Descodificação das dimensões das estantes para servidores: U, Largura, Profundidade e Ar

A construção, modernização ou manutenção de qualquer infraestrutura de TI é iniciada com a decisão básica que se repercute ao longo de todo o ciclo de vida do seu equipamento: a seleção do bastidor de servidor adequado. Uma rack de servidor não é mobiliário; é o corpo da sua rede, o invólucro das suas propriedades mais valiosas, incluindo equipamento informático e equipamento eletrónico, e um elemento muito importante para garantir a sua eficiência e bem-estar. Se as dimensões forem corretas, estará a criar um ambiente fiável, escalável e eficiente. Se as errar, está a caminho de um futuro de problemas de interoperabilidade, problemas de calor e desperdício de espaço.

No entanto, pode ser difícil aprender a linguagem das dimensões dos bastidores para servidores, uma linguagem que tem os seus próprios acrónimos e normas industriais. Discutimos a altura em U, as larguras de 19 polegadas e as profundidades variáveis. Estas dimensões são importantes quer se trate de equipamento industrial ou de bastidores para servidores mais comuns. Neste guia definitivo, iremos analisar as principais medidas. Não nos limitaremos a efetuar os cálculos de altura, largura e profundidade, mas aprofundaremos outra dimensão, na qual a maioria das pessoas não se dá ao trabalho de pensar, a quarta dimensão, Ar. É a combinação destes quatro ingredientes que permite criar uma base de TI não só funcional, mas também resistente e preparada para o futuro.

O que é uma unidade de rack (U)? O padrão para altura

É necessário conhecer a unidade de medida do equipamento que estará no interior do armário antes de saber a altura do armário de que necessita. A altura de um bastidor de servidor é medida em unidades de bastidor, universalmente designadas por U (ou RU).

A Electronic Industries Alliance (EIA) estabeleceu que um U é de 1,75 polegadas (44,45 mm). O denominador comum de todos os equipamentos que podem ser montados em rack, tanto servidores quanto switches de rede, patch panels e fontes de alimentação ininterrupta (UPS), é essa altura padronizada. A altura de um dispositivo é medida em tantas dessas unidades quantas forem necessárias. Por exemplo, um servidor 2U tem 2 x 1,75 polegadas de altura, ou seja, 3,5 polegadas.

O sector dos centros de dados baseia-se nesta normalização. Ela garante que um servidor 1U de um fornecedor se encaixará perfeitamente no slot 1U de qualquer rack padrão de um fornecedor diferente. Um armário de rack que é anunciado como 42U contém 42 unidades de rack de espaço de montagem vertical. Esta é uma forma fácil e global de determinar o espaço necessário. Basta adicionar a altura total dos dispositivos que pretende instalar (como a altura U) para estabelecer a altura mínima necessária do bastidor.

Comparação de tamanhos de rack populares: 1U, 2U, 3U e 4U

Os equipamentos podem ser de qualquer tamanho, mas a esmagadora maioria dos servidores e equipamentos de rede são produzidos numa das quatro alturas padrão em U: 1U, 2U, 3U e 4U. Estes compromissos são importantes para compreender como conceber um sistema eficiente.

Diferenças físicas e dimensões

Os equipamentos podem ser de qualquer tamanho, mas a esmagadora maioria dos servidores e equipamentos de rede são produzidos numa das quatro alturas padrão em U: 1U, 2U, 3U e 4U. Estes compromissos são importantes para compreender como conceber um sistema eficiente.

Considerações de compatibilidade para dispositivos

O tamanho U de um dispositivo é uma escolha tática que depende das suas necessidades:

• Dispositivos 1U: Os campeões da densidade são estes. Quando se pretende encaixar o maior número possível de sistemas discretos num único bastidor (por exemplo, num ambiente de alojamento Web ou para criar um parque de renderização), os servidores 1U são a escolha certa. No entanto, devido ao seu tamanho reduzido, requerem ventoinhas mais pequenas de altas RPM, que são muito ruidosas. Também lhes falta espaço para as unidades internas ou para uma placa de expansão.
• Dispositivos 2U: Este é normalmente o ponto ideal. O chassis 2U é suficientemente grande para acomodar uma fonte de alimentação redundante, um número razoável de compartimentos para discos rígidos (normalmente 8 ou mais) e várias ranhuras de expansão PCIe. As ventoinhas maiores podem rodar a velocidades mais baixas e movimentar mais ar, pelo que funcionam de forma muito mais silenciosa do que os servidores 1U. Isto permite-lhes ser ideais para aplicações empresariais, virtualização e utilização comercial em geral.
• Dispositivos 3U e 4U: Os chassis 3U e 4U são a solução quando a capacidade é fundamental. Os seus interiores maciços podem ser utilizados para construir grandes servidores de armazenamento capazes de armazenar dezenas de discos rígidos. Existe também muito espaço para acomodar placas especializadas, de altura total e largura dupla, como GPUs topo de gama utilizadas em aplicações AI/ML. Nestes factores de forma, deve ter-se cuidado com a profundidade e a largura do bastidor do servidor, uma vez que o equipamento de maiores dimensões ocupa mais espaço tanto em termos de fluxo de ar como de cablagem.

Entendendo o padrão de 19 polegadas para largura de rack

É importante estabelecer a fronteira entre duas medidas de largura:

• Largura de montagem (19 polegadas): Esta é a distância entre as calhas de montagem no interior. As calhas contêm orifícios quadrados, redondos ou roscados que correspondem aos orifícios das orelhas de montagem do equipamento, permitindo que o equipamento seja facilmente instalado. Esta é uma medida universal de 19 polegadas.
• Largura externa do armário: A largura do compartimento do rack é física e externa. Na maioria das vezes, é padronizada em 600 mm (cerca de 24 polegadas). Os armários alargados de 800 mm (cerca de 31,5 polegadas) também são comuns.

Porquê a largura extra? A área entre as calhas de montagem de 19 polegadas de um armário de 600 mm ou 800 mm não é desperdiçada. É essencial para:

• Gestão de cabos: Os gestores de cabos podem ser colocados neste espaço e são importantes para garantir que os cabos de rede e de alimentação passam bem pela parte superior e inferior do bastidor. Uma gestão de cabos adequada ajudará a evitar a confusão de cabos que pode restringir o fluxo de ar e tornar a manutenção um pesadelo.
• Fluxo de ar: Atualmente equipamento para centros de dados Nos projectos baseados em corredores quentes/corredores frios, este espaço é necessário para permitir a livre circulação de ar à volta do equipamento.
• Distribuição de energia: Os bastidores maiores permitem que todo o espaço seja utilizado para instalar unidades de distribuição de energia (PDU) verticais sem interferir no equipamento ou nas ventoinhas de exaustão.

Na maioria dos casos, o armário pode ter 600 mm de largura. Mas ao configurar uma instalação de alta densidade e muitos servidores e cabos de rede, esse armário de 800 mm de largura pode oferecer-lhe um espaço adicional inestimável que facilitará muito a configuração e a manutenção subsequente.

Escolher a profundidade de rack correta para o seu equipamento

A profundidade do espaço em bastidor não é controlada por uma norma única e inflexível, como é o caso da altura e da largura. Este facto é necessário para acomodar uma grande variedade de equipamento industrial, mas também faz com que a profundidade seja a dimensão em que surgem mais frequentemente erros de cálculo. Selecionar um bastidor que não tem profundidade suficiente para acomodar o seu servidor mais profundo é um erro dispendioso e completamente desnecessário.

Tamanhos de profundidade comuns e suas aplicações

As profundidades das estantes podem ser medidas em milímetros ou polegadas e podem ser armários de montagem na parede pouco profundos ou estantes empresariais profundas. A dimensão interna utilizável nunca é igual à dimensão externa.

• Pouco profundo (por exemplo, 600 mm / 23,6 pol.): O equipamento de rede, como comutadores, painéis de ligação e routers, tende a ser mais superficial.
• Padrão (por exemplo, 800 mm / 31,5 pol.): Esta profundidade serve para certos servidores mais pequenos de nível de entrada, mas a maior parte dos servidores convencionais pode caber quando os cabos são ligados.
• Profundo (por exemplo, 1000 mm / 39,4 pol.): Esta é a profundidade mais comum para os centros de dados modernos, fornecendo um espaço amplo para a maioria dos servidores principais de fabricantes como a Dell, HP e Supermicro.
• Extra profundo (por exemplo, 1200 mm / 47,2 pol.): Estes são necessários quando os servidores são muito profundos, por exemplo, matrizes de armazenamento de alta densidade ou chassis que contêm uma grande lâmina de rede. O espaço adicional também é extremamente útil para lidar com cablagem densa e distribuição de energia.

Dica profissional: Deixe sempre espaço para os cabos e o fluxo de ar

O maior erro na profundidade do espaço do bastidor do servidor é medir apenas o chassis do servidor. É necessário ter em conta o que está por trás do servidor.

Os cabos de alimentação (especialmente os que têm fichas de ângulo reto) necessitam de vários centímetros de espaço. Os cabos de rede (cobre e fibra) requerem raios de curvatura mínimos e também necessitam de espaço. O mais importante é que o ar quente é expelido na parte de trás do servidor. Vedar esta via de exaustão, permitindo que a parte de trás do servidor fique demasiado perto da porta traseira, fará com que o calor se acumule, o que fará com que as ventoinhas do servidor tentem trabalhar mais e, por conseguinte, poderá causar estrangulamento térmico ou mesmo avaria.

Um guia geral, e bastante seguro, é certificar-se de que o seu bastidor tem uma profundidade interna utilizável mínima de 150 mm (6 polegadas), que é pelo menos 150 mm (6 polegadas) mais profunda do que a profundidade da peça mais profunda do equipamento. Isto dará espaço adequado para os cabos do sistema, conectores e, acima de tudo, um caminho livre para o ar quente sair.

Como calcular o tamanho de rack perfeito para as suas necessidades

Portanto, agora que já tem as dimensões básicas, é altura de as analisar de uma forma mais metódica. Há quatro etapas neste processo que o ajudarão a escolher uma estante que se adapte às suas necessidades actuais e futuras.

Passo 1: Calcule a altura em U de todo o seu equipamento de montagem em bastidor

Comece por fazer uma lista básica de todo o seu equipamento que vai adicionar à estante. Anote todos os itens com a respectiva altura em U.

• Firewall: 1U
• Comutador primário: 1U
• Servidor de virtualização 1: 2U
• Servidor de virtualização 2: 2U
• NAS (Armazenamento): 2U
• UPS: 2U

Adicione as alturas U para obter o seu requisito de base. Neste exemplo: 1+1+2+2+2+2 = 10U.

Etapa 2: Conta para equipamentos e acessórios não-U

Seguem-se os itens que requerem espaço, mas que não têm uma altura U padrão. Isto inclui itens como gestores de cabos horizontais (normalmente 1U ou 2U) e painéis de ligação (1U ou 2U). Também é prudente ter 1U de espaço vazio entre alguns dos dispositivos, como um servidor de funcionamento a quente e um switch de rede vital, para permitir a passagem de mais ar e eliminar a transferência de calor. Acrescente estes valores ao seu registo.

• Necessidade de base: 10U
• Gestor de cabos horizontal: 1U
• Patch Panel: 1U
• Espaços de ventilação: 2U (um por cima de cada servidor)
• Novo total: 10 + 1 + 1 + 2 = 14U.

Etapa 3: Planear antecipadamente com um "amortecedor de crescimento"

O bastidor é um investimento a longo prazo. A última coisa que pretende é ficar sem espaço um ano após a implementação. Uma das melhores práticas profissionais consiste em prever uma quantidade substancial adicional de crescimento. Isto também lhe permite adicionar servidores ou atualizar a sua rede ou integrar novas tecnologias sem ter de comprar e instalar um segundo bastidor.

A regra do tampão 25%: O método seguro e conservador é pegar em 25% das suas actuais necessidades totais de U e subtraí-lo como reserva.

• Necessidade atual: 14U
• Tampão de crescimento (14U * 0,25): ~3,5U (arredondar para 4U)
• Necessidade final calculada: 14U + 4U = 18U.

Utilizando este cálculo, um pequeno bastidor de 18U ou um bastidor mais típico de 24U seria uma óptima opção e permitiria expandir a sua capacidade no futuro.

Passo 4: Verificar o espaço físico e os limites de peso

Por último, depois de fazer uma encomenda, faça uma verificação da realidade do seu ambiente físico.

• Altura do teto: É de notar que a altura exterior da estante deve caber na sua sala de servidores ou armário com espaço suficiente entre a estante e o teto para permitir a ventilação e a passagem de cabos.
• Percursos: Meça a altura e a largura de todas as portas, corredores e elevadores no percurso até ao local final. Um bastidor de 42U é muito alto e não caberá numa porta normal quando inclinado.
• Capacidade de peso: Veja o que a estante tem como limite de peso (estático e dinâmico quando em rodízios). Adicione o peso de tudo o que tem e certifique-se de que está bem abaixo do limite. É importante garantir que o chão é capaz de suportar o peso dos dois juntos e em casos de alta densidade.

A quarta dimensão: Porque é que o "ar" é fundamental para a sua instalação

É possível calcular com exatidão a altura em U, a largura e a profundidade e, mesmo assim, ter um ambiente informático com falhas. Porquê?

Já que te esqueceste da quarta dimensão: O ar. Um bastidor cheio de equipamento de produção de energia quente é um ambiente térmico de alta densidade. Se não tiver um plano ativo para controlar o fluxo de ar, está a desenvolver uma receita de desastre para o fluxo de ar. O primeiro inimigo dos componentes electrónicos é o calor, que provoca um abrandamento do desempenho, reinícios imprevisíveis, bem como uma redução significativa da vida útil do hardware. A experimentação industrial indicou repetidamente que, à medida que a temperatura de funcionamento das peças electrónicas aumenta acima do ideal, a fiabilidade a longo prazo das peças diminui até 50 por cento.

Neste caso, a ventilação passiva é insuficiente. É necessária uma método inteligente e funcional de arrefecimento.

A solução ACDCFAN: Arrefecimento ativo direcionado para um tempo de funcionamento máximo

Deve ter uma solução de arrefecimento de grão fino para resolver os complicados problemas térmicos num bastidor moderno. É aqui que a ACDCFAN se destaca. Somos especialistas na conceção e produção de ventoinhas de arrefecimento de elevado desempenho para satisfazer os requisitos dos exigentes ambientes de infra-estruturas de TI.

Uma solução genérica não funcionará quando estiver a lidar com pontos de calor em torno de um processador de TDP elevado ou de um conjunto denso de unidades de disco rígido. O arrefecimento ativo pode ser direcionado com a nossa vasta seleção de ventoinhas, desde os mais pequenos, com 25 mm de diâmetro, até aos grandes motores de ar de 254 mm. O fluxo de ar pode ser distribuído onde é mais necessário.

Desenvolvemos as nossas soluções em torno da fiabilidade de missão crítica. As nossas ventoinhas têm uma classificação MTBF (tempo médio entre falhas) de mais de 70.000 horas utilizando tecnologia de rolamentos de esferas de última geração, e pode ter a certeza de que as nossas ventoinhas irão apoiar o seu equipamento durante todo o seu ciclo de vida, mantendo-o fresco. Isto é apoiado pelo pacote completo de certificações (UL, CE, TUV, EMC, RoHS)e a sua tranquilidade é total. A nossa tecnologia de encapsulamento IP68 é a derradeira proteção contra o pó e a água em condições ambientais extremas.

O desempenho não precisa de ser ruidoso e não precisa de ser ineficiente. As nossas ventoinhas são compatíveis com os seus sistemas e podem oferecer arrefecimento a pedido utilizando um design avançado de pás aerodinâmicas e controlo de velocidade inteligente PWM. Funcionam silenciosamente quando operam com cargas normais para conservar energia e reduzir o ruído e, em seguida, aumentam inteligentemente toda a potência ao máximo para combater os picos térmicos. É o método mais inteligente de controlar a sua atmosfera térmica.

A menos que tenha um simples problema de arrefecimento, não deve deixá-lo ao acaso. Os nossos engenheiros podem fornecer uma solução de arrefecimento inicial à sua medida em 12 horas.

Variações no design de racks: Tipos e Configurações

Para além dos tamanhos standard, bastidores para servidores são frequentemente apresentados numa variedade de concepções físicas, cada uma das quais adequada a um ambiente específico e, consequentemente, a um caso de utilização.

Bastidores abertos vs. bastidores fechados

Esta é a decisão mais simples na conceção de bastidores. Uma rack de estrutura aberta não é mais do que as calhas de montagem, com acesso sem restrições e fluxo de ar máximo. Um armário ou rack fechado consiste em painéis laterais, portas frontais e traseiras que podem ser trancadas.

Racks de parede e portáteis

Existem outros factores de forma, outras implantações ou situações pouco comuns:

• Racks de montagem na parede: São gabinetes fechados, de tamanho pequeno, montados numa parede. São geralmente menos profundos (por exemplo, 6U a 18U) e mais pequenos, o que é útil em cenários em que está alojado um comutador de rede ou um painel de ligação e o espaço no chão é limitado num pequeno escritório, loja de retalho ou sala de aula.
• Racks portáteis: Este tipo de estante tem rodízios robustos que permitem que um sistema completo seja transportado rapidamente. São muito úteis quando é necessário transportar equipamento A/V entre locais, incluindo feiras comerciais, centros de comando móveis, etc.

Racks especiais e tamanhos personalizados

Noutros casos, uma estante normal não seria suficiente. Existem também racks especiais disponíveis no mercado que são adaptados a desafios específicos, tais como:

• Estantes insonorizadas: Trata-se de armários densamente isolados com sistemas de arrefecimento incorporados, silenciosos e baseados em ventoinhas, que se destinam a reduzir significativamente a emissão de ruído dos servidores e do hardware de rede. São ideais para utilização em escritórios abertos ou estúdios de gravação.
• Estantes sísmicas: Estas estantes são construídas sobre uma estrutura fortemente reforçada, a fim de resistir às vibrações e às forças laterais de um sismo, para garantir a segurança de equipamentos importantes localizados em zonas geologicamente activas.
• Tamanhos personalizados: Para servir aplicações industriais ou OEM muito específicas, um fabricante pode frequentemente fabricar estantes com alturas, larguras e profundidades específicas.

Conclusão

A seleção do bastidor de servidor adequado não é apenas uma questão de selecionar uma caixa metálica. Trata-se de um procedimento tático de planeamento de quatro dimensões diferentes: a Altura normalizada comum (U) do seu equipamento, a Largura normalizada (19 polegadas) a instalar, a Profundidade essencial necessária para o seu equipamento e cabos e a quarta dimensão crucial do Ar que determina a sua estabilidade ao longo do tempo.

Pode levar a sua empresa um passo mais além do que simplesmente colocar o seu equipamento de TI no espaço, trabalhando através do processo de cálculo das suas necessidades de espaço, planeando como crescer e utilizando uma estratégia de fluxo de ar inteligente. Cria-se um ecossistema optimizado no qual os seus dispositivos electrónicos vitais podem funcionar no seu potencial máximo, com fiabilidade e segurança, durante anos. Um plano de bastidor é a espinha dorsal de uma rede saudável - a espinha dorsal em que se pode apoiar com segurança para construir o seu futuro digital.