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실험실에서: 신선한 공기 냉각

by 케빈 오브라이언

전력 사용량을 낮추는 것은 오늘날 연구실이나 데이터 센터를 운영하는 모든 사람에게 핫 버튼 주제입니다. 유틸리티 비용은 항상 증가하고 서버와 스토리지는 계속 증가하며 "클라우드"가 도움이 될 것이라는 징후는 거의 없습니다. 운영 규모에 관계없이 전력 비용은 OPEX 예산의 상당 부분을 차지합니다(StorageReview에서 4위). 서버 및 관련 하드웨어의 직접적인 전력 사용과 모든 것을 냉각하기 위한 간접적인 전력 사용을 포함합니다. 텍사스주 라운드록에 있는 Dell 본사를 처음 방문했을 때 델 프레시 에어 핫 하우스, 결국 StorageReview Test Lab의 전체 전력 사용량을 낮추는 아이디어를 촉발시켰습니다.


전력 사용량을 낮추는 것은 오늘날 연구실이나 데이터 센터를 운영하는 모든 사람에게 핫 버튼 주제입니다. 유틸리티 비용은 항상 증가하고 서버와 스토리지는 계속 증가하며 "클라우드"가 도움이 될 것이라는 징후는 거의 없습니다. 운영 규모에 관계없이 전력 비용은 OPEX 예산의 상당 부분을 차지합니다(StorageReview에서 4위). 서버 및 관련 하드웨어의 직접적인 전력 사용과 모든 것을 냉각하기 위한 간접적인 전력 사용을 포함합니다. 텍사스주 라운드록에 있는 Dell 본사를 처음 방문했을 때 델 프레시 에어 핫 하우스, 결국 StorageReview Test Lab의 전체 전력 사용량을 낮추는 아이디어를 촉발시켰습니다.

본 적이 없는 사람이라면 Dell Fresh Air Hot House는 Dell 주차장 한가운데에서 운영되는 미니 데이터 센터를 위한 햇빛과 비 보호 장치에 불과합니다. 그 목표는 서버, 스토리지 및 네트워킹 장비에 많은 사람들이 필요하다고 생각하는 완벽한 68F 주변 온도가 실제로 필요하다는 신화를 없애는 것입니다. 이러한 저온 목표를 달성하려면 많은 비용이 들며 일반적으로 환경을 통해 신선한 공기가 계속 흐르도록 하려면 기본 공기 처리기에 비해 냉각 장비에 훨씬 더 많은 투자가 필요합니다. 해당 프로젝트를 담당하는 Dell 팀과 상의한 후 비용을 절감할 수 있는 방법을 찾기 위해 자체 연구실을 찾았습니다.

가장 최근의 실험실 업그레이드 동안 주요 목표는 장비를 창의적인 공기 이동 방법으로 난방 및 냉방 기간 모두에서 비용을 절감할 수 있는 공간으로 옮기는 것이었습니다. StorageReview 테스트 랩은 일반적으로 안정적이지만 증가하는 범위 내에서 냉각 부하가 계산되기 때문에 많은 HVAC 방정식에 적합하지 않습니다. 냉각 장비를 너무 크게 만드는 것은 작게 하는 것만큼이나 나쁩니다. 연구실 전력 사용량은 프로젝트에 따라 달라지므로 2kW에서 15kW 이상, 즉 7k BTU 부하에서 51k BTU 이상으로 변동하는 것을 보았습니다. 예를 들어 자체적으로 6kW 이상을 소비할 수 있는 하나의 검토 장치가 있습니다. 연구실에서 가능한 최대 부하(현재 24kW)로 에어컨 크기를 조정하는 것은 7톤 AC 장치를 설치하는 것을 의미합니다. 그 모델이 아무리 효율적이라 할지라도 우리의 부하가 최소인 날에 심각하게 짧은 주기 없이는 작동할 수 없을 것입니다. 또한 설치하고 작동하는 데 팔과 다리가 필요하여 전체 OPEX에 엄청난 양의 전력이 추가됩니다.

신시내티에서 추운 달 동안 실험실은 4,100SF 건물을 완전히 가열합니다. 이것은 겨울에 작동하는 리뷰 장비가 사무실에 "무료" 열을 제공하여 따뜻한 배기 공기를 다시 메인 HVAC 공기 처리기로 순환시키는 것을 의미합니다. 따뜻한 계절에는 건물의 HVAC 시스템과 격리된 채 신선한 공기가 실험실로 유입되고 뜨거운 배기가 파이프로 배출되는 다른 루프에서 운영됩니다. 지난 XNUMX년 동안의 최종 결과는 상대적으로 일정하거나 감소하는 전력 사용량과 안정적인 전력 요금으로 성장하는 연구실이었습니다. 이는 검토 단위가 HPE Apollo 하드웨어의 SUSE 스토리지 프로젝트와 같이 완전히 채워진 스토리지 랙만큼 클 때 중요합니다.

지난 3년간의 전력 사용량을 보면 몇 가지 경향을 볼 수 있습니다. 건물 난방을 위해 열을 제거하는 겨울철에는 전력 사용량이 감소하고 따뜻한 계절에는 전력 사용량이 증가하지만 급격하게 증가하지는 않습니다. 동시에 우리는 우리가 사용하는 장비를 크게 확장하고 전기 사용을 억제하는 데 도움이 되는 다른 절전 조치를 시행했습니다. 과도한 유휴 시간이 있을 경우 테스트 사이에 검토 장치의 전원이 켜지지 않습니다. 다음 날까지 다른 테스트가 시작되지 않으면 장비가 밤새 종료됩니다. 우리는 관리형 Eaton GXNUMX PDU를 사용하여 사용하지 않는 서버, 스토리지 및 네트워킹 장비의 전원을 차단하여 대부분의 장비가 전원에 연결되어 있을 때 일시적인 전력 소비를 완전히 제거합니다.

지금 우리 연구실을 식히는 데 필요한 장비는 매우 비용 효율적입니다. 우리는 결합하여 8CFM의 뜨거운 공기를 방 밖으로 옮길 수 있는 1,400개의 40인치 인라인 팬을 사용합니다. 두 팬 모두 서모스탯-컨트롤러 릴레이가 팬을 켜거나 끄도록 요청할 수 있는 회로에 연결되어 있습니다. 끄는 것은 반대처럼 보일 수 있습니다. -생산적이지만 오하이오주 온도 급락으로 인해 실험실이 45-XNUMXF에 도달하여 건물 용광로가 다시 켜질 정도로 차가워졌습니다. 여름에 가까워짐에 따라 날이 따뜻해짐에 따라 신선한 공기 냉각을 혼합하여 테스트하고 있습니다. 온도에 민감한 장비를 위한 Tripp-Lite 스팟 냉각기 휴대용 냉각기와 인랙 냉각기를 함께 사용하면 더 민감한 장비(SLA UPS 배터리)를 제조업체가 권장하는 지침 내에서 유지하면서 대부분의 장비를 더 높은 온도에서 작동할 수 있습니다.

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