浪潮NF190智能服务器散热技术详细解释

互联网 | 编辑: 杨剑锋 2006-08-16 11:15:00转载
    随着信息化在国内的普及和企业的迅速发展，服务器在企业的信息化建设中起到了越来越重要的作用。由于一些中小企业的资金紧缺，不希望在信息化中投入过多的资金，因而在相当一部分中小企业里面，“昔日王榭堂前燕”的服务器，早已“飞入寻常百姓家”，从昂贵的专业机房走入普通的办公室，在缺乏专业机房的专用空调和通风设计的情况下，散热问题就成了服务器能否稳定运行的一个关键因素。
 
    根据普及的需要，很多服务器厂商研发的服务器都采用适合国际标准机柜的机架式结构，而服务器使用的CPU的频率通常较高，有的还是双CPU或多颗CPU同时安装在狭窄的空间内。另外，专为服务器研发的CPU功率都非常大，单颗新至强处理器的功率就达到了110瓦，发热量可想而知。再加上高转速的SCSI硬盘和大功率电源，这些部件发出的热量通常很大，因此空气很快变热。能否尽快有效地排出这些热空气将是服务器稳定工作的前提条件，改善散热工况成为新一代商用服务器平台研发过程中最重要的问题之一。
 
    浪潮服务器在深刻理解并把握用户需求的基础上，结合多年专注于服务器产业所积累的丰富技术底蕴，创造性地发展出IFA智能弹性架构的服务器技术理念和全系列智能服务器产品。IFA技术，主要突出了两点：智能和弹性扩展。其中的“智能（Intelligent）”是浪潮新一代服务器平台设计的一个重要的理念。结合浪潮长期以来专注于服务器产业而积累的技术成果，浪潮从芯片级、部件级到系统级，为新一代服务器系统赋予了智能，它们包括智能散热系统、智能管理系统及智能扩展系统。
 
    以智能服务器的首款明星产品“智能王”NF190服务器为例，浪潮以一系列自主研发的服务器“智能”核心技术，为用户打造了具有国际品质和水平的智能服务器。其中，浪潮根据用户的实际需求和应用研发出来的“智能散热”系统，就包括亚1U超薄设计、二合一导风通路、智能散热系统等先进功能。
 
    亚1U式超薄型设计
 
    机架式服务器因为空间比塔式服务器大大缩小，所以这类服务器在扩展性和散热问题上受到一定的限制。不过由于采用机柜安装的方式，因此多添加一个主机在机柜上是件很容易的事，然后再通过服务器群集技术就可以实现处理能力的增强，如果是采用外接扩展柜的方式也能实现大规模扩展。所以现在机架式服务器应用还是非常普遍的。
 
    浪潮NF190服务器采用了亚1U式超薄型设计。比起普通1U产品的44.5mm来说，NF190的机身厚度只有43mm，可别小看了这1.5mm的细微厚度差异，在数十台上百台机架式服务器的大规模集群部署，相当于在狭窄的机柜内安置了数十个巨大的热源，散热条件极度恶化。NF190的亚1U式超薄机身设计就可以使得每个服务器之间的空间增加，促使空气在一个个服务器之间的流通，较好的改善散热情况。
 
    由于应用的需要，用户往往会给服务器陪很多外插组件（如RAID卡）。对于内部空间有限的机架服务器而言外插组件对服务器的散热系统提出更加苛刻的要求。对于服务器而言，热量是如何消散的呢？系统散去的热量等于热传导率乘以与空气接触的面积再乘以空气与散热器的温差。很明显，最后那个参量难以掌控，所以我们只能从前两个参量下手。改变热传导率系数的方法有几种，而传统服务器一般都采用的是加快气流速度。这种方法有一定道理，但将气流速度增加至10m/s以上时也没有什么好处，因为噪音太大了。对于上百台服务器集中在一起的IDC机房，系统管理员会无法承受。同时，大量的外插卡也会阻碍内部的气流带走热量，降低散热效率。
 
    浪潮NF190的“二合一定向导风通路”在定向导风通路设计的基础上集导风罩和转接卡支架于一身，巧妙利用空间，集中并控制风流，保证关键部件的散热。在NF190内部，所有的板卡都沿着风流的方向顺向排列，消除了板卡对于风流的阻碍，最大限度地保证了风流的顺畅；同时，针对服务器内部空间狭小，外插卡空间有限的情况，用户可以将外插卡横向插接在刀型导风板部位，并充分利用了服务器内部风扇提供的强风。因此这种定向导风通道专门针对外插卡设计，既能够有效地为外插卡散热，又充分节省了服务器内部空间，所以被称为“二合一定向导风通路”。
 
    通过先进的空气动力学设计，NF190根据机箱内部空间结构和风扇排列，设计了“倒梯形”导风罩。导风罩被安置在风扇后端并紧密地覆盖住处理器等关键部件从而形成了定向导风通路。这样，就可以在有限的空间中，导风通路将发散和走向不规则的气流汇聚，从而有效增大了气流压力并规范了空气流向，集中气流为关键散热部件（如：处理器、内存）散热。如果没有定向导风通路，气流流向不唯一，没有侧重点，一部分气流会从机箱缝隙、侧孔流出，甚至回流，这样对系统散热极为不利。通过NF190的定向导风通路，系统提高了散热效率和冷空气的利用率，有效改善了狭窄的机架式产品中的恶劣散热环境。
 
    自适应散热系统
 
    风扇是服务器散热的关键。在浪潮NF190“定向导风通路”的后部，整齐排列的多组智能风扇，每组风扇都由两个风扇串联而成，两个风扇之间互为冗余，通过智能控制芯片中对CPU温度、风扇转速的实时监控，自适应地实现对风扇的调节。打个比方，每一组中的两个风扇，全速运行时其转速都是6000转，如果其中有一个风扇出现故障停转，另一个风扇的转速就可以自动升高到12000转左右，补充由于前面风扇停转所带来的送风不足，而在故障排除之后，它又能自动降回正常的转速工作。同时，根据计算单元、存储单元的功率消耗状况，比如在待机状况或低功耗运行时，整个IFA“智能散热”系统能够自动降低风扇的转速，从而降低能源消耗，提升服务器的安全性与可靠性。
 
    通过浪潮NF190服务器的智能散热系统，在系统内、外部形成一个横纵交错的密集散热渠，大大提升主机自身的散热系统性能，确保服务器24×7小时正常的运转，同时也可以在很大程度上降低对机房环境和空调机的要求。

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