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可能造成数据中心数据丢失的两个不容忽视的因素:温度和振动

发布时间:2020-03-12 21:53 来源:存储网 我要投稿

管理数据中心具有挑战性,数据中心经理比以往任何时候都做得更多,包括保护快速增长的数据量和越来越多的应用程序,维护可用性和正常运行时间,减少资本支出和运营支出,提高空间利用率,管理能源使用和成本等等,不胜枚举。

我们相信,两个词会使生活变得更艰难(或更轻松),具体取决于您如何管理它们-热量和振动

如今,存储供应商正在向每个机架中挤压更多的存储密度,而数据中心架构师正在向每个数据中心中挤压更多的机架。由于数据中心可以使用更少的机架和数据中心空间来达到相同的容量目标,因此可以降低总拥有成本。面临的挑战是,打包的存储密度越高,它可以获得的温度就越高,而振动越可能使物品震动。

尽管高密度存储是Zettabyte时代的关键推动因素,但如果温度和振动管理不当,则使用更多存储空间也会带来挑战,这实际上会影响上述每个痛点。令人惊讶的是,电源和冷却成本甚至可能比机箱内的技术成本更高。

您如何才能以最小的振动将数据保持在最佳温度下,并以合理的成本提供最佳性能?出发点是看一下机箱本身。

您的存储机柜是否已针对更好的散热和振动进行了优化?

很多时候,人们非常关注系统内部的内容-从硬盘驱动器(HDD)和固态驱动器(SSD)到CPU和内存。如今,机架中的4U机箱最多可容纳1.4 PB的数据,并计划在今年晚些时候发布新的20TB HDD,从而达到2PB的路径。

与人体类似,这些成分将是使人存活的内部器官。但是,如果没有皮肤和骨骼来保护它们,内部器官将面临许多外部风险。机箱也是如此。“器官”是必不可少的,但是容纳它们的外壳必须确保包括冷却和能源在内的所有设备均处于最佳运行状态,以使器官不会出现故障,并且在需要时可以保护和访问数据。

为什么温度在数据中心很重要

对于非常密集的存储机柜,有效的冷却是当今的挑战。通常,空气是从数据中心的冷通道吸入盒子中的。空气经过连续的驱动器行,并且每行都变热。最靠近冷通道的驱动器保持相对凉爽,而背面的驱动器可以在明显更高的温度下运行。使用这种类型的设计,风扇必须运转得更硬(更大声)。

为了抵消这种影响,一种方法是提高风扇速度-但这会增加噪音(和振动)并增加功耗。在某些数据中心,附加的鼓风机被添加到机箱的冷通道末端,以帮助更快地移动空气。这导致更高的功率要求,更高的能源成本,更高的噪声水平,更高的振动和更高的温度,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–从存储机柜开始

另一种方法是选择一种解决方案,将存储机柜分为两个热区,在驱动器的前部和后部排成行。Western Digital的ArcticFlow™采用这种方法(见图)。像传统设计一样,冷空气从冷通道被吸入前部区域,但不是将空气吸入后部区域,而是将空气通过机柜的侧面导流并排至后部的热通道。冷空气通道将冷空气直接带入机柜中心以冷却后部区域。

热量和振动,可能造成数据中心数据丢失的两个不容忽视的因素

Western Digital的ArcticFlow技术将存储机柜划分为两个热区,并通过中央管道输送冷空气以冷却距离冷通道最远的驱动器。

这样可以降低风扇速度以保持冷却,从而降低功耗,降低噪音水平并减少振动。

在竞争性测试中,使用这种方法需要每个驱动器插槽的冷却功率刚好超过一半。从加利福尼亚州的能源成本和典型的数据中心效率来看,在典型的5年系统生命周期中,每个机柜可节省1,500美元。在拥有20,000个驱动器的大型数据中心中,这相当于节省了300,000美元的能源成本。

在另一个竞争性测试中,不使用这种冷却方法的竞争性机箱中有30%的驱动器平均运行温度为摄氏13度。随着时间的流逝,这些机箱在高温下可能会导致驱动器故障增加13%。 

因此,通过在明显较低的温度下运行数据中心机架,冷却可降低总拥有成本,从而降低能源成本和故障可能性。

振动对数据的影响

在youtube上有个视频,数据中心的一个人在一个硬盘架上大喊大叫,以查看振动对延迟的影响?结果是,造成了明显的IO延迟,“不要对您的磁盘阵列大喊大叫!他们不喜欢它!” 他惊呼。

凭借当今HDD中极高的存储密度,存储机柜中的驱动器振动控制比以往任何时候都更加重要。存放数据的存储机柜可能会确定多少驱动器振动会影响应用程序性能。区域密度的提高包括将HDD轨道压缩得更近一些,这使它们更容易受到振动发生的错误的影响。

发生的情况是外部冲击和振动会导致HDD磁头偏离轨道,从而导致性能延迟,同时磁头会重新放置并等待正确的扇区再次出现,以恢复读取或写入操作。HDD足够聪明,可以避免数据损坏,发送错误的数据或将数据写入错误的位置,但是当HDD磁头等待时,会引入延迟,从而降低应用程序性能。

振动也可能由其他因素引起。维修机架中的其他架子时,关闭机门甚至是经过的叉车都可能导致外部撞击和振动。在密集的HDD阵列中,以高速搜寻的相邻驱动器也会将振动感应到它们的相邻驱动器中。并且,由于需要冷却,风扇可以将振动通过机箱以及空气作为声能传播。在所有这些情况下,振动都可能导致延迟,从而降低应用程序性能。

作为了解HDD特性的领先制造商,Western Digital的IsoVibe™技术提供了一种解决存储柜内振动的方法。基板上的精确切口可充当驱动器的悬架,从而隔离了从一个驱动器传递到另一驱动器的振动。隔振的风扇还将振动和噪音传递降至最低。IsoVibe和ArcticFlow一起工作,可以降低风扇速度,这意味着振动更少。即使所有驱动器都在努力工作,这也可以保持整个机箱的性能。它还将帮助具有更紧密磁道密度的下一代硬盘驱动器在密集的机箱中运行,而性能下降最小。

主动管理振动可确保驱动器磁头不大可能偏离轨道,因此更有可能保持所需的性能。竞争性测试表明,使用IsoVibe技术时,可减少60%的运行振动。这些创新的组合可导致驱动器的退货率更低:使用ArcticFlow和IsoVibe进行的另一项分析与不使用相同驱动器系列,相同年份和容量的创新产品相比,与上一代平台相比,回报率降低了62%点。

密度,热量和振动–我们难道不能都相处吗?

这可能是一个平衡的举动,但是有了正确的策略和工具,数据中心架构师可以从高密度存储中获得收益,同时还可以防止热量和振动对数据的威胁。当今,有可用的创新有助于改善冷却,降低振动和降低功耗,这些直接可从降低水电费并最终减少碳足迹方面获得回报。了解冷却和振动管理可在为Zettabyte Age设计数据中心时提高性能,可靠性并节省成本。

英文原址:https://www.networkworld.com/article/3531789/heat-and-vibration-two-factors-that-can-kill-your-data.html

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