Server & Storage special

Ruimtegebrek dwingt tot herontwerp koelsysteem

De koeling van high-density systemen is een lastig probleem. Grote ventilatoren kun je niet kwijt. En kleintjes genereren te weinig luchtstroom en -druk. HP ging voor de oplossing van dit ontwerpprobleem te rade bij de vliegtuigindustrie.

De ventilatoren die we kennen uit de gewone servers zijn niet goed bruikbaar voor high-density systemen. Normaal gesproken worden een of meerdere grote blowers ingezet om een zo groot mogelijke luchtstroom door de hele kast heen te jagen. Het idee is dat als alles gemiddeld bekeken goed gekoeld wordt, dat ook geldt voor de afzonderlijke componenten. Onderdelen die veel hitte produceren - de processoren en de chipsets - worden voorzien van koelvinnen en eventueel een eigen fan, om zo aansluiting te vinden op die grote luchtstroom.

Nadeel is dat deze koelsystemen moeten worden ontwikkeld voor het maximum vermogen van het systeem. Dat maakt ze inefficiënt, duur in het verbruik, en lawaaiig. Bovendien is het lastig om de koeling goed toe te snijden op de hardware. Maar wat deze blowers vooral ongeschikt maakt voor blade-systemen, is dat de ruimte die ze innemen simpelweg niet beschikbaar is.

Gebruik je kleinere fans, dan is het weer moeilijk om voldoende luchtstroom en -druk te genereren. Dat maakt dat je meerdere van die ventilatoren per blade nodig zou hebben. Heb je een stuk of tien blades in een chassis zitten, dan zou je dus tientallen fans in een chassis moeten onderbrengen. Ook daar loop je dus vast in beperkingen van de ruimte.

Vliegtuigindustrie

HP heeft zijn C-klasse blade-systemen daarom van een hele nieuwe fan-technologie voorzien. Daarvoor is het bedrijf te rade gegaan bij de vliegtuigindustrie. Het resultaat is een kleine ventilator met speciaal gevormde bladen en een ring eromheen: de zogenaamde "ducted fan". Op die manier wordt drukverlies op de uiteinden van de bladen voorkomen. Zo kunnen ondanks het kleine formaat toch een hoge luchtstroom en -druk worden gecreëerd.

Hoewel je in eerste instantie misschien zou denken dat er aan zo'n "propellor" niet veel eer te behalen is, wordt de technologie achter deze zogeheten Active Cool systemen beschermd door maar liefst twintig patenten.

Luchtcirculatie

De luchtstromen worden door het chassis heen langs strict gedefinieerde paden geleid. Om de instandhouding van deze stromen te garanderen, wordt gebruik gemaakt van een ingenieus systeem van klepjes en lamellen. Trek je bijvoorbeeld een van de hot-swappable ventilatoren of voedingen eruit, dan sluiten de lamellen achter tegen het midplane zich automatisch, zodat de luchtcirculatie intact blijft. Hetzelfde geldt voor de blades zelf. Als je een server inprikt, dan wordt de klep voor de koeling mechanisch geopend. Op die manier wordt de blade direct meegenomen in de circulatie.

Hoewel dit systeem prima werkt als je met het blade-chassis bezig bent, worden lege slots normaal gesproken gevuld met lege modules. Deze "blanco's" zorgen voor een goede, permanente afsluiting.

Tien ventilatoren

Door op deze manier te werk te gaan, heeft HP het aantal ventilatoren in het C7000 chassis - geschikt voor maximaal zestien blades - weten te beperken tot tien stuks. Deze zijn verdeeld over vier zones, die elk apart worden aangestuurd door de ingebouwde management-software (Onboard Administrator). Moet een bepaalde blade flink wat werk verzetten, dan gaan de fans in de betreffende zone automatisch harder draaien. Dat zou bijvoorbeeld het geval kunnen zijn als een applicatie-server zwaar belast wordt, terwijl een storage-blade in de zone ernaast veel minder te doen heeft.