كيفية اختبار تدفق هواء علبة NAS ودرجة حرارة محرك الأقراص قبل النشر

الحرارة تقتل بهدوء.
لقد شاهدت الكثير من عمليات النشر تفشل بالطريقة الغبية نفسها: يتم تشغيل NAS بشكل جيد، وتبدو وحدة المعالجة المركزية “طبيعية”، وتدور المراوح، ثم - بعد 6 إلى 72 ساعة من تحميل الكتابة الحقيقي - تعمل حجرة محرك أقراص واحدة أكثر سخونة من 8-15 درجة مئوية من جيرانها لأن الهواء يتسلل حول القفص بدلاً من أن يمر من خلاله، وتبدأ مصفوفتك “الموثوقة” في العيش في الوقت الضائع.
هل تريد معرفة ذلك بعد أن تكون قد جمعت 40 وحدة؟

إليك الحقيقة الصعبة التي سأصر عليها: تبريد NAS ليس مشكلة مروحة - إنها مشكلة ضغط + توجيه. خلجان محركات الأقراص المعبأة هي في الأساس جدار من الطوب. إذا لم تجبر تدفق الهواء عبر مكدس محركات الأقراص الصلبة، فأنت تقوم فقط بتحريك الهواء الدافئ داخل صندوق معدني. حتى أن iSTONECASE تقول ذلك بوضوح في تقريرهم الخاص: الضغط الساكن مهم، والفجوات مهمة، وحرارة محركات الأقراص ذات عدد الدورات في الدقيقة المختلطة يمكن أن تطهو الجيران. اقرأ نسختهم الصريحة هنا: تبريد علبة NAS لمصفوفات محركات الأقراص الصلبة عالية الكثافة.

وهذا ليس أكاديميًا. التبريد هو مركز تكلفة قابل للقياس على نطاق واسع: تشير وكالة الطاقة الدولية إلى أن التبريد/التحكم البيئي يمكن أن يكون ~حوالي 71 تيرابايت 6 تيرابايت من إجمالي الاستهلاك في مراكز البيانات فائقة الكفاءة و أكثر من 30% في مرافق المؤسسات الأقل كفاءة, في حين أن تقدير مراكز البيانات في ~حوالي 415 تيرابايت ساعة في عام 2024 (حوالي 1.51 تيرابايت 6 تيرابايت من الكهرباء العالمية). إذا كان الكبار يتعرقون في التبريد فوق رؤوسهم، فيجب أن تكون خزانة NAS الخاصة بك في مكتب دافئ أيضًا. وكالة الطاقة الدولية: الطلب على الطاقة من الذكاء الاصطناعي (مراكز البيانات، حصة التبريد).

ما نختبره بالفعل (وما يفوت معظم الناس)

تختبر معظم الفرق “درجة الحرارة”. أختبر توزيع درجات الحرارة و الزحف الحراري.

• التوزيع: محرك الأقراص الأكثر سخونة مقابل محرك الأقراص الأكثر برودة عبر الخلجان في ظل الحمل الثابت.
• الزحف درجات الحرارة التي تستمر بالارتفاع ساعة بعد ساعة لأن تدفق الهواء هامشي أو معاد تدويره.
• التوجيه: ما إذا كان الهواء يذهب من خلال قفص محرك الأقراص أو يتجاوزه عبر الفجوات والتسريبات الجانبية وفوضى الكابلات.

إذا كنت تشتري هيكلًا يتم تسويقه مع “التحكم الذكي في درجة الحرارة”، فما زلت متشككًا. لا يمكن لوحدة التحكم إصلاح التسرب الجانبي. لا يمكن للمروحة الدفع عبر مسار مسدود. إذا كنت تريد أمثلة على التصاميم الكثيفة التي تتطلب تحكمًا حقيقيًا في تدفق الهواء، انظر إلى تصميم 12 فتحة مع مواضع متعددة للمروحة مثل 12 خليج NAS Case ISC NS12S4 (5×90 مم + 3×120 مم مواضع مروحة ISC NS12S4). الهندسة هي القصة، وليست النسخة التسويقية.

بروتوكول اختبار ما قبل النشر الذي أوقع باسمي عليه

1 قفل شروط الاختبار (أو تكون بياناتك قمامة)

اختر حالة محيطة واحدة ووثقها. أنا بخير مع 22°C (مختبر) ومرور ثانٍ في 30°C (محاكاة الخزانة القبيحة). السجل:

• درجة حرارة اللمبة الجافة المحيطة (درجة مئوية)
• الرطوبة النسبية (%)
• عدد دورات المروحة في الدقيقة (أمامية/متوسطة/خلفية إذا كانت متوفرة)
• طراز محرك الأقراص + عدد الدورات في الدقيقة + السعة (على سبيل المثال، WD Red Pro 7200 دورة في الدقيقة مقابل Seagate Exos)
• تكوين العلبة (عدد الفتحات المملوءة، والفراغات المثبتة، والمرشحات قيد التشغيل/إيقاف التشغيل)

من أجل السلامة البيئية، تسرد البطاقة المرجعية TC 9.9 الصادرة عن الجمعية الأمريكية لمهندسي الطاقة الحرارية (ASHRAE) غلافًا جافًا موصى به 18-27°C للفئات الشائعة، مع توجيه أكثر صرامة للمعدات ذات الكثافة العالية. هذا ليس “إنجيل NAS،” ولكنه اختبار واقعي لما يبدو عليه “الطبيعي” من حيث المعدات. البطاقة المرجعية للإرشادات الحرارية ASHRAE TC 9.9 (2021، تاريخ انتهاء الصلاحية).

2 قم بإجراء اختبار تدفق هواء حقيقي من NAS (وليس فحص الاهتزازات)

طريقتان رخيصتان ورفيعتا الإشارات

A. اختبار توجيه الدخان/الضباب (5 دقائق، قيمة عالية)
أنت تبحث عن تجاوز. إذا تم امتصاص الدخان حول جوانب قفص محرك الأقراص، فلديك فشل في التوجيه. قم بسد الثغرات بألواح/رغوة بسيطة (EPDM، PU، أيًا كان ما يمكنك تكراره) حتى يتم إجبار الدخان على المرور عبر محركات الأقراص.

B. اختبار “الضغط يقول الحقيقة”
إذا كان بإمكانك قياس الضغط التفاضلي (ولو بشكل تقريبي)، فافعل ذلك. مراوح الضغط الساكن مهمة في الأقفاص الكثيفة - مرة أخرى، تستدعي iSTONECASE هذا الأمر صراحةً: لا تعني CFM في الهواء الطلق سوى القليل عندما يكون القفص عبارة عن جدار.

إذا كنت تقيّم هيكلًا عالي الكثافة مزودًا بمراوح منتصف الجدار ذات المبادلة الساخنة (طراز 120×38 مم “12038”)، فهذا دليل على أن الشركة المصنعة تتوقع تقييدًا وتحتاج إلى ضغط. مثال: 4U ISC-SC465B24-L 4U ISC-SC465B24-L مع 3 مراوح 12038 قابلة للتبديل السريع.

3 قم بقياس درجات حرارة المحرك بشكل صحيح

تحتاج إلى طبقتين:

الطبقة 1: تسجيل درجة الحرارة الذكية (كل 60 ثانية)

• اسحب درجات حرارة SMART لكل حجرة قرص وسجلها في ملف CSV.
• تتبع الحد الأدنى / المتوسط / النسبة المئوية 95 / الحد الأقصى لكل محرك أقراص.
• راقب محركات الأقراص التي تكون “جيدة” في وضع الخمول ولكنها ترتفع أثناء الكتابة المستمرة.

الطبقة 2: التحقق الموضعي من الواقع المادي
يمكن أن يتأخر SMART. أضف مسبارًا واحدًا على الأقل من النوع K أو فحص موضعي بالأشعة تحت الحمراء:

• مقدمة محرك الأقراص (جانب المدخل)
• الجزء الخلفي من محرك الأقراص (جانب العادم)
• “خليج المشاكل” التي حددتها SMART

ما يهمني

• سخونة الخليج درجة الحرارة المطلقة
• الدلتا عبر الخلجان (ساخن-بارد منتشر)
• دلتا عبر محرك أقراص واحد (المدخل مقابل العادم)

4 قم بتحميل NAS كما لو كنت تكرهها (اختبار احتراق NAS)

إذا لم تكن تقوم بعملية النقع، فأنت تقوم بالتخمين.

قم بتشغيل 24-48 ساعة عبء العمل المختلط:

• الكتابة المتسلسلة (تسخين أجسام محرك الأقراص)
• القراءة/الكتابة العشوائية (تسخين وحدة التحكم + سلوك اللوحة الخلفية)
• محاكاة إعادة بناء التكافؤ إن أمكن (أسلوب إعادة بناء التكافؤ ZFS resilver / RAID)

تتحدث مادة iSTONECASE الخاصة بالأداء الحراري للنشر الجماعي عن نمط الاحتراق لمدة 24-48 ساعة لأنه يلتقط الزحف الحراري والأعطال الليلية - وهي الأشياء التي تحرج الفرق. التحقق الحراري قبل النشر الشامل (التركيز على الاحتراق).

وإذا كنت ستستعين بمصادر خارجية للتجميع، فسأطلب منك الحصول على أثر قطعة أثرية محترقة (سجلات، خرائط الفتحات والصور). هم خدمات تجميع هيكل الخادم تضع الصفحة هذا حرفيًا في إطار “اختبار وظيفي + امتصاص حراري + خط أساس البرنامج الثابت.” جيد. اجعلها تعاقدية.

5 عتبات النجاح/الإخفاق (نسختي الخاصة بي)

ينشر البائعون نطاقات تشغيل واسعة؛ بينما يعيش المشغلون في نطاقات أضيق. إليك ما كنت سأستخدمه في تحديد النطاقات قبل النشر:

• درجة حرارة الأقراص الصلبة المستهدفة الثابتة: 30-45°C
• خط التحذير الصلب مستدام > 50 درجة مئوية على أي خليج تحت حمولة ثابتة
• اختلال التوازن في الخليج: الفارق من الأكثر حرارة إلى الأكثر برودة > 7 درجات مئوية هو مشكلة توجيه حتى يثبت العكس
• قاعدة الزحف إذا ارتفعت درجات الحرارة > 3 درجات مئوية بين الساعة 2 والساعة 8 عند ثبات عبء العمل، يكون تدفق الهواء هامشيًا (أو معاد تدويره)

لا، هذه الأرقام ليست مقدسة. إنها عملية. فهي تمنعك من شحن هيكل “يعمل من الناحية الفنية” ولكنه يعاقب على بضعة خلجان طوال العام.

أفضل تكوين لمروحة NAS (الأشياء التي يتجادل الناس حولها ثم يخطئون)

من الأمام إلى الخلف مملة. جـيـد.
إذا كان تصميم حالتك يدعم ذلك، استهدف تدفق مستقيم ومقيد:: السحب ← قفص المحرك ← العادم، مع الحد الأدنى من التسرب الجانبي. ثم:

• تفضيل مراوح قادرة على الضغط الساكن للأقفاص الكثيفة (توجد مراوح من فئة 12038 لسبب ما).
• سد الثغرات عديمة الفائدة بحيث يكون للهواء وظيفة واحدة: المرور عبر محركات الأقراص.
• لا تدع الكابلات تمتد عبر المآخذ. الهواء يكره السباغيتي.
• استخدم الفراغات حيث تكون الخلجان فارغة؛ حيث تصبح الخلجان المفتوحة فتحات جانبية.

بالنسبة للإنشاءات الصغيرة، فإن الهيكل المدمج مثل علبة ISC NS4SP T 4-bay NAS 4-bay NAS تميل إلى نهج المروحة الواحدة من فئة 120 مم - وهو أمر جيد، ولكنه يرفع من مستوى التوجيه والتحكم في العوائق.

ما يجب تسجيله (لأن الجدال بدون سجلات هو مجرد غرور)

• درجة حرارة كل محرك أقراص SMART كل 60 ثانية
• عدد دورات المروحة في الدقيقة كل 60 ثانية
• درجة الحرارة المحيطة كل 60 ثانية
• علامات مرحلة عبء العمل (بداية/نهاية الكتابة المتسلسلة، المرحلة العشوائية، محاكاة إعادة البناء)

ثم قم بإنتاج مخطط بياني من صفحة واحدة داخلياً: درجة الحرارة القصوى حسب الخليج + دلتا عبر الخلجان. إذا كنت لا تستطيع تفسير سبب سخونة الخليج #7 دائمًا، فأنت لست مستعدًا.

جدول المقارنة: طرق اختبار تدفق الهواء + درجة الحرارة (ما تلتقطه كل واحدة منها)

الأسئلة الشائعة

كيف يمكنني التحقق من درجة حرارة القرص الصلب على NAS؟
تعني مراقبة درجة حرارة القرص الصلب على NAS قراءة المستشعر الحراري المدمج لكل قرص (عادةً عبر SMART) وتسجيله بمرور الوقت حتى تتمكن من رؤية الحرارة المستمرة والارتفاعات وعدم التوازن بين الأقراص بدلاً من لقطة واحدة. من الناحية العملية، استخدم لوحة معلومات نظام التشغيل NAS أو smartmontools وسجل على فترات زمنية مدتها 60 ثانية أثناء التحميل.

ما هو اختبار تدفق الهواء NAS؟
اختبار تدفق هواء NAS هو إجراء قابل للتكرار يتحقق من توجيه الهواء عبر قفص محرك الأقراص (وليس حوله) باستخدام متتبع بصري (دخان/ضباب)، وفحص عدد دورات المروحة في الدقيقة وبيانات توزيع درجة الحرارة من كل حجرة تحت عبء العمل المستمر. الهدف هو اكتشاف التسريبات الالتفافية والمناطق الميتة والزحف الحراري قبل النشر.

ما هي سمات SMART لدرجة حرارة محرك الأقراص الصلبة الذكية، وما أهميتها؟
سمات SMART لدرجة حرارة محرك الأقراص الصلبة هي حقول القياس عن بُعد التي يكشف عنها نظام تقنية المراقبة الذاتية والتحليل والإبلاغ لمحرك الأقراص الذي يبلغ عن قراءات درجة الحرارة الداخلية وأحيانًا العدادات ذات الصلة، مما يتيح لك تحديد الخلجان التي تعمل بسخونة في ظل الكتابة الحقيقية. وترجع أهميتها إلى أنها مهمة لكل محرك أقراص ومستمرة ورخيصة في التسجيل على نطاق واسع.

ما هو اختبار احتراق NAS، وما هي مدة تشغيله؟
اختبار الاحتراق في NAS هو عبارة عن نقع متحكم فيه لمدة 24-48 ساعة حيث تقوم بتشغيل أحمال عمل مختلطة ومستمرة للإدخال/الإخراج (متتابعة + عشوائية + عشوائية + إجهاد يشبه إعادة البناء) أثناء تسجيل درجات حرارة محرك الأقراص وسلوك المروحة وإشارات الاستقرار للكشف عن الزحف الحراري والأعطال المتقطعة التي تفوت الاختبارات القصيرة. عمليات التشغيل القصيرة مخصصة للعروض التوضيحية؛ أما الاحتراق فهو للشحن.

ما هو أفضل تكوين لمروحة NAS لتبريد حجرة محرك الأقراص؟
إن أفضل تكوين لمروحة NAS هو مسار تدفق مقيد من الأمام إلى الخلف يستخدم مراوح قادرة على الضغط الساكن، وفجوات محكمة الغلق، وفراغات الحجرة لإجبار الهواء على المرور عبر كومة الأقراص الصلبة والحفاظ على انتشار درجة الحرارة من حجرة إلى أخرى منخفضة في ظل الكتابة المستمرة. لا يساعد “المزيد من المراوح” إلا عندما يكون توجيه تدفق الهواء منضبطًا وليس مسربًا.

ما هي درجات حرارة محرك الأقراص “الساخنة جداً” قبل النشر؟
تكون درجات حرارة محرك الأقراص “شديدة السخونة” قبل النشر عندما يدفع الحمل المستمر أي حجرة إلى نطاق حيث تعمل سخونة محرك الأقراص بشكل كبير فوق الحزمة وتستمر في الارتفاع بمرور الوقت، مما يشير إلى تدفق هواء هامشي أو إعادة تدوير. كقاعدة للمشغل، تعامل مع استمرار >50 درجة مئوية أو >7 درجات مئوية في الحجرة على أنه فشل ما قبل النشر حتى يتم إصلاحه.

الإكمال

إذا كنت على وشك شحن أسطول NAS، فلا تكتفِ بـ “إنه جاهز”. قم بإجراء الاختبار. سجل درجات الحرارة. أجبر الهواء على الذهاب إلى حيث يجب أن يذهب.

وإذا كنت تختار الأجهزة، فابدأ بالهيكل الذي يعترف بالحقيقة - أقفاص محرك الأقراص الكثيفة تحتاج إلى الضغط والتوجيه، وليس الاهتزازات. تصفح iSTONECASE إرشادات تبريد NAS عالية الكثافة وقارن بين المدمجة علبة NAS ذات 4 فتحات مقابل كثافة تخطيط هيكل NAS المكون من 12 فتحة قبل أن تلتزم.

أمر أخير - إذا أخبرك أي شخص أن التبريد هو “مجرد مراوح”، فاطلب منه سجلات درجة الحرارة. ثم راقبهم وهم يغيرون الموضوع.

السياق الخارجي الذي استخدمته (لأن الأرقام تتفوق على الآراء): توقعات كهرباء مراكز البيانات الصادرة عن وزارة الطاقة في 20 ديسمبر 2024 (نمو الأحمال و% من الكهرباء في الولايات المتحدة) وتقرير LBNL الأساسي؛ تقديرات وكالة الطاقة الدولية لعام 2024 بشأن كهرباء مراكز البيانات وحصة التبريد؛ إرشادات الغلاف الحراري TC.9.9 الصادرة عن الجمعية الأمريكية لتقييم معايير السلامة والصحة المهنية (ASHRAE). إصدار وزارة الطاقة, تقرير LBNL 2024 PDF, تحليل وكالة الطاقة الدولية, البطاقة المرجعية ASHRAE TC 9.9 PDF.