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您的数据中心在损坏之前有多热?

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今天的服务器比传统服务器更加热稳定,尤其是A3类和A4类服务器的出现。(备注:A3、A4类服务器泛指性能好的服务器)

最近,随着服务器配备变频风扇以及随机配备的热量管理,它们包含了通过降低服务器性能智能应对过高的温度。 不幸的是,如果节能功能被取消,那么这种自我保护的策略就可能不会起作用。 相反,有一些OEM的服务器本质上只满足A3、A2服务器(安全操作高达104˚F (40℃)的进风温度,在所有实际应用中,允许操作高达95˚F(35℃)。

那么,如果一个新的数据中心正在配备新的IT设备,这是一个更直接的考虑。 然而,如果传统设备将进入新的空间,让供应商了解到不同设备温度阈值可能是重要的。 以下提供的论证表明,运行到低于服务器风扇能耗的温度水平不会导致当前数据中心ITE的性能下降。

我们会惊讶地发现,今天的CPU设计可以运行高达95˚C甚至100˚C,并且使用Linpack进行跟踪浮点运算的测试显示,例如,服务器可以在100℃中运行,在操作频率出现轻微下降并导致失败的事务率为1的情况下,最多可以运行50%的时间。当然,这并不是说可以在100℃下,运行数据中心,因此,诀窍在于保持数据中心在某个时刻运行,确保服务器进风温度足够低,以使CPU运行低于性能受到影响的温度。 当我们不知道这个阈值是多少,可以参考ASHRAE。

尽管供应商给出的数据允许设备在更广泛的范围,进风温度已经从64.4˚(18℃)缓慢上升到80.6˚F(27℃)。因为大多数服务器都带有传感器和输出,告诉我们CPU的温度。 虽然该信息可用,但对于数据中心的实时管理不一定是有用的,除非数据中心的每个设备都来自同一厂商,并配备相同的CPU温度监控输出格式。 没有描述我们大部分空间的同质性,我们需要一些指导,指出我们可以在何处采取外部温度,而不会对内部温度造成不利影响。

当ASHRAE TC9.9在2011年增加了新的服务器级别并扩展了允许的温度范围时,第二年,我们看到了相当大的科学和工程活动,以了解这些环境指南对部署在数据中心的设备的影响。 在IBM进行了一个特别明确和受控制的研究,并在美国机械工程师协会技术会议上报道。

他们的重点专注于A3类服务器(41-104˚F)内的服务器性能,更具体地说是在该指南的上限范围。 他们测试了具有不同电源的1U,2U和刀片服务器软件包,并选择了工作负载测试软件包来模拟高性能计算和虚拟化云的典型工作负载。 他们评估了超过70种不同的CPU,并从最佳和最差的电力泄漏中选出了测试样本,以确定该变量对这些条件下的结果的影响。

他们在77˚F(25℃)服务器进风温度下对每件设备和相关工作量测试进行了基准测试,然后在95˚F(35℃)(A2级上限)和104˚F(40℃)(A3级上限)下重新测试。 结果总结在表1中,其中95˚F(35℃)和104˚F(40℃)是操作执行与77˚F(25℃)基线的比率,显然,表明在这些较高温度下性能没有降低。 在测试工作负载和数据采集的+/- 1%容差范围之外,唯一的测试是在强化的Turbo Boost模式下运行Linpack的最差电源泄漏叶片系统,只显示出2%的性能下降,或超过1% 容差误差范围。

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在同一时间框架内,多伦多大学仅在一个服务器型号上进行了测试,但是来自四个主要供应商的七个不同的硬盘驱动器进行了测试,并且实施了更广泛的工作负载和更多温度设置的设备。 这些测试使得环境温度远高于IBM测试,因此性能下降在正常统计误差范围之外变得更容易识别。

Eir的基准工作负载包括测量访问4gb内存的时间,每秒8kb的块内存随机访问的千兆位更新,整数运算速度,浮点运算速度,响应随机读/写请求的速度,高速处理速度 65kb读/写请求,在线事务处理,在线事务的I / O处理,决策支持数据库工作负载,磁盘绑定数据库工作负载,文件系统事务和HPC计算查询,都在公认的行业标准工具 旨在强调系统的不同部分或模拟一些真实世界的应用.3在热室内进行测试,其中温度可以从-10˚到60˚C(14- 140˚F,比现在数据中心通常看到的更宽的范围)。

多伦多大学的研究人员研究了磁盘驱动器和CPU性能。对于磁盘驱动器,在140˚F(60℃)的环境温度下,它们的通量下降通常在5-10%的范围内,一些高达30%。更重要的是,对于不同的磁盘驱动器,在不同的环境条件下出现了统计学上明显的吞吐量下降:在104˚F(40℃)和113˚F(45℃)观察到的一对,一个在131˚F(55℃)之间没有显示任何吞吐量的降低。如果您有任何人正在考虑允许您的数据中心在100˚F(38℃)以上的“冷通道”,并且由于所有测试设备的额定值为122˚F(50℃)或140˚F(60℃),查看供应商和模式的原始信息来源,如果不预期允许冷通道或供应温度超过100˚F(38℃),则磁盘驱动器吞吐量将不受数据中心环境的影响。至于CPU和内存性能,他们在任何高达131˚F(55℃)的基准测试中都没有看到任何性能下降。

在2011年ASHRAE环境指南更新发布后立即进行的研究项目的数据强烈表明,服务器入口温度在服务器风扇能量增加进入机械设备节能之前,以前被标识为阈值的范围内的计算性能不会降低。

其实,产品性能的温度远远超过了比较经济的温度阈值。 因此,这种产品性能的温度还有上升空间,以此表明除了无需建造机械设备之外,还可以适当合理牺牲一些节省费用。

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