信息机房散热方式探讨

马鹏



信息机房散热方式探讨

马鹏

云南电网有限责任公司临沧供电局,云南 临沧 677000

随着时代的发展，科技也在不断地创新和改革，信息网络就是当前时代的一个重要特征。信息机房则是目前时代信息和网络工作得以实现的一个重要载体，特别是在高校、工业以及服务行业，信息机房已经呈现出规模化、普及化趋势。信息机房在运作过程中也往往存在较多问题亟待解决。因此，就信息机房散热展开了分析和探讨。

信息机房；散热方式；功耗

引言

多年来，随着虚拟化、云计算等技术的广泛应用，信息机房正日益产生更多的热量。热量密度的增加严重威胁着数据中心设备的稳定运行。如果机柜的顶部产生局部热点，就容易导致设备过热保护，影响系统运转。因此，如何在保障机房运行安全稳定的前提下，降低能量消耗、实现节能减排是当前机房管理研究的一个重要课题。

1 信息机房的设备组成及能耗现状

1.1 信息机房设备组成

以所在的某信息机房为例，此机房现有面积147.42 m2，布置有存储设备、网络设备、服务器、机房场地辅助设备90多台，机柜29个。此信息房主要由设备系统、空调系统、供配电系统、照明系统和场地动力监控系统5个部分组成。

1.1.1 设备系统

设备系统是机房的主要组成部分，是指信息系统所依托的网络和服务器设备，为用户提供7×24小时不间断的网络和信息系统服务，主要包括服务器、存储设备和网络通信设备等信息系统资产。

1.1.2 空调系统

空调系统指提供制冷、通风和加湿功能，用以维持信息机房温度和湿度在既定范围内的精密空调。为保持温湿度恒定，空调需要全年不间断高负荷运行。

1.1.3 供配电系统

供配电系统是为信息机房内的精密设备和重要负载提供纯净的、不间断电力供应，并确保供电的安全、可靠。包括供电系统、配电系统和不间断电源（UPS）。

1.1.4 照明系统

照明系统是为机房提供照明。

1.1.5 场地动力监控系统

场地动力监控系统用于机房运行维护的探测、监控、管理，主要由为维持机房安全正常运转，确保机房各项环境因素满足信息系统设备运行要求的各类设施设备组成，是机房高可用性的基础，包括环境监测系统、消防系统、视频监控系统及门禁系统。

1.2 能耗现状

机房能耗主要指由上述5个系统运行所耗散的电力。经过测算，笔者所在机房各系统的能耗情况见表1。

表1 信息机房各个系统能耗情况表

由表1可知，此信息机房设备系统和空调系统所占能耗占机房总能耗的90%以上，是节能降耗的主要部分。对此机房来说，设备系统的节能降耗已不太现实。因此，加强机房空调系统管理，提高空调系统利用率，是现有机房节能减排的重点。

在信息化大发展的背景下，信息系统设备和规模不断扩大，机房内设备不断增多，部分机房在运维中存在的问题日益凸显，主要体现在以下3个方面。

（1）建设初期运维经验不足，机房设计不尽合理。随着服务器、存储和网络设备的不断增多，设备密度加大，机柜数量急剧增加存在制冷设备不能按实际设备需要进行分配而导致局部过热现象。

（2）机房内机柜布置不合理。机房建设之初，为保持机房内的设备整洁、美观，部分机房内每列机柜均为同向布置。机柜的背面为散热面，温度较正面高，这样就造成前排机柜散出的热风被后排机柜从正面吸入，后排机柜进风温度会明显高于前排，使机房内温度分布不均衡。

（3）部分机房单在现有机房内单独划间设立了精密空调区域，设双向玻璃门，影响空调回风。

2 完善信息机房散热方式的措施

2.1 降低设备自身功耗

传输设备功耗主要集中在芯片和光模块上，通过工艺、材料技术可以降低其自身功耗。另外，设备运行过程中，也可对不常用模块采用自关闭、启动功能，降低设备运行时整体功耗。

2.1.1 芯片

传输设备中芯片功耗占比最大，因此，降低电层芯片功耗是降低设备功耗的关键包括ODSP（Optical Digital Signal Processing，光数字信号处理）、framer、交叉芯片等。电层芯片可通过ASIC替代FPGA、提高集成度等措施来降低功耗，采用先进的ASIC芯片工艺，每代可获得约30%功耗收益。

2.1.2 光模块

光模块功耗的下降除了ODSP持续降低外，硅光技术将推动光模块内的光器件功耗快速下降，综合估计采用新技术后功耗将降低50%以上。同时支路侧光模块随着标准化及产业链的发展，功耗也将降低。

2.2 散热技术改造

（1）改造机房机柜布置，区分散热区和非散热区，将配电柜、UPS等散热较低的设备和其他服务器、网络等设备分散开来，设备按照功能划分，单独设立电源室、监控室、及运行设备区域，以利于空调系统的组织设计。

（2）机房内的机柜安装采用“面对面”“背靠背”方式，将相邻两排机柜排列开来，进行气流组织，机柜正面为冷通道，背面为热通道，冷空气从机柜正面进入机柜，经过给机柜内冷却后，由机柜背面流出机柜，形成冷热气流的通道，最终至空调机组回风口。同时，将空调布置在冷通道所在的列尾，从而避免局部过热现象，提高空调制冷利用效率。

（3）合理摆放空调的位置，将空调直接放置于散热区域内，与机柜形成开间，以利于空调回风，提高制冷效果。

（4）强化现有精密空调的管理，有条件的情况下可以对空调实施群控联网管理，设置空调使用的主备模式，自动检测机房温湿度变化。当温湿度不满足需求时，自动对联网空调进行开关机管理。当温湿度需求发生变化或者有一台发生故障时，休眠设备自动投入，以满足机房运行环境的要求。在保证机房温湿度符合要求的情况下，减少空调的运行时间，节省能耗。同时，对联网的空调机组设置轮巡，提高各个空调的利用效率。

3 结论

信息机房的散热是个系统工程。散热技术远远不只上述提到的这些措施。随着信息机房的业务发展，需要不断研究新的散热技术，实现机房节能减排、高效安全的最终目标。

[1]翁年凤.贞亨集团新建电子信息机房节能降耗的分析[J].计算机光盘软件与应用，2012（13）：24，26.

[2]陈伟民.供电企业信息机房绿色节能方法的研究[J].电力信息化，2013（6）：86-89.

[3]吴雪莉，慈宏昕.大型数据中心机房节能及热源回收的应用探索[J].中国管理信息化，2014（24）：46-47.

Discussion on Heat Dissipation of Information Room

Ma Peng

Yunnan Power Grid Co., Ltd., Lincang Power Supply Bureau, Yunnan Lincang 677000

With the development of the times, science and technology are constantly innovating and reforming. Information networks are an important feature of the current era. Information room is an important carrier for the realization of information and network work in the current era. Especially in colleges, industries, and service industries, the information room has become large-scale and popular. In the operation process of the information room, there are often many problems that need to be resolved. Therefore, the analysis and discussion were conducted on the heat dissipation of the information room.

information room; heat dissipation; power consumption

TU834.5

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