Blanking panels - Thanh lắp khoảng trống thường được biết đến dưới dạng những thanh kim loại hoặc nhựa, dùng để đậy khoảng trống không sử dụng ở mặt trước tủ rack, giúp tăng hiệu quả tản nhiệt cho các thiết bị và giảm lưu thông khí nóng bên trong tủ rack. Sử dụng thanh lắp khoảng trống được xem là phương pháp tốt nhất, giúp ngăn cách các luồng khí nóng/lạnh khi cần áp dụng hệ thống làm mát theo mô hình lối đi nóng/lạnh và triển khai thiết bị trong các hệ thống ngăn khí.
Tổng quan về làm mát và ngăn khí
Cách hiệu quả nhất để sử dụng không khí trong một TTDL là để khí lưu chuyển qua các thiết bị CNTT chỉ một lần duy nhất. Tổ chức ASHARE đã giới thiệu khái niệm này trong quyển sách TC9.9 số 3 với khái niệm “đi qua một lần”. Nếu không khí luân chuyển qua thiết bị nhiều lần, luồng khí đi qua thiết bị lần hai sẽ nóng hơn. Các quạt nội bộ sẽ phải quạt nhanh hơn để đảm bảo nhiệt độ bên trong rack, đồng thời tạo ra nhiều nhiệt hơn. Nếu luồng khí nóng luân chuyển qua thiết bị CNTT bị trộn lẫn với luồng khí lạnh đi ngược về hệ thống làm mát, nhiệt độ luồng khí lạnh sẽ giảm, đồng nghĩa công suất làm mát cũng sẽ thấp hơn.
Ngày nay, xu hướng làm mát bằng ngăn khí ngày càng trở nên phổ biến và dần được xem là một giải pháp tốt không kém so với mô hình lối đi nóng/lạnh. Các thanh lắp khoảng trống giúp tách biệt luồng khí đi vào/ra và làm tăng áp suất chênh lệch giữa hai luồng khí. Phương pháp này thường được ứng dụng ở cấp độ rack và có thể chọn ngăn luồng khí lạnh hoặc khí nóng. Điều quan trọng là không được để không khí luân chuyển bên trong rack hoặc giữa các rack. Các hệ thống ngăn khí có thể giúp tiết kiệm năng lượng đến hơn 20% nhờ có thanh lắp khoảng trống.
Ngay cả khi không ngăn khí, thanh lắp khoảng trống cũng giúp nhiệt độ tủ rack nguội hơn. Các quạt bên trong hệ thống CNTT tạo ra một áp lực khoang phía trước thấp hơn phần bên ngoài rack. Áp suất này hút không khí đi qua cửa đục lổ phía trước. Tương tự, áp suất khoang phía sau cao hơn sẽ đẩy không khí khỏi lỗ thủng phía sau. Sẽ rất khó để tạo nên áp suất cần thiết cho phía trước và sau tủ rack để hút và thải khí mà không có các thanh lắp những khoảng trống không sử dụng.
Lựa chọn vật liệu cho thanh lắp khoảng trống
Bạn có thể tự hỏi thanh lắp khoảng trống bằng nhựa hay kim loại sẽ tốt hơn? Từ góc độ làm mát, không quan trọng thanh lắp khoảng trống được làm bằng chất liệu gì, mấu chốt là chúng phải đậy kín các không gian trống và ngăn khí nóng tuần hoàn ra phía trước tủ rack. Tuy nhiên, lựa chọn vật liệu cho thanh lắp khoảng trống có thể tạo ra những ưu thế khác nhau.
Thanh lắp khoảng trống có nhiều kích cỡ và vật liệu khác nhau, thường có trọng lượng nhẹ, kích cỡ 1U và 2U, có thể lắp đặt dễ dàng và nhanh chóng.
Thanh lắp khoảng trống bằng thép có thể hỗ trợ nhiều loại rack, với các dụng cụ lắp đặt phù hợp cho các lỗ vuông, tròn hoặc ren. Với vít giữ cố định, các thanh lắp bằng thép có thể đảm bảo an ninh tốt hơn cho tủ rack.
Phân tích nhiệt
Cách giải thích đơn giản nhất để sử dụng các thanh lắp khoảng trống là hãy nhìn vào mức độ sử dụng điện ở cấp độ rack khi chưa có thanh lắp. Mô hình toán học tính toán (CFD) được xây dựng để dự báo kết quả nhiệt từ máy chủ 1U khi không có thanh lắp khoảng trống, khí nóng thải ra sẽ tự do luân chuyển qua rack và các máy chủ lân cận.
Kết quả mô hình CFD được hiển thị trên một mặt của rack. Mô hình dự đoán luồng khí nóng sẽ ảnh hưởng đến hai máy chủ ở trên và dưới khoảng trống. Nhiệt độ gia tăng của các máy chủ lân cận cũng làm các quạt bên trong mỗi máy chủ phải tăng tốc để bù đắp. Điều này làm tăng năng lượng sử dụng và giảm hiệu quả làm mát.
Công suất quạt làm mát dự kiến từ bốn máy chủ PowerEdge R610 là khoảng 22 watt. Nếu sử dụng một thiết bị PUE với chi phí năng lượng 0.1USD/kWh, lượng điện bổ sung hàng năm cho quạt ở máy chủ sẽ là 39 USD. Chi phí này cao hơn nhiều so với sử dụng một thanh lắp khoảng trống đơn. Một phân tích tương tự được thực hiện trên máy chủ Dell 1U cho kết quả lượng điện cần bổ sung cho quạt hàng năm sẽ cao hơn nhiều (hơn 300 USD).
Nếu không sử dụng thanh lắp khoảng trống, các thiết bị có thể bị ép phải làm việc ở nhiệt độ thấp hơn, làm tăng đáng kể lượng điện năng vốn có thể tránh được nếu sử dụng thanh lắp khoảng trống.
Các thiết bị khác có thể bị ảnh hưởng. Nếu khí thải bị rò rỉ ra phía trước tủ rack, khí có thể bị hút vào không gian liền kề và làm tăng nhiệt độ đầu vào cho các thiết bị bên trong.
Trong TTDL thực tế cho thấy hiệu quả nhiệt khi không có thanh lắp khoảng trống. Các điểm nóng nằm tương ứng ở các vị trí thiếu thanh lắp khoảng trống, dẫn đến kết quả là luồng khí nóng đi qua rack đã bị trộn lẫn vào lối đi của luồng khí lạnh.
Những hiểu lầm thường gặp về thanh lắp khoảng trống
- Hiểu lầm: Thanh lắp khoảng trống không cần thiết. Chúng chẳng hiệu quả trong việc ngăn khí.
Thực tế: Điều này phụ thuộc vào hiệu suất hệ thống làm mát TTDL của bạn. Bạn sẽ không thấy hiệu quả khác biệt gì lớn nếu không sử dụng mô hình lối đi nóng/lạnh. Nhưng một khi bạn bắt đầu tách khí nóng ra khỏi khí lạnh theo mô hình lối đi nóng/lạnh và/hoặc dùng thêm phương pháp ngăn khí, sử dụng thanh lắp khoảng trống sẽ mang lại hiệu quả rất lớn.
- Hiểu lầm: Thanh lắp khoảng trống chỉ là cách để nhà cung cấp tăng thêm doanh thu.
Thực tế: Thanh lắp khoảng trống cần thiết để ngăn luồng khí đi qua hệ thống CNTT trong rack thành những lối đi nóng/lạnh. Nếu lo lắng về chi phí, bạn có thể chọn dùng thanh lắp bằng nhựa ít tốn kém hơn thanh bằng kim loại. Một số người còn sử dụng những giải pháp sáng tạo của riêng mình.Mấu chốt là chỉ cần đậy kín những khoảng trống trước rack.
- Hiểu lầm: Chỉ cần dùng thanh lắp cho những khoảng trống lớn, còn khoảng trống nhỏ không quan trọng.
Thực tế: Bất kỳ khoảng trống nào ở mặt trước của rack cũng đều ảnh hưởng đến nhiệt độ đầu vào bên trong rack. Nhiệt độ cao đi qua hệ thống khiến quạt phải quạt nhiều hơn. Một khoảng trống 1U cũng có thể gây rò rỉ nhiệt độ, làm nóng và gây hại cho hệ thống không khác gì một khoảng trống lớn.
Nhiều người nghĩ có thể cải thiện hiệu quả làm mát nếu mọi khoảng trống giữa các server đều được làm đầy và đậy kín bởi các thanh lắp khoảng trống. Áp suất cao ở mặt sau của rack giúp đẩy khí nóng ra ngoài, và áp suất thấp ở khoang trước sẽ hút khí lạnh vào rack. Áp suất tạo nên sự lưu thông khí giữa các khoảng trống trong server và xung quanh thanh lắp khoảng trống. Ngay cả khi kích thước khoảng trống là như nhau, hiệu quả lưu thông khí cũng sẽ hạn chế nếu các luồng khí phải thổi qua suốt chiều dài máy chủ thay vì chỉ đi qua một khoảng ngắn giữa các thanh lắp khoảng trống.
- Hiểu lầm: Gắn và tháo thanh lắp khoảng trống rất phức tạp và tốn nhiều thời gian
Thực tế: Dù thực tế điều này đúng, nhưng cái giá là xứng đáng. Bạn có thể dùng các rack vuông có lỗ giúp gắn và tháo thanh lắp khoảng trống nhanh và dễ dàng hơn. Nếu cần tăng độ bảo mật, có thể chọn thanh lắp khoảng trống bằng thép. Thanh lắp khoảng trống có nhiều kích cỡ từ vừa cho đến lớn cỡ 6U, vì vậy, bạn không phải gắn nhiều thanh lắp 1U nếu đã có sẵn một khoảng trống U lớn. Cách tốt nhất là gắn các hệ thống gần nhau và chỉ chừa lại những khoảng trống nhỏ giữa chúng, nhờ đó, bạn có thể đậy kín không gian còn lại bằng ít thanh lắp có kích thước lớn.
Kết luận
Các thanh lắp khoảng trống cung cấp một giải pháp giá rẻ để đảm bảo chiến lược làm mát tủ rack và TTDL được hiệu quả nhất, đặc biệt cần thiết cho các TTDL có mô hình làm mát theo lối đi nóng/lạnh. Dùng thanh lắp khoảng trống còn hiệu quả hơn khi kết hợp chặt chẽ với các giải pháp ngăn khí, hỗ trợ nâng cao hiệu quả của hệ thống làm mát bên trong tủ rack.
Nguyễn Văn Đông Minh
Theo Dell
