A szerverhűtés legelterjedtebb módozatai

Szerverek hűtése

Múlt héten indult sorozatunkban a szerverek, számítógépek hűtésével foglalkoztam. A szervertermek, szervergépek és számítógépek hűtésének problematikája összetett és fontos kérdés. Egy-egy apró momentum meghatározhatja a teljes rendszer működését, hatékonyságát és energiafelhasználását.
Egy jellemző példa a szerverek hűtésmegoldásainak fontosságára, a Quanta szervergyártó cég esete.  Miután levették szervereik borításáról a cég műanyag logóját, havi szinten 25 W áramot tudtak spórolni, ezzel a Facebook szerverének üzemeltetője tetemes összeget takarított meg. Ebből is érzékelhetjük, hogy mennyire fontos, hogy a hűtés kérdésének alapvetéseivel is tisztában legyünk.

Mostani írásomban áttekintem a lehetséges hűtési megoldásokat. A számítástechnika jelenlegi állása szerint 4 hűtési eljárást alkalmazunk:

1. léghűtés
   –    passzív
   –    aktív
2. folyadékhűtés
3. hőszállító cső
4. kompresszoros hűtés

Léghűtés

A berendezésben kialakuló hőmennyiséget megfelelő méretű hűtőborda segítségével átadjuk a környező levegőnek. Ennek két fajtája ismert. A passzív léghűtés esetében, a lehető legnagyobb felületű, bonyolult geometriájú hűtőelem beavatkozás nélkül hűti a berendezést. Ez a megoldás optimális, ha kisebb hőmennyiséget kell eltávolítanunk, vagy ha mozgó alkatrészen helyezzük el a hűtőbordát. Előnye, hogy nincs szükség plusz áramra, tehát nem merül fel járulékos költség. Ezzel a módszerrel hűtötték a korábbi videókártyákat, a déli hidat, a nyomtatók mátrix-fejét. A nagyobb fogyasztók hűtéséhez azonban ún. aktív léghűtést kell alkalmazni, azaz ventilátor segítségével fújják el a felmelegedett levegőt a hűtőbordák közül. Ennek előnye, hogy sűrűn lehet rakni a bordákat, így jelentősen megnövekedik a hőátadó felület. Hátránya, hogy külön energiát kell fordítani a ventilátor működtetésére, zajjal jár. Problémát jelent, hogy az újabb, nagyobb teljesítményű processzorok, a miniatürizálásnak köszönhetően, kisebb helyen férnek el, emiatt sokkal kisebb a hőleadó felület. Megoldást jelenthet a többmagos processzor, ahol a hőleadás több ponton történhet, emellett a magok megosztva alacsonyabb frekvencián, így alacsonyabb hőtermelés mellett végezhetik a munkát.

Folyadékhűtés

Ebben az esetben, az alkatrészek hőjét egy sokkal nagyobb fajsúlyú anyag, valamilyen folyadék veszi át és továbbítja a hűtőborda felé. Folyadékhűtést alkalmaznak például a személygépkocsik esetében. Kiemelendő előnye a jobb hőelvezetés mellett, hogy sokkal csendesebb a ventilátoros hűtéshez képest. A számítógépek esetében nem vizet, hanem semleges olajat használnak szállítóközeg gyanánt, az ezt áramoltató pumpa zaja szinte elhanyagolható. Hátránya, hogy költséges a kialakítása és karbantartása.

A szerverhűtés módszerei – folyadék- és léghűtés

Hőszállító cső

Ez a termikus konstrukció az előző két hűtési módszer előnyeit próbálja kihasználni. A hő szállítását a melegedő alkatrésztől, egy leforrasztott, folyadékot tartalmazó cső végzi. A csőben levő víz elpárolog, felszáll a távolabb elhelyezett hűtőbordákig, itt leadva a hőt újra vízzé alakul és visszafolyik a hőfelvevő felületre. Csendes és esetenként optimális megoldás, ugyanakkor gyártása meglehetősen bonyolult, nehéz testre szabni. Mivel a víz 100 C fokon párolog, az informatikai eszközök viszont 40-60 fokon működnek optimálisan, ezért a csőben megfelelő légritka teret kell kialakítani.

Kompresszoros hűtés

Ez megegyezik a hűtőgép működési elvével. „A gőzkompressziós hűtőgép zárt rendszerben cirkuláltat hűtőközeget, mely hőt vesz fel a hűtendő térből és más helyen leadja azt.”

Ezt a megoldást szerverszekrények, szervertermek esetében alkalmazzák. Itt nem érvényesek a személyi számítógépek esetében lévő megkötések, nem fontos a zajszint mértéke, szinte bármilyen formájú szekrény és terem kialakítható. A szerverek hűtésénél a megbízhatóság a legfontosabb szempont, ezért alkalmazzák a kompresszoros hűtést.

folytatjuk
(H.Cs.)

A szerverhűtés módszerei

A szerverek hűtésének legelterjedtebb technológiái. Léghűtés, folyadékhűtés, hőszállító cső és kompresszoros hűtés. Energiatakarékos megoldások. Hőtan, hőcsere, hőáramlás, hőátadás. Szerver elhelyezés: gyakorlat, tapasztalat – szerver üzemeltetés. Szerverek hűtése, szerver és személyi számítógép hűtési módozatok, energiatakarékos szerverhűtés,  léghűtéses megoldás ventilátor használatával, folyadékhűtés, hőelvezető cső, hőcsere, kompresszor, hűtőgép, szerverterem hűtése, légkondícionálás. Professzionális szerver üzemeltetés, szerver elhelyezés gépteremben, gyakorlat és tapasztalat, technológia,