IBM BladeCenter实现高密度的秘诀(2)

作者: 周劼 出处:51CTO.com　 (  ) 砖  (  ) 好  评论 ( ) 条 　进入论坛

更新时间：2007-05-29 19:22
关 键 词：刀片服务器  散热  冷却系统
阅读提示：电源和散热的设计是刀片服务器设计时遇到的最大挑战,同时也是刀片服务器对工业标准服务器设计的重要革新.IBM凭借其在企业级服务器市场的多年积累以及对技术创新的不懈追求,成功地设计出了IBM BladeCenter系列产品,成为刀片行业的领导者和典范.

散热设计
IBM刀片服务器极大地提高了服务器密度,同时带来了一个更严峻的问题:散热。
IBM刀片服务器在笔记本电脑大小的空间里,却集成了大量企业级部件:处理器,内存,硬盘和I/O设备等。是目前企业级Intel服务器所能达到的最高密度。对散热系统的要求也远远高于其他任何Intel服务器。
IBM大量采用矢量散热技术,精心设计系统组件的布局以及空气的流动方向和密度,速度,以及在Intel服务器上首先采用新的散热设备,完美地解决了刀片服务器的散热问题。
如下图所示,整个系统的散热设计遵循了企业级服务器的散热设计原则:冷空气从机柜的前部吸入,首先给系统最重要的部件:CPU散热。然后冷风会带走内存产生的热量,接着是给位于处理器刀片最后位置的内部存储设备和I/O卡散热。散热的顺序完全按照部件的重要程度和对散热的要求进行合理排列。
在IBM BladeCenter机箱的后部,风被分成三部分,一部分风进入空腔C被鼓风机直接排出机箱。其余的风分别进入位于机箱上下部的空腔A和B,对管理模块,电源,交换模块散热。然后再进入空腔C被鼓风机排出。

 
图二 IBM BladeCenter冷却风路设计

为了达到散热要求,IBM创造性地采用了两个鼓风机作为整个BladeCenter系统的散热设备,而不是传统Intel服务器所采用的大量小风扇。鼓风机相比风扇,能够提供更快的风速以及更大的排风量,帮助系统排出更多的热量,能源转换效率更高。同时鼓风机的可靠性更高,IBM BladeCenter采用的鼓风机在连续工作5年以上时间内的故障率低于10%。
鼓风机的转速完全由管理模块动态控制。平时以低速工作,当出现温度过高报警时,管理模块会控制鼓风机提高转速,从而排出更多的热量。
在CPU散热器的设计上,刀片服务器更采用了蒸气腔散热技术以及大量采用铜散热片,同时散热片具有更大的散热表面积设计。从而大大缩小了CPU散热器的体积。
前面提到,在一个42U标准企业级机箱中最多可安装6台IBM BladeCenter,一个机柜最大将达到30KW的耗电,因此机房的散热也是一个大问题。
IBM提供了后门热交换机柜,采用工业标准的水冷装置和连接设备。比冷气空调散热方式更加节能和高效,散热成本更低。能帮助一个机柜散热达50000BTU。
总结
事实证明,IBM的工程师们的设计是相当成功的。 在他们七年前开始设计这些机箱的时候,还没有人能预见双核甚至四核的CPU会这么快的普及。 然而,正式由于他们前瞻性的工作,使得IBM的第一代机箱经历了5年的考验,今天仍然是是市场的主流产品。 无论是当初的 2。0GHz/400MHZ FSB的Xeon处理器,还是今天最新的Intel双核5100甚至四核5300系列; 抑或AMD Opteron 2000和8000系列处理器, 统统纳入“怀”中。 IBM在计划该产品至少销售到2009年以后,在变化如此迅速的IT行业, 生命周期能超出7年,堪称是一个经典的产品! 这也再次证明它在电源和冷却设计方面的成功。
（作者简介：周劼  IBM资深售前技术支持工程师，在企业级服务器及网络通讯领域有丰富的设计和支持经验,获得过CNE,MCSE,CCNP以及IBM服务器高级技术专家等认证）

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