خنک کننده inrow در دیتاسنتر چه ویژگی هایی دارد:
خنک کننده inrow در دیتاسنتر از اهمیت بسیاری برخوردار است در اینجا به شرح آن می پردازیم. InRow Cooling (خنککننده درون ردیف) یک استراتژی خنکسازی برای کل اتاق سرور یا مرکز داده است، در حالی که فنهای یو پی اس صرفاً یک جزء داخلی برای خنک کردن خود دستگاه یو پی اس هستند.
در اینجا تفاوتهای اصلی بین سیستم خنککننده InRow و فنهای داخلی یو پی اس آورده شده است:
۱. مقیاس و هدف :
فنهای داخلی یو پی اس (UPS Fans) : قطعهای کوچک، مخصوص خنکسازی اجزای داخلی یک دستگاه یو پی اس.
سیستم خنککننده InRow (InRow Cooling) : یک واحد بزرگ تهویه مطبوع (AC) که برای خنکسازی کل ردیف رکهای سرور طراحی شده است.
هدف اصلی :
فنهای داخلی یو پی اس (UPS Fans) :محافظت از قطعات داخلی یو پی اس (باتری، اینورتر، شارژر) در برابر گرمای تولیدی خود دستگاه.
سیستم خنککننده InRow (InRow Cooling) : خنکسازی گرمای تولید شده توسط تمامی تجهیزات IT (سرورها، سوئیچها، یو پی اسها و…) در یک ردیف مشخص.
۲. عملکرد و معماری :
فنهای داخلی یو پی اس:
- از انرژی خود دستگاه استفاده میکنند.
- جریان هوا را درون محفظه فلزی یو پی اس به گردش در میآورند تا گرما را به محیط اطراف منتقل کنند.
- معمولاً فقط دمای داخلی خود یو پی اس را کنترل میکنند.
سیستم خنککننده InRow:
- این سیستمها به جای اینکه در انتهای ردیفها (مانند کریدور سرد/گرم سنتی) قرار گیرند، مستقیماً در میان ردیفهای رکهای سرور قرار میگیرند.
- نحوه عملکرد: آنها هوای گرم خروجی از پشت رکها را جذب میکنند و هوای سرد را مستقیماً به جلوی ردیف بعدی رکها میدمند یا در فضاهای مشخص (مانند کریدور داغ) تزریق میکنند.
- کارایی: این روش بسیار کارآمدتر از سیستمهای سنتی است، زیرا مسافت انتقال هوا کوتاه شده و از مخلوط شدن هوای سرد و گرم جلوگیری میشود (کاهش نشتی هوا).
۳. تجهیزات و اجزا
سیستم InRow یک واحد کامل تهویه مطبوع است که شامل اجزای زیر میشود، در حالی که فن یو پی اس فقط یک موتور و پره است:
- InRow: شامل کمپرسور، کندانسور، اواپراتور، دمنده اصلی، و معمولاً شیرهای کنترلی برای تنظیم دقیق جریان آب یا مبرد است.
- فن یو پی اس: شامل فن، موتور و مدار کنترل سرعت سادهتر است.
خنک کننده inrow در دیتاسنتر :
مکان دقیق قرارگیری آن به دو معماری اصلی بستگی دارد:
۱. InRow در میان ردیفها (In-Row Configuration)
این رایجترین و کارآمدترین حالت است:
- محل قرارگیری: واحدهای خنککننده InRow به صورت عمودی در انتهای یک ردیف رک یا در بین دو ردیف رک نصب میشوند.
- نحوه اتصال به جریان هوا:
- حالت ردیف داغ (Hot Aisle/Cold Aisle): در این حالت، رکها طوری چیده میشوند که جلوی آنها (کریدور سرد) روبروی یکدیگر و پشت آنها (کریدور داغ) روبروی یکدیگر باشد. واحد InRow در انتهای کریدور داغ قرار میگیرد.
- عملکرد: واحد InRow هوای گرم خروجی از پشت رکها (کریدور داغ) را جذب میکند، آن را خنک کرده و سپس هوای سرد را مستقیماً به کریدور سرد یا به جلوی رکهای بعدی میدمد.
۲. InRow در کنار ردیفها (In-Row Proximity)
در این حالت، واحد InRow در کنار ردیف رکها نصب میشود تا خنکسازی را به صورت نقطهای و متمرکزتری انجام دهد.
بنابراین، فن InRow (که در واقع بخشی از یک واحد خنککننده بزرگتر است) در جایی مستقر میشود که بیشترین تماس مستقیم را با هوای داغ خروجی از رکها داشته باشد تا کارایی خنکسازی به حداکثر برسد.
در دیتاسنترها چه فعالیتی انجام می شود؟
به زبان ساده، آنها ساختمانهای فیزیکی بسیار امن و مجهز هستند که برای نگهداری، مدیریت و پردازش حجم عظیمی از دادهها و برنامههای کاربردی استفاده میشوند.
آنها محیطی کاملاً کنترلشده را فراهم میکنند تا سختافزار حیاتی کسبوکارها و اینترنت به طور ۲۴ ساعته، ۷ روز هفته و ۳۶۵ روز سال با بالاترین سطح اطمینان و امنیت کار کند.
۱. ذخیرهسازی دادهها (Data Storage)
این اصلیترین کار است. هارد دیسک ها و داده های ابری و موارد و دادهای مهم در اینجا قرار می گیرند. تمام وبسایتها، ایمیلها، فایلهای شرکتی، دادههای بانکی و سوابق پزشکی در نهایت جایی در این مراکز ذخیره میشوند.
۲. پردازش و اجرای برنامهها (Computation and Application Hosting)
- میزبانی وبسایتها و اپلیکیشنها: وقتی شما از یک وبسایت یا اپلیکیشن موبایل استفاده میکنید، در واقع در حال تعامل با کدی هستید که روی سرورهای یک مرکز داده در حال اجرا است.
- پردازشهای سنگین: اجرای تحلیلهای بزرگ داده (Big Data)، هوش مصنوعی (AI/ML)، شبیهسازیهای علمی و تراکنشهای مالی لحظهای.
- خدمات ابری (Cloud Services): ارائه زیرساخت به عنوان سرویس (IaaS)، پلتفرم به عنوان سرویس (PaaS) و نرمافزار به عنوان سرویس (SaaS) که توسط شرکتهایی مانند مایکروسافت، آمازون و گوگل ارائه میشود.
۳. اتصال و شبکه (Connectivity and Networking)
- توزیع داده: آنها مسئول توزیع سریع و مطمئن دادهها از طریق شبکههای گسترده (WAN) به کاربران نهایی در سراسر جهان هستند.
- پشتیبانگیری و تداوم کسبوکار (Backup & DR): بسیاری از مراکز داده وظیفه دارند دادهها را به صورت تکراری (Redundant) در مکانهای مختلف نگهداری کنند تا در صورت بروز فاجعه طبیعی یا قطعی بزرگ، خدمات بلافاصله از مرکز دیگری بازیابی شود.
محیط فیزیکی :
- برق مطمئن: استفاده از سیستمهای UPS (همان موردی که پرسیدید)، ژنراتورهای دیزلی و چندین منبع تغذیه برای اطمینان از عدم قطعی برق.
- امنیت فیزیکی: دسترسی چند لایه، دوربینهای مداربسته، نگهبانان و قفلهای بیومتریک برای محافظت در برابر دسترسیهای غیرمجاز.
در دیتاسنتر از چه فن خنک کننده استفاده می گردد؟
۱. خنکسازی سنتی بر پایه هوا (Traditional Air Cooling)
این رویکرد قدیمیتر است و اغلب شامل سیستمهای بزرگ CRAC (Computer Room Air Conditioner) یا CRAH (Computer Room Air Handler) است که در محیط اتاق یا سقف نصب میشوند.
- نوع فن: فنهای بزرگ دمنده (Blower Fans) در داخل واحدهای CRAC/CRAH که حجم زیادی از هوا را از طریق کف کاذب (در صورت وجود) به سمت رکها هدایت میکنند.
- عیب: کارایی پایینتر، مصرف انرژی بیشتر، و خطر بالای مخلوط شدن هوای گرم و سرد (Bypass Airflow).
۲. خنکسازی ردیفی (InRow Cooling) – انتخابی برای تراکم متوسط
سیستم InRow که شما در مورد فنهای آن سوال کردید، نقطه میانی بسیار خوبی است و برای مراکز دادهای که تراکم تجهیزات متوسط تا بالایی دارند، ایدهآل است.
- نوع فن: فنهای محوری (Axial Fans) یا سانتریفیوژال (Centrifugal Fans) با کنترل سرعت متغیر (Variable Speed Drive – VSD) که مستقیماً در کنار یا درون ردیف سرورها تعبیه شدهاند.
- مزیت:
- خنکسازی نقطهای: گرما را در نزدیکی منبع (پشت رک) جذب میکند.
- کارایی بهتر: نیاز به جابجایی هوا در کل اتاق را کاهش میدهد.
- مقیاسپذیری: به راحتی میتوان با افزایش تجهیزات، واحدهای InRow بیشتری اضافه کرد.
- نتیجه: این روش معمولاً از نظر PUE (Power Usage Effectiveness) نسبت به سیستمهای سنتی کارآمدتر است.
۳. خنکسازی مایع (Liquid Cooling) – برای تراکم بسیار بالا (AI/HPC)
با افزایش استفاده از سرورهای قدرتمند (مانند سرورهای مورد استفاده برای هوش مصنوعی و محاسبات با کارایی بالا – HPC) که گرمای بسیار زیادی تولید میکنند (بالای ۳۰ کیلووات در هر رک)، خنکسازی مبتنی بر هوا دیگر کارآمد نیست.
الف) خنکسازی مستقیم به تراشه (Direct-to-Chip – DTC):
- نحوه کار: آب یا مایع دیالکتریک از طریق لولهکشیهای کوچک مستقیماً به صفحات سرد (Cold Plates) روی پردازندهها (CPU/GPU) پمپ میشود.
ب) غوطهوری (Immersion Cooling):
- نحوه کار: سرورها کاملاً در یک مایع دیالکتریک غیررسانا غوطهور میشوند.
- نقش فن: تقریباً هیچ فن هوایی مستقیمی در این روش استفاده نمیشود، زیرا دفع حرارت به طور کامل از طریق تبادل حرارتی مایع انجام میشود.
