Basic HTML Version
16
[ [
14
17
12 11
2014
T
rong quá trình hoạt động, một phần
năng lượng cung cấp cho các thiết
bị CNTT sẽ chuyển hóa thành nhiệt.
Lượng nhiệt này cần phải được loại bỏ
nhằm tản nhiệt cho thiết bị. Hầu hết thiết
bị CNTT hiện nay đều làmmát bằng khí,
đồng nghĩa luồng khí tự nhiên xung quanh
hoặc luồng khí lạnh sẽ được tận dụng để
làmmát khi thiết bị nóng lên. Một TTDL
có thể chứa hàng ngàn thiết bị CNTT. Càng
nhiều thiết bị tỏa nhiệt, khí nóng trong
TTDL sẽ càng tăng. Nhiệm vụ của các hệ
thống làmmát là phải cách ly luồng khí
nóng và xử lý một cách hiệu quả.
Cách tiếp cận truyền thống
Phương pháp truyền thống để làmmát
TTDL là sử dụng các thiết bị làmmát theo
diện tích phòng nhằm phân phối khí lạnh
bên dưới sàn nâng. Hệ thống này giữ vai
trò cung cấp khí lạnh và điều hòa khí nóng
như một máy trộn khí lớn: lần lượt khuấy
Ba phương án làm mát
cấp độ phòng, dãy
rack và tủ rack giúp
đảm bảo độ linh hoạt,
khả năng dự đoán, mở
rộng, giảm lượng điện
năng tiêu thụ, giảm
tổng chi phí sở hữu
(TCO) và nâng cao độ
sẵn sàng của hệ thống
điện trong các TTDL
thế hệ mới.
trộn các luồng khí trong TTDL nhằm đảm
bảo nhiệt độ trung bình ổn định, ngăn
chặn các rủi ro do nhiệt gây ra.
Phương pháp này sẽ còn hiệu quả khi
nào nguồn điện cần cho hệ thống làmmát
chỉ chiếmmột phần nhỏ trong tổng lượng
điện tiêu thụ của toàn TTDL– tức khi mật
độ công suất điện trung bình trong TTDL
chỉ từ 1-2 kW cho mỗi rack. Với mật độ
thiết bị CNTT hiện đại ngày nay, công
suất điện trong một TTDL có thể lên đến
20 kWmỗi rack hay nhiều hơn. Từ dữ liệu
mô phỏng và kinh nghiệm từ một vài nhà
sản xuất cho thấy, cách làmmát truyền
thống không đáp ứng nổi nhu cầu hoạt
động ở mật độ cao này.
Để giải quyết bài toán trên, có thể làm
mát tập trung theo từng cấp độ: phòng,
dãy rack & tủ rack nhằm giảm nguy cơ
trộn khí. Các cách tiếp cận này có thể
đáp ứng công suất ở mật độ cao hơn, khả
năng dự phòng tốt và nhiều lợi ích khác.
Mọi hệ thống điều hòa không khí
trong TTDL đều phục vụ hai chức năng
chính: cung cấp nguồn khí lạnh và phân
phối chúng đến các thiết bị CNTT. Chức
năng đầu tiên cũng tương tự giải pháp làm
mát truyền thống: lượng khí lạnh cung
cấp phải đủ lớn để làmmát tổng nhiệt
lượng thải ra từ các thiết bị CNTT. Điểm
khác biệt là việc giải pháp làmmát cấp độ
phòng, dãy rack và tủ rack sẽ điều hướng
luồng khí lạnh đến các thiết bị như thế nào.
Không phân phối một cách qua loa theo
kiểu làmmát truyền thống, những luồng
khí lạnh (dù không nhìn thấy được trên
thực tế) sẽ được phân bố theo từng mô
hình khác nhau với mục đích sử dụng phù
hợp. Kiểm soát luồng khí chính là mục tiêu
lớn nhất của ba kiểu mô hình này.
Trong hình 1 là ba mô hình làmmát
cơ bản. Phần ô vuông màu đen là các
rack bên trong các dãy rack. Phần đường
kẻ xanh là luồng khí của các thiết bị làm
mát (CRAC). CRAC có nhiều kiểu thiết
kế khác nhau. Với cấp độ phòng,
các CRAC được thiết kế làmmát
chung cho cả phòng. Ở cấp độ
dãy rack, CRAC được bố trí làm
mát cho riêng từng dãy rack. Và
ở cấp độ tủ rack, hệ thống làm
mát được bố trí làmmát cho
từng tủ rack riêng biệt.
Giải pháp làmmát cấp
độ phòng
Các thiết bị CRAC làm mát cho
cả phòng sẽ phân phối khí lạnh đồng đều
đến tất cả các thiết bị 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 làmmát cấp độ
dãy rack
Các thiết bị CRAC được bố trí để làmmát
cho từng dãy tủ rack, có thể được lắp đặt
giữa các rack hoặc gắn phía trên tủ. So với
hệ thống làmmát 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 TTDL 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 làmmát theo dãy rack cho
phép tính toán công suất làmmát 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 làmmát 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
Hình 1: Mô phỏng kiến trúc làmmát cấp độ phòng-dãy rack-tủ rack
Phòng
Dãy rack
Tủ rack