Introducción
En el vertiginoso mundo digital de hoy en día, las empresas dependen en gran medida de su infraestructura informática para mantener el buen funcionamiento de sus operaciones. En el corazón de esta infraestructura se encuentran los servidores alojados en armarios o bastidores de servidores, que almacenan y procesan datos y aplicaciones críticos. Para garantizar un alto rendimiento y la longevidad de sus equipos de red y servidores, es fundamental aplicar soluciones eficaces de refrigeración de bastidores de servidores. Una refrigeración deficiente puede provocar sobrecalentamiento, lo que repercute directamente en el rendimiento de sus sistemas, sobre todo en entornos de alta demanda como los centros de datos.
En este artículo, analizaremos la importancia de la refrigeración de bastidores de servidores, los métodos de refrigeración más habituales, las mejores prácticas y cómo aprovechar los ventiladores de refrigeración para una disipación eficaz del calor.
¿Qué es la refrigeración de racks de servidores y por qué es esencial?
La refrigeración de bastidores de servidores son las actividades visibles e invisibles asociadas y responsables de eliminar o controlar el calor generado dentro del bastidor o armario del servidor que alberga los equipos informáticos. Un servidor genera mucha energía calorífica cuando funciona y, si no se gestiona bien, podría provocar un sobrecalentamiento o una degradación del rendimiento o el apagado del hardware. Existe una necesidad absoluta de implantar instalaciones de refrigeración constante alrededor de los bastidores de servidores para eliminar los tiempos de inactividad relacionados con el calor y mejorar la eficiencia del rendimiento mediante soluciones de refrigeración eficaces, a pesar de que las imágenes muestren el equipo en un rango seguro de temperatura dentro del bastidor.
Cómo afecta la refrigeración de bastidores de servidores al rendimiento y la longevidad del sistema
Un calor excesivo puede dañar los elementos del servidor hasta el punto de obligarlos a reducir su rendimiento o a apagarse por completo para evitar su destrucción. Como muestra el informe realizado en Uptime Institute, por cada incremento de 10°C (18°F) en la temperatura por encima del rango operativo normal de los dispositivos de red, se podría esperar una tasa de fallos de los equipos electrónicos que se duplica. Tomar medidas para una buena ventilación que permita alcanzar estas temperaturas frías ayudará a evitar que el hardware redundante de su sistema tenga que realizar sustituciones muy costosas y el hardware le servirá durante mucho tiempo.
Soluciones populares de refrigeración de bastidores de servidores
Existen varias soluciones de refrigeración para bastidores de servidores, cada una con sus propias ventajas y consideraciones. Dos categorías principales de sistemas de refrigeración son la refrigeración por aire y la refrigeración líquida. Echemos un vistazo a cada una de ellas:
Sistemas de refrigeración por aire
El calor se elimina de los bastidores de servidores de la forma más accesible, utilizando aire. El método consiste en utilizar ventiladores y rejillas de ventilación para introducir aire frío en el bastidor y sacar aire caliente con la esperanza de reducir la carga térmica de los componentes activos del equipo. Los sistemas de refrigeración por aire también vienen en dos cabezas principales que incluyen:
Refrigeración a nivel de sala: Utiliza acondicionadores de aire o refrigeradores de precisión para enfriar toda la sala de servidores bajo las cajas de ventilación o los conductos de aire. El aire frío entra en la sala y el aire caliente sale por los conductos. Los paneles de ventiladores instalados en los bastidores de servidores, como los que rodean el pasillo caliente, garantizan la salida del aire caliente mientras el aire frío circula hacia el núcleo para un funcionamiento óptimo de los bastidores en todo el centro de datos y crea una disposición adecuada del flujo de aire.
Sistemas de refrigeración por filas: Este método consiste en colocar aparatos de refrigeración en los espacios libres entre los racks de servidores o en su parte superior para conseguir una refrigeración óptima en determinadas zonas. Por ejemplo, los sistemas de refrigeración en fila o los ventiladores de refrigeración de montaje en bastidor pueden utilizarse para llevar aire frío a la parte delantera del bastidor y expulsar el aire caliente por la parte trasera. De este modo, el sistema de refrigeración resulta más ordenado y, al mismo tiempo, ofrece una gran eficacia en el proceso de refrigeración y una buena gestión de la temperatura, lo que minimiza la carga térmica de todo el sistema.
Sistemas de refrigeración líquida
La refrigeración líquida también ha ganado popularidad en el pasado reciente como solución de refrigeración de bastidores de servidores utilizada para usos de servidores de alta densidad. La refrigeración líquida implica el uso de líquidos como el agua y otros fluidos especiales para extraer el calor de los procesadores de servidores y enfriadores en el rack. El agua y los tubos de refrigeración son más adecuados para los sistemas de refrigeración que la refrigeración por aire, ya que los líquidos son más eficientes en la disipación de calor debido a su alta capacidad.
Una unidad de refrigeración de montaje en bastidor que funcione con tecnología de refrigeración líquida puede constar de intercambiadores de calor y bombas, además de ser una unidad de refrigeración propiamente dicha para mover el fluido calentado por toda la unidad de refrigeración. Estos sistemas suelen estar equipados con termómetros para garantizar que el sistema de refrigeración funciona correctamente. En algunos entornos de centros de datos en los que éste es el caso, otras soluciones horizontales de refrigeración líquida incluyen tanques de refrigeración por inmersión en los que se utilizan líquidos no conductores para encerrar completamente los servidores de alto rendimiento con el fin de mejorar la transferencia de calor y mantener los servidores en condiciones óptimas de trabajo.
| Método de refrigeración | Ventajas | Equipo común utilizado | Lo mejor para |
| Sistemas de refrigeración por aire | - Ampliamente disponible - Menor coste inicial | - Paneles de ventilador - Ventiladores de refrigeración para montaje en bastidor | - Bastidores de servidor estándar - Cargas térmicas bajas o medias |
| Sistemas de refrigeración líquida | - Mayor eficacia de disipación del calor - Ideal para configuraciones de alta densidad | - Intercambiadores de calor - Unidades de refrigeración montadas en bastidor - Bombas | - Centros de datos de alto rendimiento - Implantaciones de servidores de alta densidad |
Uso de ventiladores de refrigeración de bastidores de servidores para optimizar la disipación del calor
Para evitar el sobrecalentamiento en el rack de servidores es esencial utilizar ventiladores de refrigeración del rack de servidores. Funcionan de la siguiente manera: el aire frío se concentra dentro del rack cerrado; los cuerpos del servidor son envueltos por el aire frío e instalados; el aire caliente es expulsado fuera del recinto. En esta parte, presentaremos algunos de los ventiladores de refrigeración y cómo funcionan:
Diferentes tipos de ventiladores para bastidores de servidores
La elección del tipo de ventilador adecuado para los sistemas de refrigeración de bastidores de servidores es importante, ya que garantiza tanto la eficacia de la refrigeración como el uso óptimo de la altura. Hay varios tipos de ventiladores que se utilizan en un sistema de refrigeración de bastidores de servidores. Cada tipo es único en su eficacia y eficiencia de espacio. Examinemos algunos de estos tipos de ventiladores:
Ventiladores axiales: Este es el tipo de ventilador más frecuente que se encuentra en el bastidor del servidor. Con estos ventiladores, la dirección del movimiento del aire es a lo largo de la inclinación del aspa del ventilador. El aire frío del ambiente se aspira por la parte delantera del rack y el aire caliente se expulsa por la parte trasera. Los equipos que utilizan sistemas de ventiladores de refrigeración con estrategia axial se recomiendan para la penetración normal de aire donde abundan las alturas verticales libres.
Ventiladores centrífugos: Un ventilador centrífugo es aquel que toma el aire por un lateral y lo descarga en ángulo recto respecto a la entrada mediante un impulsor que gira rápidamente. Estos ventiladores son adecuados para bastidores de servidores, que no tienen espacio vertical, ya que pueden suministrar una presión estática elevada para contrarrestar los edificios de servidores separados o los conductos de flujo de aire bloqueados.
Ventiladores radiales: En un ventilador centrífugo radial (también puede denominarse soplante), el aire se aspira desde los laterales, sale horizontalmente o se extrae radialmente. Son de menor tamaño y pueden instalarse en la parte posterior de las puertas de los racks de servidores, por lo que son una buena opción para racks con espacio vertical limitado. Los ventiladores radiales son especialmente eficaces para extraer el aire caliente de los componentes de los servidores y descargarlo dentro del rack.
Ventiladores de flujo cruzado: Los ventiladores de flujo cruzado o tangenciales son diferentes de otros ventiladores, ya que han sido diseñados para suministrar un flujo de aire amplio pero uniforme a lo largo de toda su longitud. Estos ventiladores se utilizan para garantizar el suministro uniforme de aire ambiente a los distintos servidores de un rack que necesitan refrigeración. Dependiendo de la configuración del rack y de las necesidades de refrigeración, los ventiladores de flujo cruzado pueden orientarse multidireccionalmente o colocarse en posición vertical u horizontal.
Ventiladores montados en el techo: Estos ventiladores se instalan en la parte superior del rack de servidores y se encargan de evacuar el aire caliente del interior del rack. Estos ventiladores crean una presión negativa dentro del rack aspirando aire más frío por la parte inferior y los laterales.
A la hora de planificar la selección de ventiladores para el sistema de refrigeración de bastidores de servidores, hay que tener en cuenta los siguientes parámetros: dimensiones horizontales y verticales, volumen de aire que se debe mover, presión estática y refrigeración que debe tener cada dispositivo. También hay que tener en cuenta el ruido del ventilador, el consumo de energía del ventilador y el montaje del ventilador en la unidad de rack.
Cómo funcionan los ventiladores de refrigeración: Entrada, circulación y salida de aire
Los ventiladores de refrigeración de montaje en bastidor funcionan estableciendo un patrón de flujo de aire predeterminado en todo el bastidor del servidor mediante una región de refrigeración centralizada en el bastidor, de modo que el aire frío siempre se suministra donde más se necesita. Por lo general, el aire frío se deja entrar en el recinto del bastidor sujetado, ya sea a través de la parte frontal o la parte inferior que el aire pasa a través de las partes del servidor, a su vez absorber el calor de ellos. El propio aire circulado por los ventiladores de refrigeración es aspirado o bombeado a distancia por los servidores y cada pieza del equipo de red, lo que -debido a las dispersiones de calor- aligera la carga térmica en el interior del rack.
Los extractores o rejillas de ventilación suelen emplearse para eliminar el calor de un sistema expulsando el aire caliente que sale por la parte trasera o superior del bastidor. Esto favorece la eliminación del aire caliente del sistema. Este movimiento continuo de aire evita la formación de bolsas de aire caliente en el rack cerrado, y ayuda a preservar un entorno más constante necesario para la alta eficiencia operativa y la durabilidad del servidor y otros equipos informáticos.
Buenas prácticas para la refrigeración eficaz de bastidores de servidores
Cuando se trata de refrigerar bastidores de servidores, hay buenas prácticas que se deben observar para mejorar la eficacia de la refrigeración y limitar los riesgos desconocidos. Estos son algunos consejos a tener en cuenta:
Gestión adecuada del flujo de aire
La gestión adecuada del flujo de aire es crucial en la refrigeración de los armarios rack para servidores. Esto incluye asegurarse de que se suministra aire frío a los componentes del servidor al tiempo que se elimina el aire caliente del servidor. Algunas de las mejores prácticas son:
Sellado de espacios de estanterías no utilizados: Utilice paneles ciegos en los espacios no utilizados de la estantería para confinar el aire caliente y hacer que el flujo de aire sea eficiente.
Gestión de cables: Debe evitarse el uso excesivo de cables y utilizar cables bien tendidos para que haya pasajes abiertos en el bastidor para el movimiento del aire. .
Distribución pasillo caliente/pasillo frío: En esta técnica, los racks de servidores se disponen de forma que haya pasillos fríos y calientes entre los distintos racks. Los pasillos fríos son aquellos en los que la parte delantera de las estanterías está orientada hacia el aire frío y la parte trasera de estas estanterías está orientada hacia el aire caliente mientras se encuentran en el pasillo caliente, por lo que existe un buen medio de separar las corrientes caliente y fría dentro del espacio moderado, mejorando así la eficacia de la refrigeración.
Mantenimiento periódico
El rendimiento adecuado de los sistemas de refrigeración en los bastidores de servidores se consigue una vez que los sistemas se mantienen de forma constante. Algunas de las medidas de mantenimiento son:
Limpieza de los filtros de aire: Los filtros de aire que se encuentran en los ventiladores de refrigeración montados en las unidades de refrigeración y en los bastidores de los servidores deben limpiarse o sustituirse a intervalos regulares, ya que los depósitos de polvo impiden el flujo de aire.
Inspección de ventiladores: Compruebe si los ventiladores de refrigeración están desgastados, dañados o su rendimiento se ha deteriorado. Repárelos o sustitúyalos según sea necesario para evitar restricciones en el flujo de aire.
Control electrónico de la temperatura/humedad del equipo: Mediciones continuas de la temperatura y la humedad en los lugares de almacenamiento de los aparatos y dentro del centro de datos. Manténgase dentro de los límites permitidos para maximizar el rendimiento de los equipos en su interior.
Supervisión y alerta
El despliegue de sistemas de supervisión y comunicación es crucial para la gestión activa de la refrigeración en los sistemas de bastidores de servidores. Estos sistemas ayudan.
Medición de la temperatura y la humedad: Los sensores pueden emplearse tanto para controlar la temperatura como la humedad en la sala de ordenadores y dentro del recinto del rack.
Definición de alarmas y umbrales: Estos ajustes de alarmas y umbrales te permiten recibir alertas de temperatura fuera de rango o de humedad fuera de rango que te ayudarán a tomar las medidas adecuadas a tiempo.
Reconocimiento de patrones: Los patrones y tendencias en los datos recogidos sobre temperatura y humedad pueden ser útiles en las estrategias de gestión de la refrigeración para evitar problemas que, de otro modo, se producirían.
Conclusión
La refrigeración eficaz de los bastidores de servidores es crucial para mantener la fiabilidad, el rendimiento y la longevidad de sus sistemas informáticos. Comprendiendo la importancia de la refrigeración, explorando diversas soluciones de refrigeración de bastidores y aplicando las mejores prácticas, puede garantizar que sus equipos de red y servidores funcionen a temperaturas óptimas, reduciendo el riesgo de tiempo de inactividad y fallos de hardware. El mantenimiento regular, la gestión adecuada del flujo de aire y la supervisión de la temperatura deben formar parte integral de su estrategia de refrigeración, especialmente en entornos de alto rendimiento como los centros de datos. De este modo, estará bien equipado para que sus sistemas informáticos funcionen sin problemas y de forma fiable.
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Preguntas frecuentes:
¿Cómo puede afectar una refrigeración ineficiente al rendimiento y la vida útil de los equipos de servidor?
¿Qué consecuencias tiene un sistema de refrigeración ineficiente en el rendimiento y el servicio de los equipos del servidor?
Una refrigeración ineficaz puede provocar diversos problemas en los equipos de servidor, entre los que se incluyen:
Sobrecalentamiento: Los servidores sin una refrigeración adecuada pueden calentarse peligrosamente, y sus componentes se verán obligados a reducir su rendimiento o simplemente a apagarse para evitar daños. Esto puede provocar, innecesariamente, una reducción del rendimiento de los sistemas y un posible mal funcionamiento del hardware.
Vida útil reducida: La exposición continua a altas temperaturas puede acelerar el desgaste de los componentes del servidor, reduciendo su vida útil y aumentando sus posibilidades de rotura.
Mayor consumo de energía: Los sistemas de refrigeración ineficaces exigirán más energía para alcanzar las temperaturas requeridas. Esto incrementa los costes operativos y provoca un aumento de las emisiones.
¿Con qué frecuencia se deben mantener los sistemas de refrigeración de los racks de servidores?
Los intervalos de reparación de los sistemas de refrigeración de bastidores de servidores variarán de una solución a otra, de un entorno a otro y de un fabricante a otro. Pero como regla general:
Los filtros de aire deben limpiarse o cambiarse en un intervalo de 1 a 3 meses, y la suciedad de la zona de trabajo desempeña un papel importante.
Los ventiladores de refrigeración deben revisarse a intervalos de 3 a 6 meses para detectar cualquier signo de desgaste, daño físico o deterioro del rendimiento.
Los niveles de temperatura y humedad deben calcularse constantemente, sobre todo a intervalos regulares, para asegurarse de que no sobrepasan los límites exigidos.
Por lo tanto, deben seguirse las recomendaciones del fabricante, incluido el plan de mantenimiento adecuado para el sistema de refrigeración de su rack de servidores y las condiciones ambientales. El mantenimiento rutinario elimina el riesgo de que se produzcan algunos problemas y confirma que los sistemas funcionan de forma óptima, así como cualquier sistema de refrigeración.
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