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热量和振动:两个可能破坏数据的因素

轻描淡写地说,管理数据中心是一项挑战。预计数据中心经理将用更少的资源做更多的事情,包括保护快速增长的数据量、管理越来越多的应用程序、维护可用性和正常运行时间、降低费用、提高空间利用率、管理能源使用和成本,等等。

根据您对数据中心管理人员的管理方式,有两个因素可以使他们的生活更轻松(或更困难),这两个因素是热量和振动。

如今,存储供应商正在将更多的存储密度压缩到每个机架中,而数据中心架构师正在将更多机架压缩到每个数据中心中,以最大限度地提高不动产并降低总体拥有成本。挑战在于,存储密度越高,温度越高,震动震动的可能性就越大。这可能加剧上述所有挑战。

如何以最小的振动将数据保持在最佳温度,从而以合理的成本提供最佳性能?首先要看一下围栏本身。

为什么温度在数据中心很重要
有效的冷却是当今非常密集的存储设备所面临的挑战。通常情况下,空气从数据中心的冷通道进入箱体。空气经过连续的驱动器,并随着每一行而变暖。最靠近冷通道的驱动器保持相对凉爽,而在后面的驱动器可以在明显较高的温度下运行。

为了抵消这种情况,一种方法是提高风扇转速。在一些数据中心,机柜的冷通道端增加了额外的鼓风机,以帮助更快地输送空气。然而,这会导致更高的功率需求、更高的能源成本、更高的噪声水平和更高的振动,所有这些都会导致性能下降和数据可靠性受损。

一种新的冷却方法-从存储框开始
替代方法就是选择一种解决方案,将存储外壳分成两个热区域,在前面和后面有一排驱动器。Western Digital的ArcticFlow™采用了这种方法(见下图)。与传统设计一样,冷空气从冷通道被吸入前部区域,而不是被吸入后部区域,然后空气通过管道绕过外壳的两侧,排到后部的热通道。冷风通道将冷空气直接带入机箱中心,冷却后区。


西部数据公司的ArcticFlow技术将存储框分为两个热区,冷空气通过中心通道冷却远离冷通道的驱动器。

这样可以降低风扇转速以保持冷却,从而减少功耗,降低噪音水平和振动。

在测试中,使用这种方法所需的冷却功率仅为不使用这种方法的类似产品的一半。考虑到加州的能源成本和典型的数据中心效率,在一个典型的5年系统生命周期内,每个外壳将节省约1500美元。在一个拥有2万个硬盘的大型数据中心,这可以节省多达30万美元的能源成本。

在另一项测试中,未使用此冷却方法的机柜中30%的驱动器的平均运行温度为13摄氏度,根据预测,随着时间的推移,由于温度升高,驱动器故障可能会增加13%。

因此,冷却通过在显著较低的温度下运行数据中心机架来降低总体拥有成本,从而降低能源成本和故障可能性。

存储框的创新设计减少了62%的驱动器返回

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振动对数据的影响
见过视频一个人在数据中心对着一堆硬盘大喊,看看振动对延迟的影响?“不要对你的JBODs大喊大叫!”他们不喜欢这样!”,他喊道。

随着今天极端的存储密度,驱动器振动控制存储框比以往任何时候都更加关键。存储框容纳您的数据可能决定多少驱动器振动干扰应用程序的性能。区域密度的改善包括将硬盘轨道压缩得更紧密,这使得它们更容易因振动而发生错误。

所发生的是外部冲击和振动会导致硬盘磁头偏离轨道,导致磁头复位和等待正确扇区再次返回来继续读或写时的性能延迟。HDD足够智能,可以避免数据损坏,发送错误的数据或在错误的位置写入数据,但当HDD磁头等待时,会引入延迟,并降低应用程序性能。

振动也可以由其他因素引起。当机架内的其他货架正在维修时,关上门,甚至是叉车经过都可能引起外部冲击和振动。在高密度的hdd阵列中,相邻的高速驱动器也会引起相邻驱动器的振动。而且,由于需要冷却,风扇可以通过底盘传递振动,也可以通过空气传递声能。在所有这些情况下,振动会导致延迟,从而降低应用程序的性能。

作为了解hdd特性的领先制造商,Western Digital的专利IsoVibe™技术提供了一种在存储外壳内抗击振动的方法。在底板上的精确切割作为驱动器的悬挂提供隔离从一个驱动器传输到另一个驱动器的振动。隔振式风扇也能将振动和噪声的传播降至最低。IsoVibe和ArcticFlow协同工作,可以降低风扇转速,这意味着振动更小。这允许性能保持在整个外壳,即使所有驱动器都在努力工作。它还将帮助具有更紧密轨道密度的下一代hdd在高密度外壳中运行,并将性能退化降至最低。

主动管理振动可确保驱动头不太可能偏离轨道,因此更可能保持理想的性能。测试表明,使用IsoVibe技术时,运行振动降低60%。而且,这些创新的结合可以降低驾驶回报率。在另一项分析中,使用ArcticFlow和IsoVibe,与使用相同驱动器系列、相同年份和相同容量点的上一代平台相比,在没有这些创新的情况下,驱动器回报率降低了62%。


密度、热量和振动——难道我们就不能和睦相处吗?
这可能是一种平衡行为,但只要有正确的策略和工具,数据中心架构师就可以在抵御高温和振动对数据的威胁的同时,收获更高密度存储的回报。如今,有一些创新技术有助于改善冷却、降低振动和降低能耗,直接从降低公用事业费用和最终减少碳足迹方面获得回报。了解冷却和振动管理可以提高性能,可靠性和节约成本。

点击在这里了解有关优化存储机柜以实现更好冷却和振动的更多信息。

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