Nghiên cứu trường hợp: Đối phó với thách thức làm mát tải trọng cao trong tủ dữ liệu bên ngoài

Nghiên cứu tình huống: Giải quyết Thách thức Làm mát Tải cao trong Tủ dữ liệu Biên ngoài trời

Bối cảnh

Khi mạng viễn thông tiến tới điện toán biên, mật độ công suất bên trong các tủ ngoài trời đã tăng lên nhanh chóng. Một nhà điều hành trung tâm dữ liệu khu vực yêu cầu một vỏ bọc ngoài trời mạnh mẽ, độc lập để chứa một cụm máy chủ mật độ cao và thiết bị mạng cho một nút biên phân tán. Thách thức không chỉ là chứa thiết bị, mà còn là duy trì môi trường bên trong được kiểm soát chặt chẽ cho phần cứng CNTT nhạy cảm trong môi trường có nhiệt độ mùa hè cao và không có nơi trú ẩn.

Thách thức: Tải nhiệt cao và Khả năng bảo trì

Nhà điều hành phải đối mặt với một bộ các ràng buộc cụ thể:

1. Tải nhiệt: Các máy chủ biên tạo ra nhiệt đáng kể. Hệ thống thông gió thụ động hoặc bộ trao đổi nhiệt tiêu chuẩn sẽ không đủ để giữ nhiệt độ bên trong trong giới hạn hoạt động của máy chủ. Yêu cầu làm mát chủ động.

2. Khả năng tiếp cận địa điểm: Tủ sẽ được đặt trong một sân công nghiệp bán công cộng. Việc bảo trì yêu cầu lối vào rộng rãi cho các thanh ray 19 inch, nhưng thiết bị nặng cũng có nghĩa là tủ có thể cần được định vị lại theo thời gian để lập kế hoạch địa điểm.

3. Bảo vệ môi trường: Vỏ bọc cần bảo vệ máy chủ khỏi bụi, mưa và bức xạ mặt trời. Một lớp vỏ ngoài chắc chắn, chống ăn mòn là cần thiết để chịu được nhiều năm tiếp xúc với môi trường ngoài trời.

Giải pháp: Vỏ bọc hạng nặng với Hệ thống làm mát chủ động

Nhà điều hành đã chọn một tủ dữ liệu ngoài trời 38U được thiết kế đặc biệt cho thiết bị mật độ cao. Giải pháp kết hợp cấu trúc vật lý chắc chắn với quản lý nhiệt chuyên dụng.

1. Quản lý nhiệt tối ưu

Để xử lý tải nhiệt của các máy chủ mật độ cao, tủ được trang bị một máy điều hòa không khí 1500W gắn trực tiếp trên cửa trước. Điều này cho phép tủ duy trì nhiệt độ bên trong ổn định ngay cả trong điều kiện mùa hè cao điểm, bảo vệ máy chủ khỏi bị giảm hiệu suất do nhiệt hoặc lỗi phần cứng. Bằng cách đặt bộ làm mát trên cửa, luồng không khí được hướng hiệu quả và hệ thống có thể được bảo trì hoặc thay thế mà không cần tiếp cận vào khoang thiết bị chính.

2. Độ cứng cấu trúc và Khả năng di chuyển

Tủ có cấu trúc hạng nặng với các bức tường thép mạ kẽm 1,2mm (và các bộ phận chịu tải 2,0mm) được phủ bột polyester loại ngoài trời. Được xếp hạng IP55, nó chặn bụi và tia nước áp suất thấp. Đáng chú ý, thiết kế bao gồm bốn bánh xe hạng nặng ở phía dưới. Với kích thước và trọng lượng đáng kể của tủ khi được tải, tính năng này cho phép các kỹ sư tại chỗ di chuyển nó vào vị trí cuối cùng mà không cần cẩu hoặc xe nâng, đơn giản hóa quy trình triển khai.

3. Khả năng tiếp cận và Bảo mật

Không gian giá đỡ bên trong 38U có thể truy cập qua cả cửa trước và cửa sau, một tính năng giúp đơn giản hóa đáng kể quy trình lắp đặt các máy chủ biên nặng và định tuyến cáp. Mặc dù có lối vào hai cửa, nhưng tính bảo mật không bị ảnh hưởng; cả hai cửa đều được khóa bằng hệ thống khóa ba điểm chống trộm hỗ trợ ổ khóa. Để bảo trì, đèn LED và bộ chặn cửa được bao gồm theo tiêu chuẩn.

Kết quả

Việc triển khai đáp ứng nhu cầu của nhà điều hành về một nút biên mật độ cao mà không yêu cầu xây dựng một nơi trú ẩn cố định. Hệ thống điều hòa không khí chủ động đảm bảo máy chủ hoạt động trong phạm vi nhiệt độ của chúng trong suốt mùa hè, trong khi cấu trúc IP55 bảo vệ thiết bị khỏi sự xâm nhập của môi trường. Việc bổ sung bánh xe di chuyển và lối vào hai cửa đã giảm đáng kể thời gian cần thiết cho việc thiết lập tại chỗ và bảo trì trong tương lai, chứng tỏ rằng các vỏ bọc ngoài trời có thể vừa chắc chắn vừa thiết thực cho các triển khai CNTT.