@ Карта сайта News Автора!

Bog BOS: hardware:  Системы охлаждения компьютера

Последнее изменение файла: 2017.05.19
Скопировано с www.bog.pp.ru: 2017.05.28

Bog BOS: hardware: Системы охлаждения компьютера

В статье описываются системы охлаждения и борьба с шумом.

Дополнительно рекомендуется прочитать статью о блоках питания и корпусах.

Вентиляторы

Вентиляторы на подшипниках качения при большой температуре (50°) служат в несколько раз дольше, чем на подшипниках скольжения, но шумнее и значительно дороже.

Подключение вентиляторов:

Борьба с шумом НМД

Природа шума НМД: акустический (мотор - первая гармоника 120 Hz для 7200 RPM, шипение пластин и головки) и резонансный. Изготовитель сообщает только акустический шум (измеряют, подвесив диск на резинках).

Простейший способ борьбы с шумом НМД - купить тихое устройство.

Самый эффективный способ понизить шум неиспользуемого диска: "hdparm -y" (перевод в режим ожидания). Посмотреть текущее состояние можно командой "hdparm -C". Включать автоматическое управление переходом в режим ожидания (-S, -B) не советую - некоторые диски умеют делать переход только в одном направлении.

Единственный известный мне реальный метод борьюы с шумом громкого диска - это поместить его в тяжёлый закрытый алюминиевый ящик с рёбрами радиатора. при этом озаботиться теплопередачей (невысыхающая термопаста?) как от теплорассеивающей пластины диска (боковины?), так и от управляющих микросхем к этому ящику. Затем ящик вставляется в корзину для 5.25 устройств и обеспечивается его обдув. Готовый ящик стоит порядка $50. Как сделать самому.

Для борьбы с вибрацией можно положить диск на кусок поролона (микросхемами вверх?) или подвесить на резинках (промышленное исполнение). Ещё лучше подвесить ящик, описанный в предыдущем абзаце. Возможно придётся приклеить дополнительный радиатор (лучше по бокам, чуть длинее самого диска) или просто опустить конструкцию ниже (там воздух холоднее).

В борьбе с шумом, главное, не перестараться: максимально допустимая температура - 55°, а при долговременной нагрузке лучше не переходить за 50° (увеличение температуры на 10° уменьшает срок жизни диска вдвое). К сожалению, не все НМД имеют встроенный температурный дптчик, а имеющие его зачастую показывают какую-то чушь (например, ниже комнатной температуры ;). Приблизительную температуру можно получить приклеив внешние датчики на боковину и чип контролера.

Контроллеры вентиляторов

Контроллер вентилятора должен уметь управлять минимум 3 (лучше 4) вентиляторами как с тахометрами (3-пиновый разъём), так и "тупыми" (периферийный разъём) изменением напряжения питания (никаких импульсов тока - ШИМ - многие вентиляторы завывают); должен иметь соответствующее количество термодатчиков, дисплей отображающий температуры и скорости оборотов. Желателен форм-фактор 5.25 с длинными салазками (короткие плохо держатся в безвинтовых корпусах). Желательно автоматическое повышение напряжения вентилятора при превышении критической температуры и оповещение пользователя. Ручки управления не должны сильно выдаваться вперёд (10мм).

Cooler Master CoolDrive 4. Контроллер 4 вентиляторов с термодатчиками, оповещением и повышением напряжения при перегреве. Сигнал тревоги при уменьшении частоты вращения до 500rpm (у меня максимальная частота - 1000rpm). Совмещён с ящиком для охлаждения НМД (ящик так себе, мерзкий вентилятор, отсутствие виброразвязки и радиатора). $35. Вариант CoolDrive 6 с USB подключением (только MSW), яшик для диска ощутимо улучшен (виброразвязка), $60.

CoolerMaster Aerogate 2. То же самое. но без ящика, хотя вентилятор оставлен.

Fan Master - SF-609 - Super Flower/TTGI. Функционально похож на Aerogate 2, но установка напряжения механическими ручками. $35.

Akasa Fan Controller. Аналогичен SF-609. Поднимает тревогу при уменьшении частоты до 600rpm.

Enermax UC-A8FATR4. Поднимает тревогу при уменьшении частоты до 1000rpm, а у меня это номинальная частота.

Innovatek Fan-O-Matic. Зверь-машина. Подключается к COM-порту. Позволяет управлять вентиляторами и считывать показатели термодатчиков (до 8) программно (MSW only) и по сети. Огромное число функций, гибкое управление, подписи названий вентиляторов и датчиков. $130. Есть более навороченная версия с USB для 16 вентиляторов и датчиков за $240.

Silverstone Eudemon SST-FP52. Полный автомат (после 43°C на полную мощность; до 14°C вентилятор выключен ;). Самостоятельно устанавливает напряжение в зависимости от температуры (3 датчика и 3 вентилятора). На дисплее отображается дата и время, устройство имеет собственную батарейку.

Jetart Xpanel DTxxxx. Совмещён с ящиком для НМД. Импульсный.

Thermaltake Hardcano 9/10. 4/2 вентилятора без датчиков оборотов и одна термопара.

Thermaltake Hardcano 13 (A2259). 4 вентилятора и 4 термодатчика, считыватель флешкарт. Ручной (до 50%?) и автоматический режим (поднимает напряжение от 6V до 12V при увеличении температуры до критической). Критическая температура задаётся из списка: 40, 50, 60, 70.

Hardcano 12 (A1845) - аналогично, но без читателя карт, вместо него полезные кнопочки. Настройки не сохраняются (по умолчанию автоматический режим на 60°C). Выдерживает большую нагрузку. Большой ящик (легче крепить в безвинтовом корпусе). Переходники 3-на-4 провода. Поднимает тревогу при остановке вентилятора (какую частоту оборотов он считает остановкой?).

cd6 - утилита для CoolDrive 6

Со временем обнаружил cd6 - консольную программу для работы с CoolDrive 6, только пришлось пришлось поставить ожидание ввода конца сообшения побольше (в 100 раз) и поменять местами байты в декодировщике RPM. Чтобы получить отчёт, необходимо задать какую-нибудь команду, кроме ID Параметры:

Временами получаю Kernel failure в drivers/usb/serial/usb-serial.c:311 (Fedora 10, ядро 2.6.27.12-170.2.5.fc10.x86_64).

Термопаста

Основные характеристики

Архитектура системы охлаждения

При расчёте нагрузки учитывается аппаратное обеспечение (99% потреблённого электричества превращается в тепло), ИБП (4% от номинальной мощности и 6% от полезной выходной мощности), освещение (площать * 20), PDU (2% от номинальной мощности и 2% от полезной выходной мощности), люди (100 Вт на человека), наружный воздух, солнце (серверная д.б в подвале без окон), теплопроводность стен, система охлаждения (большая часть собственного тепла выводится наружу, но необходимо учитывать уменьшение эффективности системы кондиционирования). БТЕ/час надо умножить на 0.293, чтобы получить значение в ваттах.

Для отвода 1 кВт необходимо от 50 до 80 литров воздуха в секунду (65 л/сек при температуре 11 градусов). Через 1 плитку фальшпола может пройти поток, достаточный для отвода от 2 (плитка с перфорацией) до 4 кВт тепла (открытая металлическая решётка). Для отвода 18 кВт тепла через трубопровод диаметром 30 см необходим поток 56 км/час. При увеличении плотности мощности общая площать ЦОД пеерестаёт уменьшаться при достижении 8 кВт на стойку. При мощности стойки 15 кВт ИТ-оборудование будет занимать в зависимости от средней мощности стойки (при учёте резервирования, данные APC):

Вентиляторы потребляют электрическую энергию в размере от 5 до 10% от требуемого охлаждения. Компрессор - от 20 до 30%. Потери при неудачном проектировании могут достигать 30% (полезная охлаждающая способность): рециркуляция нагретого воздуха на вход сервера, попадание холодного воздуха в кондиционер, при перемешивании холодного и горячего воздуха происходит потеря влажности, а дополнительное увлажнение создаёт дополнительную нагрузку и снижает охлаждающую способность. Пароизоляция помещения снижает потребность в увлажнении. Использование панелей-заглушек снижает температуру воздуха на входе в сервер над неиспользуемым пространством на 12 градусов (стойка высокой тепловой плотности), на входе в сервер под неиспользуемым пространством на 5 градусов. Также необхожимо заделывать отверстия для кабелей по бокам шкафов и в фальшполу. Основная цель проектирования - не допустить перемешивания холодного и горячего воздуха.

Типы охлаждающих систем:

Кроме типа системы охлаждения важно также расположение непосредственно охлаждающих устройств и типы подачи охлаждённого и забора нагретого воздуха.

Расположение охлаждающих устройств:

Типы подачи охлаждённого и забора нагретого воздуха (реализуется с помощью конструктивных ограничений, отдельно для подачи и забора):

Комбинации (достаточно изолировать только один поток):

Кондиционер состоит из внутреннего теплообменника (тёплый воздух испаряет охлаждающее вещества при 8 градусах, вентилятор), компрессора (газ сжимается и нагревается до 52 градусов), внешнего теплообменика (окружающий воздух охлаждает газ и он превращается в жидкость, вентилятор) и расширителя (уменьшается давление охлаждающего вещества). Между ними циклически по трубам перекачивается охлаждающее вещество (фреон; R-12, R-22, R-134a).

Отличия от обычных кондиционеров:

CRAC DX - Stulz ASD

Stulz CyberAir3 DX - ASD 461 A - CRAX DX для регулирования температуры и влажности воздуха, для размещения в зале (A.., от 18 до 35 градусов), направленная подача под фальшпол в холодные коридоры (..D), полная холодопроизводительность 46 кВт, 1 контур, воздушный (последнее A), свободный забор в конце зала. 3-фазное питание (порядок важен) с нейтралью и защитным заземлением, 400 В, ассиметрия фаз - не более 2% (8 В). Расчётное потребление - 20 кВт (30 KVA). Вес - 550 кг. Размер - 1750x790x1980 (ШхГхВ). Обслуживание: воздушный фильтр - ежеквартально. Минимальная требуемая тепловая нагрузка - 20%. Масимальное расстояние до внешнего конденсатора - эквивалент 30 метров.

Дополнительные устройства и опции:

Управляется главным выключателем и контроллером, расположенным на плате ввода-вывода (CompTrol 7000 I/O Controller, C7000IOC) - подключение датчиков, объединение до 32 устройств и интерфейс к системе верхнего уровня. Можно управлять устройством через порт RS-232 (SUB-9) с использованием специальной программы C7000-Service (9600, 8N, 1, MODBUS). Интерфейсы: 2 RS-485 IO (соединение цепочкой между контроллерами, dip-переключатели задают номер устройства на шине - bus ID от 0 до 31, после изменений передёрнуть dip6, по умолчанию 1, можно поменять с консоли командой invite, на концах цепочки ставят терминаторы), соединение с модулем EBUS. Питание - 24 В. Все устройства управления расчитаны на температуру от 5 до 40 °ree;.

К C7000IOC может быть подключён EBUS для связи с системой верхнего уровня - CompTrol 7000 extension EBUS. Интерфейсы: соединение с I/O Controller, RS-485 BMS (система верхнего уровня), RS-485 Aux.

CompTrol 7000 Advanced Terminal - RS-485 IO и BMS (система верхнего уровня) - включается в цепочку на шине как одно из 32 устройств (16 устройств и 16 C7000AT - это тоже 32 устройства на шине). По умолчанию адрес на шине - 31, меняется в меню. Время может быть синхронизировано с WIB8000 на шине BMS. Управление любым устройством на шине с помощью экрана и клавиатуры (меню). Звучок для подания сигнала аварии. Индикаторы: авария, включение (достаточно наличия 1 C7000IOC на шине). Клавиши: влево, вправо, подтверждения, сброса (1 раз - выключается сигнал, 2 раза - очистка сообщения), включения (отключения) выбранного устройства. Клавиша возврат отсутствует - вместо неё выбор в меню, как "передумать" при установке параметра непонятно. Имеется упрощённая версия для подключения к C7000IOC - C7000 Display, только посмотреть, включить и сбросить. При включении отображается общий вид шины, из которого надо выбрать устройство управления (ME - сам контроллер AT). Пароли: пользователя для управления (0000), пользователя для настройки (0000), мастера для управления, мастера для настройки. Пароли пользователя хранятся в C7000IOC. Пароли мастера не могут быть изменены.

Настройка C7000AT:

Настройка C7000IOC:

Ссылки

@ Карта сайта News Автора!

Bog BOS: hardware:  Системы охлаждения компьютера

TopList

Copyright © 1996-2017 Sergey E. Bogomolov; www.bog.pp.ru (КГБ знает все, даже то что у Вас на диске ;)