Aušinami kompiuteriai su mažais reaktyviniais varikliais

Kompiuterių serveriai, užpildantys didžiulius duomenų centrus, su kiekviena naujos kartos procesoriais gamina daugiau šilumos. Dėl šios problemos inžinieriai siunčiami ieškoti aušinimo ventiliatorių, kurie yra pakankamai maži, kad tilptų į vis mažesnį serverio korpusą, ir pakankamai galingi, kad išsklaidytų didėjantį šilumos kiekį. „Hewlett-Packard“ jie rado vieną atsakymą netikėtoje vietoje: reaktyvinių lėktuvų modeliuose.

Iškirptas vaizdas į naująjį Hewlett-Packard elektrinį kanalinį serverio aušinimo ventiliatorių, kuris buvo pritaikytas iš reaktyvinių lėktuvų variklių modelių. (Nuotrauka suteikta Hewlett-Packard.)

Siekdama vėsinti savo naujos kartos komercinius serverius, bendrovė naudoja elektrinius ventiliatorius (EDF), kuriuos iš pradžių sukūrė lėktuvų modelių mėgėjai, kad galėtų maitinti radijo bangomis valdomus purkštukus. Anot Wade'o Vinsono, bendrovės pramonės standartinių serverių grupės inžinieriaus, iš esmės jie yra sraigtai dėžutėje. .

Elektrinio kanalo ventiliatoriuje, kuris yra populiariausia radijo bangomis valdomo reaktyvinio variklio forma, ventiliatoriaus mentės yra vamzdžio arba kanalo viduje. Kadangi mentės yra trumpesnės nei įprastos sraigto mentės, jos sukasi greičiau ir taip sukuria didesnę trauką. Be to, ortakis sumažina triukšmą ir neleidžia aplink menčių galiukus susidaryti oro sūkuriams, kurie sumažina tradicinių propelerių sukuriamą trauką.

Žinoma, kompiuterių serveriams nereikia stūmos, nes jie paprastai niekur nedingsta. Vietoj to, Vinsonas ir jo komanda parodė, kad EDF peiliai gali būti pertvarkyti taip, kad būtų sukurtas slėgis. Jų prototipų ventiliatoriaus mentės priverčia orą į serverio korpusą, kad tam tikras oro kiekis per minutę tekėtų pro šilumos kriaukles (aliuminio arba vario briaunas, pritvirtintas prie daugumos procesorių) ir per konvekciją pašalina šilumą.

Galutinis produktas yra HP „Active Cool Fan“, kurį planuojama debiutuoti naujos kartos „BladeSystem“ serveriuose. Anot Vinsono, esant efektyviausiam nustatymui, ventiliatoriai sunaudoja tik trečdalį tradicinių kompiuterių ventiliatorių galios; ir jie yra mažesni nei įprasti ventiliatoriai, o tai reiškia, kad inžinieriai gali suploninti serverius ir įdėti į juos daugiau elektronikos. Jei šiandien turite 10 tradicinių serverių, galėtume įdėti 16 serverių toje pačioje erdvėje, sako Vinsonas.

Pasak Vinsono, HP ventiliatorių prototipas yra pagamintas iš tvirtesnių, patikimesnių dalių nei šiandieniniai kompiuterių ventiliatoriai, ir jie tiekia orą pakankamai stipriai, kad atvėsintų mažesnius, tankesnius ir karštesnius HP braižymo lentų serverius. Jie tiesiogine to žodžio prasme tave išpučia, sako jis; tai tarsi pakelti lapų pūstuvą.

Atėjo laikas geresnei kompiuterio aušinimo technologijai. Iš esmės CPU yra maži radiatoriai, kurie atlieka skaičiavimo darbą, nes jie intensyviai paverčia elektrą šiluma. Kiekvienas duomenų centro serverių sunaudotos energijos vatas elektros pavidalu turi būti išmestas kaip pašildytas oras. Tačiau kompiuterių gamintojams gaminant mažesnius ir greitesnius procesorius ir suglaudinus juos, darosi vis sunkiau ir sunkiau išstumti pakankamai oro per serverį, kad elektronika veiktų sklandžiai.

Ši situacija gali virsti didžiulėmis problemomis įmonių duomenų centrams, turintiems šimtus ar tūkstančius serverių, pvz., tų, kurie palaiko mūsų internetinę ekonomiką „Google“, „Yahoo“, „eTrade“ ir panašiuose įrenginiuose. Perkaitę serveriai gali išsijungti, sulėtindami apdorojimą ir padidindami kitų serverių apkrovą; ir jie verčia įmones išleisti šimtus tūkstančių dolerių naujoms oro kondicionavimo sistemoms ir elektrai joms valdyti.

Problema taip pat blogėja, nes mažesni procesoriai reiškia, kad į tą patį tūrį įspaudžiama daugiau. Dar 2000 metais vidutinis serveris sunaudojo 100–150 vatų, sako Vinsonas. Dabar ji viršija 400–500 vatų. Nebūtų neįprasta turėti 15 000 arba 20 000 vatų serverių stelažą – pakankamai apšviesti daugiau nei 100 namų.

Nors JAV kompiuterių gamintojai daugelį metų verčia daugiausia Kinijos kompiuterių ventiliatorių gamintojus permąstyti savo gaminių variklių dizainą ir aerodinamiką, oro kiekis, kurį šie tradiciniai ventiliatoriai gali prastumti, kasmet didėja ne daugiau kaip 5 procentais. Šis realios pažangos trūkumas atrodė kaip galimas kliūtis kuriant serverių technologiją. Iki 2003 m. turėjome idėją, kaip norime, kad atrodytų mūsų būsimi serveriai, bet kai pradėjome skaičiuoti, kokio tipo ventiliatorius būtų reikalingas ten patekti, jis tris kartus viršijo bet kurį pramonės atstovą. pristatyti, sako Vinsonas.

Galiausiai Vinsonas ir Ronas Nobletas, HP pramonės standartinių serverių grupės bendrų inžinerinių paslaugų viceprezidentai, suklupo netradiciniam sprendimui. Lėktuvų modelių entuziastas Nobletas pasiūlė savo kolegai ištirti elektra varomus ventiliatorius, naudojamus radijo bangomis valdomuose purkštukuose.

Daugumoje sraigtu varomų modelių lėktuvų yra nedideli benzininiai varikliai (kurie skleidžia tą pažįstamą aukštą verkšlenimą). Tačiau dujiniai varikliai nėra idealūs modeliams. Šie 4000 USD kainuojantys žaislai gali zvimbti daugiau nei 200 kilometrų per valandą greičiu, todėl jiems reikia žaibo refleksų; jei pilotas praras kontrolę, lėktuvo degalų bakas gali virsti skraidančia bomba. Taigi devintojo dešimtmečio viduryje mėgėjai pradėjo kurti greitaeigius, baterijomis maitinamus elektros variklius, kuriuos būtų galima įdėti į lėktuvo modelio fiuzeliažą arba po sparnais.

Per pastaruosius 20 metų ši elektra skraidymo pramonė nuolat stūmė akumuliatoriaus energiją, variklio technologijas ir ventiliatoriaus mentelių technologijas, laikydamasi prielaidos, kad net jei jie nueina per toli ir variklis miršta skrydžio metu, lėktuvas vis tiek turi savo valdymo paviršius ir tiesiog tampa sklandytuvas, sako Vinsonas. Paaiškėjo, kad šio naujo modelio-jet technologijos pritaikymas serverių aušinimui buvo paprastas dalykas, keičiantis ašmenų formą.

HP ir konkurentai taip pat ieško kitų būdų, kaip išspręsti per didelio karščio problemą. Yra vandens aušinimas, kuriame radiatorius pakeičia vandens blokai su kanalais tekėti vandeniui; fazinis aušinimas, panašus į tradicinį šaldymą; ir Peltier aušinimas, pagrįstas Peltier efektu, kai srovė, einanti per dviejų tipų metalus, vieną įkaista, o kitą atvėsina. Tačiau oro srautas vis dar yra paprasčiausias būdas išsklaidyti šilumą.

Kadangi mes galime paimti šiuos didelės galios EDF ir iš naujo juos suprojektuoti, duomenų centrą turintis vaikinas, žinodamas, kad turi šią technologiją, neturi jaudintis dėl savo aušinimo sistemų atnaujinimo po dvejų metų. ir nuplėšti ir pakeisti po penkerių metų, sako Vinsonas. Jis priduria: nemanome, kad pritrūksime vietos tobulinti šią technologiją.

Pagrindinio puslapio vaizdas: HP elektrinis ventiliatorius baigtame korpuse. ('Hewlett-Packard' sutikimu.)

paslėpti