راهنمای جامع استاندارد ASHRAE TC 9.9 برای اتاقهای سرور و مراکز داده
سازمان ASHRAE (انجمن مهندسان سرمایش، گرمایش و تهویه مطبوع آمریکا) و بهطور ویژه کمیته فنی TC 9.9 آن، مرجع اصلی و بینالمللی تدوین استانداردهای مدیریت حرارتی و کنترل شرایط محیطی در مراکز داده و اتاقهای سرور است. استاندارد ASHRAE TC 9.9 با ارائه ضوابط دقیق برای دما، رطوبت، نرخ تغییرات حرارتی و آلایندههای هوا، مرز میان کارایی انرژی (Energy Efficiency) و قابلیت اطمینان سختافزار (Hardware Reliability) را مشخص میسازد.
۱. دستهبندی تجهیزات بر اساس محیط (ASHRAE Environmental Classes)
استاندارد ASHRAE تجهیزات مراکز داده را بر اساس میزان حساسیت و شرایط محیطی مورد نیاز به چند کلاس اصلی دستهبندی میکند:
| کلاس محیطی | نوع محیط / کاربرد | محدوده دمایی مجاز (Allowable) | محدوده رطوبت مجاز (Allowable) |
| A1 | مراكز داده حساس و انترپرایز (Strict Control) | ۱۵ تا ۳۲ درجه سانتیگراد | ۲۰٪ تا ۸۰٪ RH (نقطه تکثیف ۱۷°C) |
| A2 | اتاقهای سرور استاندارد و دفاتر IT | ۱۰ تا ۳۵ درجه سانتیگراد | ۲۰٪ تا ۸۰٪ RH (نقطه تکثیف ۲۱°C) |
| A3 | تجهیزات صنعتی / سیستمهای Distributed | ۵ تا ۴۰ درجه سانتیگراد | ۸٪ تا ۸۵٪ RH (نقطه تکثیف ۲۴°C) |
| A4 | محیطهای سخت و بدون سرمایش فعال | ۵ تا ۴۵ درجه سانتیگراد | ۸٪ تا ۹۰٪ RH (نقطه تکثیف ۲۴°C) |
۲. محدوده پیشنهادی (Recommended) در برابر محدوده مجاز (Allowable)
یکی از مهمترین مفاهیم در استاندارد ASHRAE، تفاوت بین محدوده پیشنهادی و مجاز است:
۱. محدوده پیشنهادی (Recommended Envelope)
محدودهای است که بیشترین طول عمر سختافزار و بالاترین سطح پایداری را تضمین میکند. تمام تولیدکنندگان بزرگ سرور (مانند HPE، Dell، Cisco) دستگاههای خود را برای کارکرد مداوم در این محدوده طراحی میکنند:
دما در ورودی هوای سرور (Server Inlet): ۱۸ تا ۲۷ درجه سانتیگراد (۶۴.۴ تا ۸۰.۶ درجه فارنهایت).
رطوبت نسبی: ۵.۵ درجه سانتیگراد نقطه تکثیف (Dew Point) تا ۶۰٪ رطوبت نسبی (با حداکثر نقطه تکثیف ۱۵ درجه سانتیگراد).
۲. محدوده مجاز (Allowable Envelope)
محدودهای بازتر که سرور میتواند بدون خرابی آنی در آن کار کند (مثلاً هنگام قطع کوتاه مدت سیستم خنککننده یا در طول طرحهای بهرهوری انرژی مانند Free Cooling). کارکرد طولانیمدت در این محدوده ممکن است نرخ خرابی قطعات را افزایش دهد.
۳. کنترل تغییرات دما و رطوبت (Ramping Rates)
علاوه بر مقادیر مطلق دما و رطوبت، سرعت تغییرات آنها نیز در استاندارد ASHRAE حائز اهمیت است:
حداکثر نرخ تغییرات دما: ۵ درجه سانتیگراد در هر ساعت (تغییرات ناگهانی دما باعث انبساط و انقباض ناگهانی بردهای الکترونیکی و ترک خوردن لحیمها میشود).
پدیده میعان و نقطه تکثیف (Dew Point): کنترل نقطه تکثیف به جای رطوبت نسبی خالص، از رطوبتزنی یا رطوبتزداییهای بیمورد جلوگیری کرده و مانع تشکیل قطرات آب روی قطعات پردازشی میگردد.
۴. الزامات کیفیت هوا و آلایندههای محیطی (Gaseous & Particulate Contamination)
استاندارد ASHRAE در متممهای خود به کیفیت هوای ورودی نیز میپردازد:
آلایندههای ذرات (Particulate Contamination): هوای اتاق سرور باید حداقل طبق کلاس ISO 14644-1 Class 8 فیلتر شود تا از تجمع گرد و غبار روی هیتسینکها و فنها جلوگیری گردد.
خوردگی گازهای شیمیایی (Gaseous Contamination): حضور گازهای گوگردی یا اسیدی باعث خوردگی اتصالات نقرهای و مس در تجهیزات میشود. استاندارد ASHRAE نرخ خوردگی را طبق ANSI/ISA-71.04 به
کلاسهای G1 (حداکثر ۳۰۰ آنگستروم در ماه) محدود میکند.
۵. اثرات استقرار استاندارد ASHRAE در مدیریت انرژی (PUE)
طی سالهای گذشته، ASHRAE محدوده دمای پیشنهادی خود را از ۲۰-۲۵ درجه به ۱۸-۲۷ درجه افزایش داد. این تغییر دو مزیت عمده داشت:
[ افزایش دمای ورودی به ۲۴-۲۵°C ] ──► [ کاهش کارکرد چیلرها / استفاده از Free Cooling ] ──► [ کاهش شاخص PUE ]
صرفهجویی در مصرف برق سیستمهای سرمایشی: افزایش حتی ۱ درجه سانتیگراد در دمای تنظیم چیلرها (Chilled Water Setpoint) میتواند بین ۲ تا ۴ درصد در مصرف انرژی کل مرکز داده صرفهجویی کند.
استفاده از سرمایش طبیعی (Free Cooling): امکان استفاده از هوای محیط بیرون در فصول سرد سال بدون نیاز به کارکرد چیلرهای تراکمی.
نتیجهگیری
استاندارد ASHRAE TC 9.9 نقشه راه علمی برای تعادلبخشی میان مصرف انرژی و امنیت سختافزاری در مراکز داده است. رعایت محدوده پیشنهادی ۱۸ تا ۲۷ درجه سانتیگراد و کنترل دقیق نقطه تکثیف، همراه با پیادهسازی سیستمهای پایش آنلاین، تضمینکننده عملکرد بینقص سرورها و کاهش هزینههای جاری (OPEX) خواهد بود.
مطالب مرتبط