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菜鸟学堂 IBM BLadeCenter新技术解析二

http://www.sina.com.cn 2007年02月28日 10:10 中关村在线
作者:中关村在线 王智超

  在春节前我们向大家介绍过一篇有关IBM BLadeCenter技术解析的文章,文章内容是《BLadeCenter新技术之随需应变》,今天我们向大家介绍有关BLadeCenter新技术的第二章——散热与冷却。

  自从处理器诞生一刻的开始,散热技术就已经与我们的工作和学习开始接触了,无论是台式机、笔记本还是服务器都是需要散热的。提到散热自然离不开散热器,经过数十年的发展散热器也是有着日新月异的变化,散热器的散热方式主要有主动散热和被动散热两种,而散热介质也是由铝、铜、银、金等组成。散热方式也是有的沿用至今的风冷散热,水冷散热、半导体散热,以及近几年流行的热管散热和为极限超频使用的干冰、液氮散热。

散热和冷却日益成为数据中心的焦点

下面我们先来看一下权威机构IDC的一份资料:


菜鸟学堂IBMBLadeCenter新技术解析二

  从图上我们可以直观看出从1996年到2010年服务器的增加速度逐渐放缓,当能源消费价格增长了8倍以后,服务器每年的新增数量是15%的递增状态,预计到2010年将有三千五百万台服务器装配到世界各地,其中有一千六百万台被装在美国。服务器数量的增加时导致设备机房对服务器的功耗、散热需求的主要因素。

  首先,功耗与散热这两个因素似乎正在推进服务器安装数量的增加,首先我们可以看到是服务器设备在不断地扩充。当今,不少商务应用都与单核、双核或者是多核多路服务器的使用是分不开的。比如email或web应用程序仅仅只添加一些服务器数量就可满足今后的应用。另外,随着业务量正在连续不断的增加,许多IT企业把资源使用性和可靠性看作是投资的重点。冗余或N+1及24*7的方法正在被推广。

  第二,是设备消费的类型正在发生变化。二十年以前一个企业可能已经购买一些主机并且期望那些主机可以处理它们所有的应用需求。随着新的技术推广及能耗的降低,使服务器的价格逐渐被降低,消费者购买模式已经发生变化,由最初采用了RISC/Unix服务器发展到而今使用更多的x86服务器。每一次过渡,所获得的消耗被大量的性能所降低。现今,x86服务器平均每一个系统价格是$4000美元。所需成本的连续降低意味着消费者可以在他们的结构中更广泛的分配系统,直到某一天与支持5000或更多服务器的消费者集中在一起工作对于我们来说已经很平常了。

  在接下来的5年里,性能、功耗和散热成为服务器发展的一个趋势。

效率的重要性日益凸显

  到目前为止主机、电能与散热已经占服务器总投资成本的一大部分,自1994年以来,电能成本已经翻倍。每台服务器的功耗也已增加为原有的6倍。能耗越高,热量也就越高,从而需要更多的散热处理器。

  有这样一个例子,1994年以100台服务器计算,每台服务器的售价是5000美元,到2006年100台服务器的单台售价同样是5000美元,也就是说性能成本每年降低19%;1994年100台服务器所需的电量为8KW,到2006年100台服务器所需要的电量为48KW,由此可见电量增加了200%;同样是以100台服务器计算,1994年一点的耗电费用需要2803美元、散热成本是1401美元,到2006年百台服务器所需要的电费是42048美元、散热成本是21024美元,与94年相比每台服务器的能耗增加了600%;1994年每台服务器的电能及散热成本所占比例仅为1.9%,到2006年电能及散热成本所占比例则占到了服务器成本的12.6%,整体管理增加了300%。

  以上例子是从1994年到2006年,同样是100台服务器在运行,电能价格是0.8美元千瓦每小时。在美国和澳大利亚的平均值大约是在4-10千瓦每小时。这个数字已经是过去12年间的双倍。1U服务器所需电量从80瓦到480瓦。所以当你看到投资成本的回报率时,足以让我们看到一个重要的增长点,在功耗和散热成本重要性方面的一个巨大增长。由此可见,电能从便宜的消耗品逐渐转变为重要限制与重要成本。

风量需求

  新一代的BladeCenter采用完全冗余通风设计,一个同等14服务器的1U设备中,以112个独立风扇实现与这两个通风装置相同的功能,随着外部温度变化,通过通风装置来调节不同的风量,因此进气温度非常关键,当温度达到25摄氏度时,BladeCenter需要的风量为265CFM(立方英尺/分),当温度上升至32摄氏度时,风扇加速到最大极限465CFM。如果发生一个管理模块故障,则通风装置也达到极限状态,通风装置和风扇转速随温度上升线性增加。对于普通数据中心环境中的3台BladeCenter 设备,计算下来需要795CFM的风量。

水尽其用——酷蓝

菜鸟学堂IBMBLadeCenter新技术解析二

  IBM的酷蓝技术就是通过冷却水直接带走机架所产生的热量,比传统交流电设计更高效。通过使用酷蓝散热技术最多降低55%的热量,而这样技术并非是每台IBM机器的必选配件。

总结:

  看完上面的文章相信您对服务器的能耗及IBM BLadeCenter的散热技术有了一定的了解,能源消耗及环保问题成为全球性的话题,在这里我们的文章暂时告一段落,请继续关注——IBM BLadeCenter新技术解析三。

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