Διαστάσεις ραφιών διακομιστή δεδομένων και δομική σχεδίαση του κέντρου δεδομένων: Πληροφορίες για το U-Χώρο, τη θερμική διαχείριση, το φορτίο-φέρουσα ικανότητα και την επιλογή διανομής ισχύος

Με τη συνεχή ανάπτυξη τεχνολογιών όπως το cloud computing, τα μεγάλα δεδομένα, η τεχνητή νοημοσύνη και ο υπολογισμός αιχμής, η υποδομή κέντρων δεδομένων-συμπεριλαμβανομένων των διακομιστών, των διακοπτών, των συσκευών αποθήκευσης και του εξοπλισμού ισχύος-τείνει όλο και περισσότερο προς διαμορφώσεις υψηλής πυκνότητας, σπονδυλωτότητας και βασισμένες σε rack-. Ως κρίσιμης σημασίας υποδομή που στεγάζει εξοπλισμό πληροφορικής, οργανώνει την καλωδίωση, διαχειρίζεται τη διανομή ενέργειας και διευκολύνει την απαγωγή θερμότητας, ο σχεδιασμός των ντουλαπιών διακομιστή δεν είναι πλέον απλώς θέμα "αποθήκευσης εξοπλισμού". Αντίθετα, επηρεάζει άμεσα τη χρήση του χώρου, τη θερμική απόδοση, την αξιοπιστία ισχύος και τη μακροπρόθεσμη απόδοση λειτουργίας και συντήρησης (O&M).

 

Κατά την κατασκευή ενός κέντρου δεδομένων, η επιλογή του ντουλαπιού απαιτεί μια ολοκληρωμένη αξιολόγηση παραγόντων όπως οι διαστάσεις του εξοπλισμού, ο αριθμός μονάδων rack (U), το πλάτος και το βάθος του ντουλαπιού, το βάρος του εξοπλισμού, η πυκνότητα ισχύος και η δρομολόγηση καλωδίων. Για τους μηχανικούς και τους ειδικούς προμηθειών, η κατανόηση των τυπικών διαστάσεων του ντουλαπιού και των δομικών παραμέτρων είναι θεμελιώδους σημασίας για τον αποτελεσματικό σχεδιασμό του δωματίου διακομιστή και τη διαμόρφωση του εξοπλισμού.

 

 

 

Το "U" που βρίσκεται συνήθως στα ντουλάπια διακομιστών σημαίνει "Unit" και χρησιμεύει ως τυπικό μέτρο του ύψους του rack. Ο εξοπλισμός με δυνατότητα τοποθέτησης σε rack-συνήθως σχεδιάζεται με βάση αυξήσεις ύψους U-, διασφαλίζοντας ότι οι διακομιστές, οι διακόπτες, οι συσκευές αποθήκευσης και το άλλο υλικό βάσης-από διάφορους κατασκευαστές μπορούν να εγκατασταθούν σε ένα ενοποιημένο σύστημα ντουλαπιού.

 

Το τυπικό ύψος για 1U είναι 44,45 mm (4,445 cm). Κατά συνέπεια, μια συσκευή 2U έχει ύψος περίπου 88,9 mm και μια συσκευή 4U έχει ύψος περίπου 177,8 mm. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η βαθμολογία U αναφέρεται συγκεκριμένα στο ύψος τοποθέτησης του rack-και δεν ισοδυναμεί με τις πραγματικές φυσικές διαστάσεις της συσκευής. εξαρτήματα όπως το πλαίσιο, οι ράγες, τα αυτιά στερέωσης και άλλα δομικά στοιχεία ενδέχεται να καταλαμβάνουν επιπλέον χώρο.

 

Σε ένα τυπικό σύστημα rack 19 ιντσών, το πλάτος τοποθέτησης είναι 19 ίντσες (482,6 mm). Το πραγματικό πλάτος του ίδιου του πλαισίου διακομιστή είναι συνήθως μικρότερο από αυτό το νούμερο, καθώς η συσκευή στερεώνεται στις κάθετες ράγες τοποθέτησης του ντουλαπιού μέσω αυτιών τοποθέτησης, συρόμενων σιδηροτροχιών ή άλλων μηχανισμών στερέωσης.

 

Οι διακομιστές 1U, 2U και 4U είναι οι πιο συνηθισμένοι παράγοντες μορφής. 1Οι συσκευές U επιτρέπουν μεγαλύτερο αριθμό υπολογιστικών κόμβων εντός περιορισμένου χώρου rack, καθιστώντας τους ιδανικούς για περιβάλλοντα υψηλής-πυκνότητας. Αντίθετα, οι συσκευές 2U και 4U προσφέρουν μεγαλύτερο εσωτερικό όγκο, φιλοξενώντας περισσότερους σκληρούς δίσκους, κάρτες επέκτασης, εξαρτήματα ψύξης και άλλες λειτουργικές μονάδες.

 

Οι αποφάσεις επιλογής θα πρέπει να βασίζονται σε μια συνολική αξιολόγηση της υπολογιστικής απόδοσης, της χωρητικότητας αποθήκευσης, της επεκτασιμότητας και της κατανάλωσης ενέργειας. Για παράδειγμα, ορισμένα έργα μικρής-κλίμακας ενδέχεται να χρησιμοποιούν ένα rack διακομιστή 6U για τη στέγαση μονάδων υπολογιστών αιχμής, εξοπλισμού δικτύου ή εργαστηριακών συσκευών. Αν και αυτά τα rack προσφέρουν περιορισμένο κατακόρυφο χώρο (U-χώρος), ικανοποιούν αποτελεσματικά τις απαιτήσεις για την κεντρική εγκατάσταση μικρών συστημάτων πληροφορικής, τερματικών επικοινωνίας και εξοπλισμού ελέγχου.

 

 

Το 42U είναι ένα από τα τυπικά ύψη rack που συναντάμε συχνά στα κέντρα δεδομένων. Με βάση τον τυπικό υπολογισμό των 44,45 mm ανά U, ο θεωρητικός χώρος κάθετης τοποθέτησης για ένα ράφι 42U είναι περίπου 1,866.9 mm. Ωστόσο, το πραγματικό εξωτερικό ύψος περιλαμβάνει επιπλέον χώρο για το επάνω πάνελ, τη βάση, τους τροχούς ή άλλα δομικά στοιχεία. Ως εκ τούτου, δεν μπορεί κανείς να προσδιορίσει τις πραγματικές εξωτερικές διαστάσεις του rack μόνο με βάση την αξιολόγηση χώρου U-.

 

Τα κοινά πλάτη ραφιών περιλαμβάνουν 600 mm και 800 mm. Τα rack με πλάτος 600 mm είναι κατάλληλα για τυπικές εγκαταστάσεις διακομιστή και δικτυακού εξοπλισμού, ενώ τα rack πλάτους 800 mm προσφέρουν συνήθως περισσότερο πλευρικό χώρο για τη δρομολόγηση καλωδίων, καθιστώντας τα ιδανικά για διακομιστές υψηλής-πυκνότητας, πολύπλοκα συστήματα καλωδίωσης και κέντρα δεδομένων με αυστηρές απαιτήσεις διαχείρισης καλωδίων.

 

Τα βάθη των ραφιών ποικίλλουν σημαντικά, με κοινά μεγέθη που κυμαίνονται από 600 mm έως 1.200 mm (συμπεριλαμβανομένων 600, 800, 900, 960, 1.000, 1.100 και 1.200 mm). Καθώς οι πλατφόρμες διακομιστών εξελίσσονται, οι απαιτήσεις βάθους, βάρους και θερμικής διαχείρισης ορισμένων συσκευών υπολογιστών υψηλής απόδοσης (HPC) και διακομιστών GPU έχουν αυξηθεί σημαντικά, γεγονός που καθιστά αναγκαία την αντιστοίχιση μεταξύ του βάθους του rack και των πραγματικών διαστάσεων του εξοπλισμού.

 

Για περιβάλλοντα με περιορισμένο χώρο-όπως γραφεία, εργαστήρια ή αίθουσες διακομιστών άκρων{1}}μπορεί να χρησιμοποιηθούν μικρά ερμάρια δεδομένων. Αυτά τα ντουλάπια προσφέρουν συνήθως περιορισμένη χωρητικότητα τοποθέτησης, αλλά είναι κατάλληλα για την κεντρική εγκατάσταση διακοπτών δικτύου, εξοπλισμού επικοινωνίας, μονάδων UPS και άλλων μικρών συσκευών πληροφορικής.

 

Εάν ο αριθμός του εξοπλισμού είναι χαμηλός και οι συσκευές δικτύου πρέπει να εγκατασταθούν κοντά σε τοίχο, μια επιτοίχια ντουλάπα δικτύου-είναι μια βιώσιμη επιλογή. Ενώ οι επιτοίχιες μονάδες-εξοικονομούν χώρο στο δάπεδο, είναι σημαντικό να επαληθεύσετε τη φέρουσα ικανότητα-του τοίχου, το βάρος του εξοπλισμού και τις απαραίτητες συνθήκες θερμικής απαγωγής.

 

 

Ένα rack 42U δεν φιλοξενεί απαραίτητα διακομιστές 42 1U. Ο θεωρητικός χώρος U-αντιπροσωπεύει μόνο την κατακόρυφη περιοχή τοποθέτησης. Η πραγματική ανάπτυξη απαιτεί να λαμβάνεται υπόψη η απόσταση μεταξύ των συσκευών, καθώς και ο χώρος που καταλαμβάνουν οι διακόπτες, τα PDU, τα εξαρτήματα διαχείρισης καλωδίων και τα κανάλια ροής αέρα για ψύξη.

 

Ενώ ένα ράφι θα μπορούσε θεωρητικά να φιλοξενήσει μεγάλο αριθμό συσκευών εάν κατοικηθεί εξ ολοκλήρου με μονάδες 1U, η πραγματική ανάπτυξη απαιτεί προσαρμογές με βάση παράγοντες όπως η κατανάλωση ενέργειας της συσκευής, οι μέθοδοι ψύξης, η χωρητικότητα τροφοδοσίας ρεύματος και η απόσταση συντήρησης. Για διακομιστές 2U και 4U, ο αριθμός των μονάδων που μπορούν να εγκατασταθούν μειώνεται αντίστοιχα λόγω του μεγαλύτερου κατακόρυφου χώρου που καταλαμβάνει κάθε συσκευή.

 

Ο προσδιορισμός του αριθμού των συσκευών συνήθως απαιτεί εξισορρόπηση τριών διαστάσεων: χώρο, ισχύ και ψύξη. Οι εκτιμήσεις χώρου περιλαμβάνουν τον υπολογισμό των μονάδων rack (U-χώρος) που απαιτούνται για συσκευές και διαχείριση καλωδίων. Τα ζητήματα ισχύος συνεπάγονται την αξιολόγηση της χωρητικότητας εισόδου ισχύος του rack και του φορτίου PDU. Τα ζητήματα ψύξης απαιτούν διαμόρφωση με βάση την πραγματική θερμική ισχύ σχεδιασμού του εξοπλισμού πληροφορικής και την ικανότητα ψύξης του κέντρου δεδομένων.

 

Σε υπολογιστικά σενάρια υψηλής-πυκνότητας, η χωρητικότητα ισχύος γίνεται συχνά ο περιοριστικός παράγοντας για την πυκνότητα rack πριν το κάνει ο φυσικός χώρος U-. Επομένως, ο σχεδιασμός rack δεν θα πρέπει να επικεντρώνεται αποκλειστικά στη μεγιστοποίηση του αριθμού των συσκευών, αλλά θα πρέπει να περιλαμβάνει έναν ολοκληρωμένο σχεδιασμό που να λαμβάνει υπόψη το φορτίο IT, την παροχή ρεύματος και τις δυνατότητες ψύξης.

 

 

Πρώτον, τα rack server παρέχουν τη μηχανική δομή για τον εξοπλισμό τοποθέτησης. Χρησιμοποιώντας τυποποιημένες ράγες στερέωσης, ράγες οδήγησης και υλικό στερέωσης, οι διακομιστές, οι διακόπτες, οι συσκευές αποθήκευσης, οι μονάδες UPS και άλλος εξοπλισμός τοποθέτησης rack-μπορούν να ενοποιηθούν σε μια ενοποιημένη, οργανωμένη διάταξη.

 

Δεύτερον, τα rack διευκολύνουν την οργανωμένη διάταξη του εξοπλισμού και τη διαχείριση καλωδίων. Εάν μεγάλος αριθμός καλωδίων δικτύου, καλωδίων τροφοδοσίας και καλωδίων οπτικών ινών αφεθούν χαλαρά στο κέντρο δεδομένων, η συντήρηση θα ήταν δύσκολη και τα μοτίβα ροής αέρα θα διαταράσσονταν. Τα καλά σχεδιασμένα ράφια συνήθως διαθέτουν πάνω ή κάτω σημεία εισόδου καλωδίων, κάθετα κανάλια διαχείρισης καλωδίων και οριζόντια αξεσουάρ διαχείρισης καλωδίων, με αποτέλεσμα πιο καθαρή συνδεσιμότητα εξοπλισμού.

 

Για αναπτύξεις διακομιστή υψηλής-πυκνότητας, τα rack διαδραματίζουν επίσης κρίσιμο ρόλο στη διαχείριση της ροής αέρα και της απαγωγής θερμότητας. Τα σύγχρονα κέντρα δεδομένων χρησιμοποιούν γενικά έναν σχεδιασμό ροής αέρα από εμπρός-προς-πίσω, όπου ο κρύος αέρας εισέρχεται στην πλευρά εισαγωγής του εξοπλισμού και εξαντλείται στον θερμό διάδρομο από εσωτερικούς ανεμιστήρες. Οι δομές ραφιών πρέπει να σχεδιάζονται έτσι ώστε να διασφαλίζουν ότι τα καλώδια, οι πίνακες κάλυψης και άλλα εξαρτήματα δεν εμποδίζουν τις κύριες διαδρομές ροής αέρα.

 

Επιπλέον, τα ράφια παρέχουν φυσική ασφάλεια για τον εξοπλισμό. Λειτουργίες όπως πόρτες, πλαϊνά πάνελ, κλειδαριές, συστήματα γείωσης και άλλα αξεσουάρ συμβάλλουν στην ελαχιστοποίηση του κινδύνου μη εξουσιοδοτημένης πρόσβασης και προστατεύουν τον εξοπλισμό από περιβαλλοντικούς παράγοντες όπως η σκόνη και οι μηχανικές κρούσεις.

 

 

Βάσει της τοποθεσίας εγκατάστασης, τα ράφια μπορούν να κατηγοριοποιηθούν ευρέως σε επιδαπέδια-ράφια και σε τοίχο-ράφια. Τα επιδαπέδια-ντουλάπια προσφέρουν μεγαλύτερη χωρητικότητα εγκατάστασης και είναι κατάλληλα για την κεντρική ανάπτυξη διακομιστών, εξοπλισμού δικτύου, συσκευών αποθήκευσης και συστημάτων ισχύος. Τα επιτοίχια ερμάρια-είναι πιο συμπαγή και χρησιμοποιούνται κυρίως για τηλεπικοινωνίες, δικτύωση και υπολογιστικό εξοπλισμό αιχμής.

 

Τα ντουλάπια μπορούν περαιτέρω να κατηγοριοποιηθούν ανάλογα με το περιβάλλον εφαρμογής σε μοντέλα εσωτερικού και εξωτερικού χώρου. Για ντουλάπια δικτύου εξωτερικών χώρων, ο δομικός σχεδιασμός πρέπει να αφορά όχι μόνο την εγκατάσταση εξοπλισμού και την απαγωγή θερμότητας αλλά και περιβαλλοντικούς παράγοντες όπως η εισροή σκόνης και νερού, η αντίσταση στη διάβρωση, οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας και η ηλιακή ακτινοβολία.

 

Με βάση τον τύπο εξοπλισμού, τα ερμάρια ταξινομούνται σε ερμάρια διακομιστών, ερμάρια δικτύου, ερμάρια τηλεπικοινωνιών και γραφεία βιομηχανικού ελέγχου. Τα ερμάρια διακομιστή απαιτούν συνήθως μεγαλύτερη χωρητικότητα-φόρτωσης και μεγαλύτερο βάθος. Τα ντουλάπια δικτύου δίνουν προτεραιότητα στον χώρο καλωδίωσης, στις δομές διαχείρισης καλωδίων και στην εγκατάσταση διακοπτών. Τα βιομηχανικά ερμάρια απαιτούν βελτιωμένα χαρακτηριστικά προστασίας και θερμικού ελέγχου προσαρμοσμένα στο συγκεκριμένο περιβάλλον λειτουργίας.

 

Σε περιβάλλοντα οικιακού διακομιστή, αποθήκευσης πολυμέσων και προσωπικού εργαστηρίου, οι βάσεις οικιακών διακομιστών γενικά δεν απαιτούν την ακραία χωρητικότητα-φόρτωσης που υπάρχει σε μεγάλα ντουλάπια κέντρων δεδομένων. Ωστόσο, παράγοντες όπως το βάθος του εξοπλισμού, τα επίπεδα θορύβου, ο εξαερισμός και η διαχείριση ενέργειας παραμένουν σημαντικά ζητήματα.

 

Για συμπαγείς κόμβους δικτύου, μικρά ράφια δικτύου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κεντρική στέγαση διακοπτών, δρομολογητών, εξοπλισμού διανομής οπτικών ινών και μονάδων ισχύος-μικρής κλίμακας.

 

 

 

Καθώς η ισχύς του διακομιστή και η πυκνότητα του εξοπλισμού αυξάνονται, η φέρουσα χωρητικότητα-των ντουλαπιών γίνεται όλο και πιο κρίσιμη. Οι διακομιστές υψηλής-πυκνότητας, οι συστοιχίες αποθήκευσης, οι μονάδες UPS και τα συστήματα μπαταριών μπορεί να είναι πολύ βαριά. εάν το πλαίσιο του ντουλαπιού, οι ράγες στερέωσης, η βάση ή οι τροχίσκοι δεν έχουν επαρκή χωρητικότητα-φόρτωσης, η μακροπρόθεσμη{4}}ασφάλεια λειτουργίας του εξοπλισμού μπορεί να τεθεί σε κίνδυνο.

 

Οι προδιαγραφές ρουλεμάν φορτίου θαλάμου-διακρίνουν συνήθως τα στατικά και τα δυναμικά φορτία. Η χωρητικότητα στατικού φορτίου αναφέρεται στο βάρος που μπορεί να υποστηρίξει το ερμάριο μόλις εγκατασταθεί ο εξοπλισμός, ενώ η δυναμική χωρητικότητα φορτίου αντιπροσωπεύει τις μηχανικές καταπονήσεις που προκαλούνται κατά τη μετακίνηση, τη μεταφορά και τη διαδικασία εγκατάστασης του εξοπλισμού.

 

Όταν επιλέγετε ένα rack διακομιστή υπολογιστή, θα πρέπει να επαληθεύεται η φέρουσα χωρητικότητα-σε σχέση με το βάρος του εξοπλισμού, τις μεθόδους τοποθέτησης και τις δομικές προδιαγραφές του ντουλαπιού. Για βαρείς διακομιστές, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται αποκλειστικές ράγες ή ράφια αντί να βασίζονται αποκλειστικά σε βίδες στερέωσης για την υποστήριξη ολόκληρου του βάρους.

 

Παράγοντες όπως το υλικό του πλαισίου, το πάχος της σιδηροτροχιάς, η δομή εγκάρσιας-δοκού, ο σχεδιασμός της βάσης και η διαμόρφωση της στερέωσης επηρεάζουν τη συνολική δομική ακαμψία. Οι αναπτύξεις κέντρων δεδομένων υψηλής-πυκνότητας απαιτούν συστηματική ανάλυση αυτών των παραμέτρων αντί να επικεντρώνονται αποκλειστικά σε εξωτερικές διαστάσεις.

 

 

Η θερμική διαχείριση είναι μια κρίσιμη πτυχή του σχεδιασμού των ραφιών. Στοιχεία όπως CPU, GPU, μονάδες μνήμης, σκληροί δίσκοι και μονάδες τροφοδοσίας παράγουν θερμότητα κατά τη λειτουργία του διακομιστή. Εάν αυτή η θερμότητα δεν διαχέεται αμέσως, οι εσωτερικές θερμοκρασίες αυξάνονται, οδηγώντας ενδεχομένως σε θερμικό στραγγαλισμό, αστοχία του εξοπλισμού ή μείωση της διάρκειας ζωής των εξαρτημάτων.

 

Ενώ τα παραδοσιακά ράφια μπορεί να βασίζονται σε-ανανεμιστήρες που είναι τοποθετημένοι στην κορυφή για να βοηθήσουν με την εξάτμιση θερμότητας, τα σύγχρονα κέντρα δεδομένων δίνουν μεγαλύτερη έμφαση στη διαχείριση της ροής αέρα μεταξύ της βάσης και του συνολικού συστήματος κλιματισμού της εγκατάστασης. Οι κοινές στρατηγικές σχεδίασης περιλαμβάνουν διαμορφώσεις θερμού/κρύου διαδρόμου, περιορισμό κρύου διαδρόμου, περιορισμό θερμού διαδρόμου και ψύξη σε επίπεδο rack-.

 

Για διακομιστές υψηλής ισχύος-, η απλή προσθήκη περισσότερων ανεμιστήρων rack είναι ανεπαρκής. Απαιτείται μια ολιστική προσέγγιση σχεδίασης, συντονίζοντας παράγοντες όπως ο λόγος διάτρησης των μπροστινών και πίσω θυρών, η κατεύθυνση ροής αέρα διακομιστή, η διαμόρφωση του πίνακα κενού, η διάταξη του καλωδίου και η συνολική ροή αέρα του κέντρου δεδομένων.

 

Οι αναπτύξεις υψηλής-πυκνότητας ενδέχεται να χρησιμοποιούν υγρόψυξη ή άλλες μεθόδους θερμικής διαχείρισης υψηλής-απόδοσης. Αυτές οι προσεγγίσεις αλλάζουν τις απαιτήσεις εσωτερικού χώρου, τις διατάξεις των σωληνώσεων και τις φέρουσες δομές-. Επομένως, η μέθοδος ψύξης της πλατφόρμας διακομιστή πρέπει να επιβεβαιωθεί κατά το στάδιο της προμήθειας rack.

 

Τα ηχομονωτικά rack server χρησιμοποιούνται κυρίως σε περιβάλλοντα με αυστηρές απαιτήσεις ελέγχου θορύβου, όπως γραφεία, εργαστήρια ή ορισμένες τοποθεσίες υπολογιστών αιχμής. Αυτά τα ράφια απαιτούν προσεκτική ισορροπία μεταξύ ηχομονωτικών υλικών, διαχείρισης ροής αέρα και θερμικής απόδοσης.

 

 

Καθώς ο αριθμός των διακομιστών και των συνδέσεων δικτύου αυξάνεται, η αποτελεσματική διαχείριση καλωδίων εντός του rack γίνεται όλο και πιο σημαντική. Χωρίς σωστό σχεδιασμό, τα καλώδια τροφοδοσίας, τα χάλκινα καλώδια, οι οπτικές ίνες και τα καλώδια διαχείρισης μπορεί να εμποδίσουν τη συντήρηση του εξοπλισμού και να εμποδίσουν τη ροή του αέρα.

 

Τα καλά σχεδιασμένα rack συνήθως παρέχουν σημεία εισόδου καλωδίων τόσο στο επάνω όσο και στο κάτω μέρος, με ειδικούς οριζόντιους και κατακόρυφους χώρους διαχείρισης καλωδίων ευθυγραμμισμένους με τις θέσεις διεπαφής διακομιστή. Τα ράφια υψηλής-πυκνότητας θα πρέπει επίσης να ενσωματώνουν τη διαχείριση καλωδίων σε επίπεδα για να αποτρέπεται το μπέρδεμα των καλωδίων τροφοδοσίας, των καλωδίων δικτύου και των οπτικών ινών.

 

Η ακτίνα κάμψης του καλωδίου είναι μια άλλη κρίσιμη παράμετρος σχεδιασμού. Ανεπαρκείς ακτίνες κάμψης-ιδιαίτερα για οπτικές ίνες και-καλώδια επικοινωνίας υψηλής ταχύτητας-μπορεί να θέσει σε κίνδυνο την ποιότητα μετάδοσης σήματος. Κατά την αγορά ραφιών, οι προδιαγραφές για τα αξεσουάρ διαχείρισης καλωδίων θα πρέπει να επιλέγονται με βάση τον πραγματικό όγκο της καλωδίωσης και τον προσανατολισμό των διεπαφών. Τα περιβλήματα τοποθέτησης σε rack{6}}χρησιμοποιούνται συνήθως για τη στέγαση συγκεκριμένου ηλεκτρονικού εξοπλισμού σε τυπικά συστήματα rack. Ο σχεδιασμός τους δεν εστιάζει μόνο στην παροχή ενός περιβλήματος, αλλά και σε δομικές απαιτήσεις όπως διαστάσεις τοποθέτησης, αερισμός, θωράκιση ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας, γείωση και ευκολία συντήρησης.

 

 

Σε κέντρα δεδομένων υψηλής-πυκνότητας, το σύστημα διανομής ισχύος του ντουλαπιού επηρεάζει άμεσα τη λειτουργική αξιοπιστία του διακομιστή. Τα PDU συνήθως εγκαθίστανται στο πίσω μέρος ή στο πλάι του ντουλαπιού για να παρέχουν συνδέσεις τροφοδοσίας για διακομιστές, διακόπτες και άλλο εξοπλισμό πληροφορικής.

 

Καθώς αυξάνεται το ποσοστό των διακομιστών διπλής-τροφοδοσίας, μια μεμονωμένη συσκευή μπορεί να συνδεθεί ταυτόχρονα σε δύο ανεξάρτητα κυκλώματα ισχύος. Ως εκ τούτου, η διανομή ισχύος του ντουλαπιού πρέπει να λαμβάνει πλήρως υπόψη την ανεξαρτησία των τροφοδοσιών Α και Β. Για κρίσιμο εξοπλισμό αποστολής, απαιτείται επίσης ολοκληρωμένος σχεδιασμός που περιλαμβάνει μονάδες UPS, ερμάρια διανομής ενέργειας και εφεδρικά συστήματα ισχύος.

 

Η χωρητικότητα του συστήματος διανομής ηλεκτρικής ενέργειας δεν θα πρέπει να εκτιμάται αποκλειστικά με βάση τον αριθμό των διακομιστών. Αντίθετα, οι υπολογισμοί πρέπει να λαμβάνουν υπόψη την ονομαστική ισχύ των μεμονωμένων συσκευών, τους πραγματικούς ρυθμούς φορτίου, τα ρεύματα εισροής και τις μελλοντικές ανάγκες επέκτασης.

 

Σε ερμάρια υψηλής{0} πυκνότητας, τα σημεία σύνδεσης ρεύματος, η τοποθέτηση PDU και η δρομολόγηση καλωδίων πρέπει να συντονίζονται με τις απαιτήσεις απαγωγής θερμότητας και τον χώρο πρόσβασης συντήρησης. Μια ορθολογική διάταξη μπορεί να συντομεύσει τις διαδρομές παροχής ισχύος και να ελαχιστοποιήσει την παρεμπόδιση της ροής του αέρα που προκαλείται από τα καλώδια τροφοδοσίας.

 

 

Τα σύγχρονα ερμάρια κέντρων δεδομένων εξελίσσονται από απλές μηχανικές δομές τοποθέτησης σε έξυπνα εξαρτήματα υποδομής. Οι αισθητήρες που παρακολουθούν τη θερμοκρασία, την υγρασία, τον καπνό, το ρεύμα, την τάση και την πρόσβαση στο ντουλάπι επιτρέπουν-την παρακολούθηση της κατάστασης λειτουργίας του θαλάμου σε πραγματικό χρόνο.

 

Η παρακολούθηση θερμοκρασίας και υγρασίας βοηθά το προσωπικό λειτουργίας και συντήρησης (O&M) να καθορίσει εάν οι συνθήκες μέσα και γύρω από το ντουλάπι παραμένουν εντός των βέλτιστων ορίων. Για διακομιστές υψηλής-πυκνότητας, το σύστημα παρακολούθησης μπορεί να εντοπίσει αμέσως πιθανά προβλήματα ψύξης εάν οι θερμοκρασίες του αέρα εισαγωγής αυξηθούν ασυνήθιστα.

 

Η ανίχνευση καπνού προσδιορίζει τον καπνό που προκύπτει από δυσλειτουργίες του εξοπλισμού ή άλλες ανωμαλίες. Η ενσωμάτωση με το-ευρύ σύστημα πυρόσβεσης της εγκατάστασης επιταχύνει περαιτέρω τον εντοπισμό μη φυσιολογικών συμβάντων.

 

Τα έξυπνα PDU μπορούν να παρακολουθούν παραμέτρους για μεμονωμένα ή πολλαπλά κυκλώματα ισχύος, παρέχοντας τη βάση δεδομένων για ανάλυση κατανάλωσης ενέργειας εξοπλισμού, σχεδιασμό χωρητικότητας και διάγνωση σφαλμάτων. Η σύνδεση δεδομένων ντουλαπιού στο σύστημα διαχείρισης υποδομής του κέντρου δεδομένων (DCIM) μέσω διεπαφών επικοινωνίας επιτρέπει επίσης πιο κεντρική διαχείριση O&M.

 

 

Η επιλογή του ντουλαπιού δεν πρέπει να βασίζεται αποκλειστικά σε προδιαγραφές ύψους όπως "42U" ή "48U". Πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη παράγοντες όπως οι διαστάσεις του εξοπλισμού, οι απαιτήσεις ισχύος, η απαγωγή θερμότητας, η φέρουσα ικανότητα-φόρτισης και η απόσταση συντήρησης.

 

Για τυπικά συμπλέγματα διακομιστών, πρέπει πρώτα να επαληθευτεί το ύψος και το βάθος των διακομιστών και, στη συνέχεια, να προσδιοριστεί ο απαιτούμενος αριθμός μονάδων rack (U) και το πραγματικό βάθος τοποθέτησης. Εάν υπάρχει μεγάλος όγκος εξοπλισμού, πρέπει επίσης να διατεθεί χώρος για διακόπτες, PDU, οργανωτές διαχείρισης καλωδίων και πρόσβαση στη συντήρηση.

 

Για μικρά γραφεία ή εργαστήρια, τα ντουλάπια μεσαίου έως-μικρού-μεγέθους (όπως ράφια 18U) είναι κατάλληλες επιλογές, καθώς καλύπτουν τις ανάγκες εγκατάστασης εξοπλισμού, ενώ ελαχιστοποιούν το φυσικό αποτύπωμα.

 

Για κέντρα δεδομένων μεγάλης-κλίμακας, απαιτείται ολοκληρωμένη αξιολόγηση, που να καλύπτει το ύψος, το πλάτος και το βάθος του ντουλαπιού, καθώς και τη χωρητικότητα-φόρτωσης, τις μεθόδους ψύξης, τη χωρητικότητα διανομής ισχύος και την αρχιτεκτονική καλωδίωσης δικτύου. Ενώ τα ψηλότερα ντουλάπια (όπως τα ράφια 48U) προσφέρουν περισσότερο χώρο κάθετης τοποθέτησης, η πραγματική τους ανάπτυξη πρέπει να λαμβάνει υπόψη το ύψος της οροφής, τις διαδρομές μεταφοράς, την απόσταση συντήρησης και τους κανονισμούς πυρασφάλειας.

 

Για εξωτερικούς κόμβους επικοινωνίας, εκτός από τον χώρο στερέωσης του εξοπλισμού, κρίσιμοι παράγοντες που πρέπει να επαληθευτούν περιλαμβάνουν τη βαθμολογία προστασίας εισόδου (IP), το εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας, τη δομή στεγανοποίησης, τη μέθοδο απαγωγής θερμότητας και την αντίσταση στη διάβρωση.

 

 

 

Με γνώμονα τις προόδους στους διακομιστές τεχνητής νοημοσύνης, τους υπολογιστές υψηλής απόδοσης (HPC) και τους υπολογιστές αιχμής, τα γραφεία κέντρων δεδομένων εξελίσσονται προς υψηλή πυκνότητα ισχύος, υψηλή χωρητικότητα-φόρτωσης, αποτελεσματική απαγωγή θερμότητας και έξυπνη διαχείριση.

 

Από τη μία πλευρά, τα αυξανόμενα επίπεδα ισχύος διακομιστή επιβάλλουν μεγαλύτερες απαιτήσεις διαχείρισης θερμικής ενέργειας στα παραδοσιακά ντουλάπια που ψύχονται με αέρα-. Η υιοθέτηση της τεχνολογίας υγρής ψύξης, ψυχρής πλάκας και άλλων λύσεων θερμικής διαχείρισης υψηλής απόδοσης-θα επηρεάσει περαιτέρω τον δομικό σχεδιασμό του ντουλαπιού.

 

Από την άλλη πλευρά, καθώς αυξάνεται η πυκνότητα του εξοπλισμού μέσα στα ντουλάπια,συστήματα διανομής ηλεκτρικής ενέργειαςπρέπει να υποστηρίζει φορτία υψηλότερης ισχύος διατηρώντας παράλληλα τις δυνατότητες τροφοδοσίας ισχύος A/B, τον πλεονασμό του UPS και τις λειτουργίες απομακρυσμένης παρακολούθησης.

 

Επιπλέον, ο αρθρωτός σχεδιασμός πρόκειται να γίνει βασική τάση για τα συστήματα ντουλαπιών. Χρησιμοποιώντας τυποποιημένες διαστάσεις, ρυθμιζόμενες δομές τοποθέτησης, αρθρωτά PDU και έξυπνα εξαρτήματα παρακολούθησης, μπορεί να βελτιωθεί η ευελιξία τόσο της αρχικής κατασκευής του κέντρου δεδομένων όσο και της επακόλουθης επέκτασης.

 

Από την άποψη του μηχανικού σχεδιασμού, τα μελλοντικά ερμάρια δεν θα είναι απλώς αυτόνομες μεταλλικές κατασκευές-. Αντίθετα, θα χρησιμεύσουν ως δομικές διεπαφές που ενσωματώνουν διακομιστές, διανομή ενέργειας, ψύξη, συνδεσιμότητα δικτύου και έξυπνα συστήματα παρακολούθησης.

 

Κατά συνέπεια, οι προσεγγίσεις σχεδιασμού πρέπει να μετατοπιστούν από την εστίαση στην εγκατάσταση μεμονωμένων τμημάτων εξοπλισμού προς τη συντονισμένη βελτιστοποίηση ολόκληρης της υποδομής του κέντρου δεδομένων.

 

Όσον αφορά τις προμήθειες μηχανικής, η επιλογή ντουλαπιού απαιτεί τεχνική επικύρωση με βάση πρακτικές παραμέτρους-όπως οι διαστάσεις του εξοπλισμού, οι μονάδες rack (U-χώρος), η φέρουσα ικανότητα-φόρτωσης, η θερμική διαχείριση, η διανομή ισχύος, η διαχείριση καλωδίων και το περιβάλλον εγκατάστασης-πριν οριστικοποιηθούν η συγκεκριμένη δομή και οι προδιαγραφές.