Hlavní navigace

Vlákno názorů k článku RoboNodes: Slováci žádají o patenty na novou koncepci datacentra. Nemá větráky od frr - Nihil sub sole novum... Bude se řešit tlakový vs....

  • Článek je starý, nové názory již nelze přidávat.
  • 31. 7. 2016 23:06

    frr

    Nihil sub sole novum...

    Bude se řešit tlakový vs. teplotní spád / rozdíl mezi vstupem a výstupem racku, kýžená provozní teplota serverů a jejich vnitřních součástek, aerodynamický odpor serverů, potřebný objem chladícího média (vzduchu)...

    Samotné servery chtějí řešit jako pasivní. Na první pohled tleskám... ale nebude to jednoduché :-)

    Ventilátor namontovaný přímo na zdroji tepla je v jistém smyslu "ulejvácké" řešení. Umožňuje použít řádově menší plochu pro přestup tepla do vzduchu a tuto plochu realizovat mnohem hustším žebrovím, protože ventilátor přímo dosedá na žebroví chladiče a dává relativně velký tlak na výstupu. Protože nemusíte teplo vést kovem tak daleko, stačí menší průřez základny a žeber chladiče... Prostě ten chladič pro aktivní použití vychází citelně menší.

    Pokud se kolem topné součástky s ventilátorem (typicky CPU) rozmístí elyty a FETy VRM, není třeba příliš řešit jejich chlazení - chladí se toroidním vírem hlavního ventilátoru... Nemusíte ani nijak zvlášť optimalizovat "cestu nejmenšího odporu" průvanu napříč skříní (tzn optimalizovat motherboard, skříň, rozmístění součástek, airshroudy) - lokální ventilátory zajistí předání tepla do vzduchu a průvan už si cestu "nějak přibližně kolem" najde.

    Pokud volíte u konkrétní součástky mezi "ventilátorovou" a "pasivní" variantou, obvykle dostanete na výběr pasivní provedení, které při troše zamyšlení zjevně znamená, že se od Vás jako integrátora očekává, že dodáte potřebný průvan "zvenčí". Pasivní počítač zcela určitě nelze zavřít do těsné skříně... prostě se počítá s tím, že ventilátor bude o kus dál. V případě "pasivních celých stojanů" by zřejmě průvan vytvářela patřičně dimenzovaná centrální vzduchotechnika datacentra.

    Pasivní moduly (servery) musí být poté navrženy pečlivě tak, aby všechny jednotlivé topné součástky měly buď každá vlastní dostatečnou teplosměnnou plochu do proudícího průvanu, nebo musí být topné součástky tepelně přivázané na nějaký společný větší pasivní chladič... což je z hlediska mechanické konstrukce dost oříšek. Situaci nijak nezjednodušuje, že u pasivních konstrukcí vychází potřebná teplosměnná plocha větší, než s lokálními ventilátory (protože "pasivní" průvan je obvykle slabší, než cirkulace vzduchu zajištěná lokálním ventilátorem) a žebrovaná chladící tělíska musí být "řidší" kvůli potřebnému nižšímu aerodynamickému odporu. Potažmo pasivní chladící tělíska vycházejí mechanicky větší, těžší, nákladnější. Patrně největší ztrátové teplo lze očekávat u procesorů - a zejména jejich chladiče by měly "stát v cestě průvanu ve skříňce modulu" tak, aby neexistovala "cesta menšího odporu", která by chladiče obcházela ("falešný" tah). Tzn. chladiče CPU by měly rozměrově zabírat takřka celý světlý profil uvnitř skříňky serverového modulu...

    Komínové uspořádání je nesmysl z toho důvodu, že jednotlivé zdroje tepla jsou v proudu chladícího média zapojeny do série, tzn. poslední servery na konci série poběží na nejvyšší teplotě. Toto mi přijde jako klasická školácká chyba. Je to jistě také otázka plánovaného rozdílu teplot vstup-výstup, ale obecně co nejnižší ohřátí média vyžaduje co nejvyšší průtok, nevysoká teplota chladícího média na výstupu znamená horší vyhlídky na sekundární využití odpadního tepla, při nízkém rozdílu teplot nelze moc počítat s nějakými samotížnými efekty... U mě to vyhrává jednoznačně teplá/studená ulička, protože pak mají všechny servery rovné zacházení = shodnou teplotu nasávaného vzduchu a nejsou řazeny z hlediska chlazení "za sebou".
    chlazení "za sebou".

  • 1. 8. 2016 7:43

    frr

    Lze regulovat zátěž serverů - třeba tak, že ty horní budou generovat nižší *ztrátové teplo* (energii, v Joulech nebo Wattech). Aby stroje položené výše vnímaly nižší teplotu než stroje položené níže v komíně, museli bychom konstrukci rozptylu tepla per server provést tak, aby mezi jádrem CPU (a dalších topných součástek) a protékajícím vzduchem byl poměrně velký tepelný odpor, tzn. pod plnou zátěží značný teplotní spád (třeba 30-50*C), případně aby procházející vzduch uvnitř jednotlivého serveru míjel zdroje tepla neefektivně (nechat tam naschvál místo pro falešný vzduch) - pak by při vhodné bilanci tepelné kapacity protékajícího vzduchu a ztrátového tepla vznikajícího v serverech bylo možné tohoto paradoxního efektu dosáhnout. Nicméně si nemyslím, že by to bylo zrovna chytré:

    - servery by běžely trvale v podmínkách vysoké teploty, protože buď pod zátěží, nebo ve vysoké okolní teplotě. Tím by měly omezenou životnost, bez ohledu na to, jak často byste je robotem rotoval.

    - osadit chladič tak, že naschvál necháte kolem cestu pro falešný vzduch, je plýtvání materiálem (co náklady? hmotnost?)

    - i pokud je to myšleno tak, že při uvažovaném použití není výpočetní kapacita nikdy využita na víc než třeba 30% (nejedná se o HPC cluster pro výpočty nebo tak něco) a workload lze díky virtualizaci stěhovat mezi uzly podle potřeby, pořád mi to uspořádání přijde poměrně neefektivní - kruci když vím, že 60% CPU výkonu v zásadě nepotřebuju, tak proč jsem ho do těch stojanů vůbec naprojektoval a nastrkal? Samozřejmá odpověď: kvůli vykrytí špiček. Nojo, ale to se mi ve špičce horní patra komínu uvaří, pokud špička trvá déle než pár vteřin.

    Netvrdím, že jsem neviděl v reálném hardwaru mizerně navrženou tepelnou vazbu procesoru (a dalších žravých součástek) na chladič a do vzduchu - spíš naopak, vídám to často. Na základě praktických zkušeností mi nepřipadá správné, odfláknout zrovna tenhle aspekt *naschvál* - kvůli "inovativní" konstrukci se sériovým zapojením počítačů (zdrojů tepla) v chladícím oběhu.

  • 1. 8. 2016 13:28

    frr

    Hmm? Procesor, který z okolí odebírá teplo, když je idle? To by nešlo zařídit ani Peltierovým článkem (ten potřebuje z druhé strany opřít o chladič, protože z této druhé strany hřeje). Domnívám se, že jsme se v této debatě o patentu posunuli daleko za hranice perpetua mobile :-D

    Pokud nechám srandu stranou, měl bych podotknout, že vlastní tepelná kapacita (teplotní setrvačnost) toho elektro-šrotu je prakticky nevýznamná, vyčerpá se v časově kratičkém úseku po změně teplotních poměrů.

  • 1. 8. 2016 15:45

    Ivan Nový (neregistrovaný) 85.135.69.---

    Pokud kolem chladiče bude proudit vzduch teplejší než je aktuální teplota procesoru, bude se procesor přes chladič ohřívat, tak to bylo myšleno. Díky přepínání zátěže, by k tomuto stavu mohlo dojít.

  • 1. 8. 2016 6:18

    Ivan Nový (neregistrovaný) 85.135.69.---

    Lze regulovat zátěž serverů a tím i jejich teplotu, aktivních může být jen třetina z nich. A nebo jejich zátěž může být odstupňovaná tak, že servery položené níže poběží na vyšší provozní teplotě, než ty výše. Robotická ruka může zajistit automatické a cyklické prostřídání nodů tak, aby byly rovnoměrně zatěžovány a umístění nemělo vliv na jejich životnost.

    Žraloci taky dosahují jiného aerodynamického odporu kůže díky tomu, že buňky kůže reagují individuálně a kůže jako celek umí tlumit vznikající víry. Aplikace obdobného biologického principu by mohla pomoci i zde.

  • 1. 8. 2016 10:45

    Ivan Nový (neregistrovaný) 85.135.69.---

    U procesorů se to tak řeší, mají více jader proto, aby mohly běžet na nižší provozní teplotě, s tím, že všechny jádra budou vytížené současně na 90% se prakticky nepočítá. Ty jádra tam nejsou primárně kvůli výkonu, ale kvůli chlazení a spotřebě.

    Jinak žebrování u nečinného procesoru bude fungovat opačně, bude ho zahřívat a tím ochlazovat proudící vzduch takže rozdíl teplot procesorů bude menší než teplotní spád v komíně což přispěje k prodloužení jejich životnosti, protože budou mít rovnoměrnější teplotní režim.