serverite juurutamise vajadustele.

 

Väikestes ja keskmise suurusega{0}}võrgukeskkondades kasutatakse kitsas ruumis seadmete integreerimisvõimaluste parandamiseks sagedamini kompaktseid lahendusi, nagu 18U andmekapid, 12U võrgukapid või 6U sidekapid.

 

 

Kapi konstruktsiooni tugevus määrab seadmete kasutuselevõtu tiheduse ja pikaajalise{0}}tööohutuse.

 

Kaasaegsetes serverikappides kasutatakse tavaliselt külm{0}}valtsitud terasplaate või ülitugevaid profiile{1}}, kusjuures tugevdavad ribid ja raami keevitusprotsessid parandavad üldist väändekindlust. Kõrge-spetsifikatsiooniga põranda-andmekapid toetavad suuremat staatilist koormust ja sobivad salvestusserverite, UPS-i ja suurte võrguseadmete tsentraliseeritud juurutamiseks.

 

Paindlikku hooldust nõudvate stsenaariumide puhul on mõnel ratastega serveririiulil rattad, mis hõlbustavad seadmete ümberpaigutamist ja hooldamist, mistõttu need sobivad eriti hästi labori-, servasõlmede ja ajutiste andmekeskuste keskkondadesse.

 

Seoses kasvava nõudlusega mikro-andmekeskuste järele kasutatakse väikeseid sidekappe laialdaselt ka büroohoonetes, tööstusautomaatikates ja madalpingesüsteemides{0}}võrgulülitusseadmete ja seiresüsteemide juurutamiseks.

 

 

 

Jahutusvõimsus on otsustav tegur, mis mõjutab andmekeskuse energiakasutuse efektiivsust (PUE).

 

Serverid tekitavad pideva töötamise ajal märkimisväärset soojust. Õhuvoolu ebapiisav korraldus võib põhjustada lokaalseid levialasid, mis mõjutab seadmete eluiga ja töö stabiilsust. Seetõttu on kaasaegsed serveririiuli korpused arenenud suletud struktuuridest integreeritud soojusjuhtimisseadmeteks, millel on aktiivne jahutus.

 

Suure{0}}tihedusega riiulites kasutatakse tavaliselt:

Kõrge ventilatsiooniga{0}}võrkuksed

Kuuma ja külma vahekäigu isolatsioon

Ülemine väljalaskesüsteem

Intelligentsed temperatuuriga{0}}juhitavad ventilaatorid

Suunatud õhuvoolu juhtimine

 

Suure võimsusega-keskkondades kiirendavad serveririiuli ventilaatorid tõhusalt kuuma ja külma õhu ringlust, vähendades sisetemperatuuri tõusu. Mõned jahutusega suletud serveririiulid integreerivad ka temperatuuri reguleerimise süsteeme, mis reguleerivad dünaamiliselt õhuvoolu vastavalt seadme koormusele, et energiatarbimist täpsemalt reguleerida.

 

Suure -kuuma-tihedusega stsenaariumide (nt AI-serverid ja GPU-klastrid) puhul on kuumade ja külmade vahekäikude korpused muutunud oluliseks tööstusharu trendiks, vähendades tõhusalt jahutussüsteemi üldist koormust.

 

 

Edaspidise andmetöötluse ja 5G sidesõlmede kiire kasvuga laienevad väliserverikappide ja välistingimustes kasutatavate andmekappide rakendusstsenaariumid jätkuvalt.

 

Võrreldes traditsiooniliste siseserveririiulitega seisavad välisserveririiulid silmitsi järgmiste väljakutsetega:

 

Kõrge temperatuur ja otsene päikesevalgus

Vihma erosioon

Tolmu saastumine

Niiskuse kõikumine

Pikselöögi oht

Seetõttu kasutavad välisserverite riiulid tavaliselt kõrgemat kaitsetaset, sealhulgas:

IP55/IP65 kaitseklass

Veekindel tihenduskonstruktsioon

Korrosioonivastane-kate

Kahe{0}}kihi isolatsioonistruktuur

Sundjahutussüsteem

 

Mõned väliriiulid sisaldavad ka kliimaseadme mooduleid või soojusvahetiid, et tagada sideseadmete ja võrgusüsteemide pikaajaline stabiilne töö{0}}keerulistes keskkondades.

 

 

Serveririiulisüsteemid mitte ainult ei majuta seadmeid, vaid toimivad ka andmekeskustes oluliste toitejaotussõlmedena.

Rakid integreerivad tavaliselt:

 

PDU toitejaotusseade

Maandussüsteem

Ülepingekaitse moodul

Kaablihalduskomponendid

Õige toitejaotuse disain vähendab liinikadusid ja minimeerib mööduvatest liigpingetest tingitud seadmete rikke ohtu.

 

Suure{0}}tihedusega serverikeskkondades on riiuli sees olevate kaablite arv tohutu; seetõttu on standardiseeritud kaablihaldus sama oluline tulevase hoolduse ja õhuvoolu optimeerimise jaoks. Hästi läbimõeldud-kaablipaigutus ei hõlbusta mitte ainult soojuse hajumist, vaid vähendab ka töö keerukust.

 

 

Standardimisest on saanud andmekeskuste ehitamise oluline suund.

 

Praegu kasutavad tavavõrgu riiulikapid peamiselt EIA standardset 19-tollist struktuuri, et tagada ühilduvus erinevate kaubamärkide serverite ja võrguseadmetega. Standardse disaini eeliste hulka kuuluvad:

 

Vähendatud seadmete integreerimise raskused

Täiustatud juurutamise tõhusus

Lihtne laienemine tulevikus

Suurenenud hooldusmugavus

 

Näiteks:

12U seinale{1}}kinnitatud andmekapid sobivad väikeste võrgujuurutuste jaoks

Seinavõrgukapid-sobivad paremini piiratud ruumiga-keskkonda

Valgeid serverikappe kasutatakse tavaliselt meditsiini-, labori- ja kõrge{0}}puhtusega keskkondades

 

Erinevaid riiulisuurusi saab vastavalt ettevõtte vajadustele paindlikult kombineerida, mis vastab erinevatele juurutusnõuetele servasõlmedest suurte pilvandmekeskusteni.

 

 

Tulevased andmekeskuste riiulid on intelligentsemad ja modulaarsemad.

 

Intelligentsed riiulisüsteemid integreeritakse järk-järgult:

Temperatuuri ja niiskuse jälgimine

Arukas toitejaotus

Energiatarbimise statistika

Keskkonnaalarmid

Kaugjuhtimine ja hooldushaldus

 

Püstiku tööolekut reaalajas jälgides saavad hoolduspersonalid täpsemalt aru seadmete koormusest, soojuse hajumise efektiivsusest ja energiatarbimisest, optimeerides seeläbi andmekeskuse üldist tööstrateegiat.

 

Samal ajal võib moodulkonstruktsioonide projekteerimine lühendada andmekeskuse ehitustsüklit ja parandada tulevase laienemise tõhusust.

 

 

Rack-süsteemi kavandamisel tuleks rõhutada järgmisi mõõtmeid:

 

1. Kandevõime
Valige sobivate spetsifikatsioonidega riiulid seadmete kogumassi põhjal ja reserveerige ruumi edaspidiseks laiendamiseks.

 

2. Soojuse hajumise nõuded
Suure võimsusega{0}}serverikeskkonnad peaksid eelistama aktiivse jahutusfunktsiooniga rack-struktuure.

 

3. Kaitsetase
Sise- ja välistingimustes on tolmu-, vee- ja korrosioonikindlate{0}}omaduste nõuded oluliselt erinevad.

 

4. Ruumiline paigutus
Planeerige riiuli mõõtmed ja vahekäikude struktuur mõistlikult vastavalt andmekeskuse alale.

 

5. Kasutamise ja hooldamise lihtsus
Pöörake tähelepanu kaablite haldamisele, seadmete lahtivõtmisele ja kokkupanekule ning hilisema hoolduse tõhususele.

 

Lisaks keskenduvad paljud kasutajad hankefaasis serveririiuli hinnaerinevusele. Tegeliku valiku tegemisel tuleks siiski hoolikalt kaaluda kandevõimet, soojuse hajumist, mastaapsust ning pikaajalisi-kasutus- ja hoolduskulusid, mitte ainult esialgset ostuhinda.

 

 

 

Andmekeskuste infrastruktuur areneb järk-järgult traditsioonilistest füüsilistest tugisüsteemidest intelligentseteks keskkonnajuhtimisplatvormideks.

Kas see on suur42u andmekappvõi 12u võrgurack, mida kasutatakse äärearvutite jaoks, on kaasaegsetest racksüsteemidest saanud ülioluline komponent, mis mõjutab andmekeskuse stabiilsust, energiatarbimist ja töötõhusust.

 

Tulevikus, kuna nõudlus tehisintellekti arvutusvõimsuse, suure-tihedusega serverite ja äärearvutite järele kasvab pidevalt, jätkavad andmekeskuste riiulite uuendamist soojuse hajumise optimeerimise, intelligentse haldamise, keskkonnasäästliku energiasäästu ja modulaarse kasutuselevõtu osas, muutudes digitaalse infrastruktuuri ehitamise oluliseks tehnoloogiliseks toeks.