Hầu hết các thông số kỹ thuật của tủ cabinet đều thất bại ở cùng một điểm: chúng mô tả vỏ tủ nhưng không bao giờ định lượng nhiệt. Người mua chọn một tủ cabinet 42U, các rack được giao đến, và công trường phát hiện ra rằng tải IT 12kW không thể được làm mát theo luồng khí trước-ra sau ở mật độ đã lắp đặt. Hướng dẫn này đề cập đến bốn con số thực sự quyết định liệu một tủ cabinet trung tâm dữ liệu có hoạt động được hay không.
Bắt đầu với tải nhiệt, không phải tủ cabinet
Mọi quyết định tiếp theo đều bắt nguồn từ kW mỗi rack. Ba cấp độ chiếm ưu thế trong mua sắm hiện tại:
- 3–5kW mỗi rack — mật độ doanh nghiệp cổ điển. Luồng khí trước-ra sau với cửa trước và cửa sau đục lỗ là đủ. Diện tích mở của lỗ đục phải đạt ít nhất 63% để tránh trở thành điểm nghẽn luồng khí.
- 8–15kW mỗi rack — phổ biến cho các triển khai mới. Luồng khí trở thành hạn chế thay vì bộ trao đổi nhiệt. Cửa sau cần có diện tích thông thoáng cao hoặc được thay thế bằng bộ trao đổi nhiệt cửa sau chủ động.
- 25–50kW mỗi rack — cụm GPU và HPC. Làm mát bằng không khí đơn thuần không còn khả thi ở mật độ này; làm mát chất lỏng trực tiếp đến chip hoặc ngâm là giả định thiết kế, và tủ cabinet trở thành giao diện cơ khí thay vì giải pháp nhiệt.
Quy tắc thực tiễn: nhu cầu luồng khí chạy ở khoảng 160–180 CFM mỗi kW. Do đó một rack 10kW cần khoảng 1700 CFM không khí được điều hòa cấp đến mặt trước của nó. Nếu các đơn vị CRAC hoặc CRAH của bạn không thể cấp được lượng đó đến hàng, thiết kế tủ cabinet không thể bù đắp.
Định cỡ tủ cabinet: ngân sách không gian U và độ sâu
| Thông số | Giá trị điển hình | Hệ quả thiết kế |
|---|---|---|
| Diện tích chiếm chỗ của rack | 600 × 1200mm (R × S) | Chiều sâu dưới 1000mm hạn chế không gian đi cáp và luồng khí phía sau |
| Không gian U khả dụng | 42U–47U trong tủ 2000mm–2200mm | Dự trù 1U mỗi server cộng 2U–3U cho patch panel và PDU |
| Tải nhiệt mỗi rack | 3kW truyền thống, 8–15kW hiện đại, 30kW+ HPC | Trên 8kW, luồng khí từ trước ra sau không đủ |
| Nhu cầu lưu lượng khí | Khoảng 160–180 CFM mỗi kW | Rack 10kW cần khoảng 1600–1800 CFM |
| Nhiệt độ đầu vào rack | 18–27°C theo ASHRAE A1–A2 | Cấp cho phép quyết định làm mát tự do có hiệu quả không |
| Plenum hồi gió dạng ống | Sâu 150–300mm | Phải dự trù trong chiều sâu tủ ở giai đoạn RFQ |
Chiều sâu là thông số bị đánh giá thấp nhất. Tủ 1200mm là mức tối thiểu thực tế cho server hiện đại, vì phải đồng thời chứa chiều sâu ray server (thường 700–900mm), bán kính uốn cáp phía sau và mọi thiết bị luồng khí phía sau. Chỉ định tủ 1000mm để tiết kiệm diện tích sàn thường phản tác dụng: cáp bị kẹp vào cửa sau, làm tăng cả cản trở luồng khí lẫn rủi ro nhiệt.
Không gian U cần được dự trù, không phải ước lượng. Dành 2U–3U ở trên cùng cho patch panel và 4U–6U không gian dọc cho PDU hoặc busbar. Tủ được quảng cáo là 47U không cho ra 47U không gian server khả dụng.
Chiều rộng cũng quan trọng, và thường được chọn vì lý do sai. Tủ rộng 600mm là tiêu chuẩn cho thiết bị 19 inch, nhưng chiều rộng 800mm ngày càng được chỉ định vì để lại kênh quản lý cáp dọc hai bên mà không chiếm không gian U. Đánh đổi là diện tích sàn và, trong các hàng dày đặc, số tủ vừa mỗi hàng.
Định mức tải tĩnh phải được nêu rõ trong RFQ, và phải ghi rõ con số áp dụng cho một tủ hay cho một hàng tủ ghép. Ghép tủ truyền tải giữa các tủ liền kề qua phần cứng liên kết, nên định mức ghi theo mỗi tủ có thể đánh giá thấp tải thực tế mà một hàng dài phải chịu.
Phân phối điện: PDU so với busbar
PDU rack có đo điện vẫn là mặc định cho tủ đến khoảng 15kW. Chúng đơn giản, dễ hiểu, và đo điện từng ổ cắm nay là tiêu chuẩn. Trên ngưỡng đó, busbar treo trên cao hoặc gắn bên hông trở nên hấp dẫn vì loại bỏ bó cáp vốn chiếm không gian luồng khí phía sau.
Hai bẫy thông số đáng lưu ý. Thứ nhất, dự phòng 2N yêu cầu hai PDU độc lập
Bố trí lối vào nguồn cần được chú ý ngay từ giai đoạn RFQ vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến phần kim loại tấm. Lối vào từ trên yêu cầu một tấm đệm xuyên cáp (gland plate) hoặc dải chổi quét có thể tháo rời trên nóc tủ; lối vào từ dưới yêu cầu một tấm tương tự ở đáy tủ. Cả hai đều phải được định cỡ theo bó cáp thực tế bao gồm cả bán kính uốn cong, và cả hai đều phải có thể tháo rời sau khi tủ đã được ghép thành dãy, nếu không thì việc bổ sung và thay đổi sẽ trở nên bất khả thi về mặt vật lý nếu không tháo cáp của cả dãy.
Giám sát không còn là tùy chọn. Đo đếm từng ổ cắm với báo cáo SNMP hoặc Modbus là yếu tố giúp báo cáo PUE và quy hoạch công suất trở nên khả thi, và đó là sự khác biệt giữa việc biết một rack đang tiến gần giới hạn của nó và việc phát hiện điều đó trong lúc xảy ra sự cố mất điện.
Hệ thống ngăn cách và luồng khí
Ngăn cách là yếu tố giúp các con số về luồng khí trở nên khả thi. Nếu không có nó, khí lạnh và khí nóng trộn lẫn trong phòng và nhiệt độ cấp hiệu dụng tại mặt trước rack tăng thêm 5–10°C, điều này có thể đẩy hoạt động ra ngoài phạm vi khuyến nghị của ASHRAE.
- Ngăn cách lối đi lạnh — dễ cải tạo hơn và là lựa chọn phổ biến hơn. Yêu cầu cửa ở hai đầu lối đi và tấm mái che phía trên lối đi.
- Ngăn cách lối đi nóng — tốt hơn cho mật độ cao và cho các vị trí có công suất làm mát hạn chế, vì khí hồi được thu hồi ở nhiệt độ cao hơn và cải thiện hiệu suất máy làm lạnh (chiller).
- Tấm chắn kín — cải thiện nhiệt rẻ nhất hiện có. Mỗi U để trống không có tấm chắn kín sẽ làm khí nóng lưu thông tắt trở lại lối đi lạnh.
- Cấp khí qua sàn nâng hoặc trên cao — lựa chọn này quyết định việc tấm sàn đục lỗ hay ống gió trên cao thiết lập kiểu luồng khí, và phải được chốt trước khi cố định độ sâu tủ và loại cửa.
Bàn giao cho đơn vị gia công: những gì cần chỉ định
| Yêu cầu | Chỉ định điều này | Tại sao quan trọng |
|---|---|---|
| Tải mỗi rack | kW mỗi tủ, không chỉ tổng tải của site | Quyết định luồng khí, định mức PDU và định cỡ cáp |
| Dự phòng | Nguồn cấp PDU N, N+1 hoặc 2N | 2N cần hai PDU và không gian thẳng đứng tăng gần gấp đôi |
| Lối vào nguồn | Lối vào từ trên hoặc từ dưới, cáp hoặc thanh dẫn điện (busbar) | Quyết định bố trí tấm đệm xuyên cáp và chi tiết làm kín |
| Giám sát | Đo đếm từng ổ cắm và SNMP/Modbus | Cần thiết cho báo cáo PUE và quy hoạch công suất |
| Hướng luồng gió | Trước ra sau hoặc trước ra sau-trên | Thoát khí sau-trên cần tủ sâu hơn và ống khói |
| Xếp hạng IP | IP20 cho không gian trắng, IP54+ cho site biên | IP cao hơn làm giảm luồng gió thụ động và tăng tiếng ồn |
Lỗi thường gặp trong mua sắm tủ là bản đặc tả mô tả kích thước và lớp sơn hoàn thiện nhưng bỏ qua tải trọng, dự phòng và giám sát. Ba hạng mục đó quyết định tổng chi phí nhiều hơn cả phần kim loại tấm.
Ghi chú về vật liệu và kết cấu
- Độ dày thép — khung chịu tải tĩnh. Khung 2.0mm với đế được giằng tam giác đúng cách thường đủ cho tải tĩnh 1000kg; tấm bên trang trí mỏng có thể chấp nhận nhưng không nên chịu lực.
- Định mức tải tĩnh — nêu rõ ràng, bao gồm việc con số áp dụng cho một rack đơn hay một hàng ghép, vì ghép hàng truyền tải giữa các tủ.
- Nối đất — tủ nên được liên kết với thanh busbar nối đất của rack bằng một stud chuyên dụng, không qua lớp sơn. Chỉ định điểm nối đất được che chắn hoặc stud hàn để tính liên tục không phụ thuộc vào tiếp xúc của ốc vít.
- Lớp phủ — sơn tĩnh điện 60–100μm là tiêu chuẩn. Chỉ định rằng các insert ren, stud nối đất và mọi bề mặt tiếp xúc được che chắn trước khi phủ, nếu không tính liên tục và độ khớp ren sẽ bị ảnh hưởng.
- Xếp hạng IP — tủ không gian trắng thường là IP20, vì làm kín một tủ có luồng gió cao là tự triệt tiêu. IP54 hoặc cao hơn phù hợp cho site biên và tủ ngoài trời, nhưng hãy dự kiến luồng gió thụ động giảm đáng kể và chiến lược làm mát khác.
Kiểm tra chạy thử trước khi bàn giao
- Ghi lại nhiệt độ đầu vào tại vị trí U trên, giữa và dưới của một rack đầy tải, không chỉ tại một cảm biến.
- Xác minh số đọc công suất từng ổ cắm so với tải trên nhãn thiết bị đã lắp, và xác nhận rằng số đọc hiển thị đúng trên nền tảng giám sát.
- Kiểm tra tính liên tục nối đất từ đầu đến cuối, từ khung tủ đến thanh tiếp địa của site.
- Xác nhận rằng các khe hở containment tại điểm vào cáp được bịt kín, vì xuyên cáp là đường rò containment phổ biến nhất.
Nơi nhà chế tạo tạo giá trị gia tăng
Tại Xingyuan Electric (Suzhou) Co., Ltd. chúng tôi sản xuất vỏ kim loại tấm và cụm điện tại cơ sở ở Lili Town, Wujiang District, Suzhou. Đội ngũ 30+ người của chúng tôi vận hành khu sản xuất hơn 3000 m² với hơn 20 máy cắt laser, uốn CNC và hàn, giao đơn hàng tiêu chuẩn trong 7–15 ngày với gia công tùy chỉnh từ bản vẽ hoặc mẫu.
Đối với tủ data center, điều đó có nghĩa chúng tôi có thể lấy yêu cầu về nhiệt, điện và containment của bạn và biến chúng thành vỏ có thể chế tạo: chi tiết ghép hàng, tấm vào cáp, stud nối đất, diện tích luồng gió cửa sau, và lớp phủ che chắn, tất cả được giải quyết trước khi tấm đầu tiên được cắt. Gửi cho chúng tôi một bản vẽ hoặc bản đặc tả và chúng tôi sẽ trả về báo giá kèm phản hồi ở mức chế tạo.