[发明专利]设备支架冷却性能的评估系统和方法

说明书

技术领域

本发明的至少一个实施方案通常涉及用来分析和管理设备 功率和冷却的方法和系统。

背景技术

用于计算机、通信和其它电子设备的集中式数据中心已被使 用许多年，最近随着英特网的逐渐增加的使用，为英特网服务供 应商(ISP)、应用程序服务供应商(ASP)和英特网内容供应商提供 主机租贷服务的大规模数据中心正变得更盛行。典型的集中式数 据中心包含很多设备支架，这些设备支架需要电力、冷却和与外 部通信设施的连接。在现代的数据中心和网络室中，用于这些设 施的计算设备的逐渐增加的密度已经增加了那些设施的供电和 冷却系统的负担。过去，数据设备中用于每个设备机箱的典型的 耗电量是大约1千瓦。随着在设备支架中服务器托板和其它高功 率密度设备的使用，设备支架有10千瓦、甚至高达25千瓦的功 率吸取并非罕见。

通常，计算机设备消耗的功率被转变成热，而且设备的冷却 需求是基于设备的功率需求确定的。典型的数据中心利用架空地 板下面的强制通风空间分配通过数据中心的冷却空气。一个或多 个计算机室空调机(CRAC)或计算机室空气处理器(CRAH)通常沿 着数据室的外围分布，而且这些单元抽取从房间或天花板强制通 风室返回的空气并且在架空地板之下分配冷却空气。多孔的地板 砖可能被放在待冷却的设备支架的前面或下面以允许来自地板 下面的冷却空气冷却该支架里面的设备。最近，行内冷却器已经 用来从数据中心热过道抽取暖风并使凉风返回数据中心冷过道。

随着计算机设备的冷却和功率需求逐渐增加，在最初设计设 备之时和在可能添加新设备或替换设备之前确定在该设备中是 否有可利用的适当的功率和冷却对于数据中心管理者是必不可 少的。通常，数据中心管理者可能知道或能确定数据中心的总冷 却能力就总功率提取而言是否是充份的。然而，设备中危险区域 可能发展，尤其是在使用高功率密度设备的地方，而且只在设备 水平分析冷却能力可能是不够的。为了尝试识别危险区域，数据 中心管理者可能诉诸遍及设备的人工温度测量和尝试实现固定 以纠正危险区域。这样的固定可能包括多孔地板嵌板的重新排列 或替换、机箱的重新排列、和/或增加冷却能力。无论如何，这些 固定通常是以反复试验为基础上进行的，而且当一些危险区域可 能被消除的时候，该固定可能导致由于冷却空气在设备中变向而 出现其它危险区域。这种尝试法能导致料想不到的设备故障，这 在关键的数据中心中是无法接收的。为了避免这样的故障，数据 中心管理者通常加大安全系数地设计设备而且无法充分发挥设 备的全部能力。

发明内容

无量纲的捕获指数(CI)是在至少一个实施方案中使用的冷却 性能衡量标准而且以与供应给支架的凉风和从支架除去的热空 气相关联的气流图为基础。捕获指数通常是逐支架的衡量标准， 其数值在零和100％之间；较高的数值通常暗示冷却体系结构有 好的冷却性能和可缩放性。在一些实施方案中，捕获指数提供关 于支架入口温度和其它冷却指标的附加信息。捕获指数的两个变 量可能被用于至少一个实施方案，一个用于冷过道分析，而另一 个用于热过道分析。

本发明的一个方面指向确定数据中心冷却特性的方法。该方 法包括接收涉及数据中心设备配置的数据，识别该设备配置的支 架群并且针对每个支架群确定该支架群究竟是热过道群还是冷 过道群，以及以确认至少一个支架群为热过道群或冷过道群为基 础确定至少一个的支架群的至少一个设备支架的捕获指数。

在该方法中，接收数据可能进一步包括接收涉及与设备相关 联的气流和功率的信息，包括那至少一个支架群可利用的冷却空 气气流和冷却空气的温度。此外，涉及气流的信息可能包括冷却 器抽走支架排放热风的气流，而且可能包括支架排放热风的温 度。支架群可能包括至少一个热过道群而且可能包括至少一个冷 过道群。该方法可能进一步包括选择为至少部份地以设备配置为 基础确定捕获指数选定的计算模型和使用选定的计算模型计算 捕获指数。选定的计算模型可能是代数模型。在一个版本中，该 代数模型以支架处的总捕获气流与总供应气流之比为基础计算 热过道群中的支架的捕获指数，总捕获气流是基于热过道群中所 有冷却器的气流和从冷却器到该支架的水平距离计算的，而总供 应气流是基于该支架的气流、相邻支架的气流和相邻支架离开该 支架的距离计算的。总供应气流和总捕获气流可能是使用给该支 架对面的一排支架的计算气流加权的耦合系数进一步计算的。