Arrefecimento de caixas NAS: Como manter seguras as matrizes de HDD de alta densidade

A montagem de um NAS com 8, 12, 24 unidades de disco rígido parece ser muito boa no papel.
Na vida real, se não se lidar corretamente com o calor, este transforma-se num corte de energia em câmara lenta.

Este artigo mostra como manter esses conjuntos de HDD de alta densidade seguros, usando cenários do mundo real, regras simples e algumas dicas de hardware em que o equipamento IStoneCase se encaixa naturalmente.

Porque é que o arrefecimento de caixas NAS é importante para matrizes de HDD de alta densidade

Vamos começar com uma imagem rápida.

Transporta um novo NAS de 12 compartimentos para um pequeno escritório.
Preenche-se todas as ranhuras com grandes discos rígidos SATA. Desliza-se a caixa para um espaço apertado caixa de pc para rack de servidor espaço. Fecha-se a porta porque as ventoinhas são “demasiado barulhentas”.

Duas semanas depois:

• As condutas ficam a meio dos 40 °C durante todo o dia.
• Um disco cai do RAID, depois outro durante a reconstrução.
• As cópias de segurança começam a falhar, os utilizadores gritam, o fim de semana foi-se.

Não aconteceu nada de “místico”. Apenas construiu uma pequena sauna para os seus discos.

Alta densidade significa:

• Menos espaço entre unidades.
• Mais watts no mesmo volume.
• Menos espaço para o ar se movimentar efetivamente.

Assim, o arrefecimento de caixas NAS deixa de ser “agradável de ter”. Passa a ser um controlo de risco básico para todo o seu conjunto de armazenamento.

Metas de temperatura segura para HDDs NAS

Não é preciso ter um diploma de física. Só precisa de intervalos de tempo sensatos.

Intervalos de temperatura típicos de HDD num armário NAS

Utilize algo como isto como o seu painel de controlo mental:

Não é necessário entrar em pânico quando um disco atinge 45°C durante uma lavagem.
Deve preocupar-se quando fica ali o dia todo, todos os dias, especialmente num chassis cheio.

Defina os alertas S.M.A.R.T. do seu NAS em torno dessas bandas. Deixe o sistema gritar consigo antes de os discos gritarem.

Noções básicas de fluxo de ar numa caixa de PC NAS ou rack de servidor

Um bom arrefecimento tem sobretudo a ver com caudal de ar, e não fãs de magia.

Pense no ar como se fosse água:

• Quer seguir o caminho mais fácil.
• Odeia cantos afiados e obstáculos aleatórios.
• Se não o forçarmos a atravessar a gaiola da unidade, ele anda à volta.

Fluxo de ar de frente para trás numa caixa de computador Servidor

A maioria das caixas NAS e equipamentos de montagem em bastidor seguem o mesmo padrão:

• Entrada de ar frio pela frente, diretamente através dos HDDs.
• Saída de ar quente pela parte de trás, perto da E/S e da PSU.

Quando se utiliza um caixa de computador servidor ou um general caixa para pc de servidor como um chassis NAS, é melhor copiar esta ideia:

• Ventoinhas de entrada alinhadas com os compartimentos das unidades e não com metal vazio.
• Ventoinhas de exaustão na parte de trás/topo que puxam o ar quente para fora.
• Cabos amarrados, sem bloquear a caixa da unidade como esparguete de cabos.

Se o ar conseguir ver a parte de trás de cada disco, a temperatura comportar-se-á normalmente.
Se o ar “vê” apenas uma confusão de cabos e painéis sólidos, obtém-se pontos quentes.

Problemas comuns de arrefecimento em matrizes de HDD de alta densidade

Vamos abordar os pontos problemáticos que verá repetidamente.

Compartimentos de unidade cheios e pressão estática fraca

Nas construções de NAS de alta densidade, a caixa da unidade é basicamente uma parede de metal e plástico. Necessidades de fluxo de ar pressão estática para perfurar.

Problemas típicos:

• Ventoinhas baratas de baixa pressão que movem o ar em testes de bancada abertos, mas morrem quando encontram uma gaiola de disco cheia.
• Sem cobertura ou condutas, o ar passa pelos lados em vez de passar pelas unidades.
• Unidades com uma distância quase nula entre si, para que o calor não tenha por onde escapar.

Correcções rápidas:

• Utilizar ventiladores classificados para pressão estática, e não apenas CFM elevado.
• Bloqueie as aberturas inúteis com espuma ou placas simples, para que o ar tenha apenas um caminho: através da pilha de HDD.
• Evite misturar aleatoriamente HDDs de 5400 e 7200 RPM; os mais quentes podem cozinhar os vizinhos.

Não é nada de especial. Mas esta ideia de “empurrar o ar através e não à volta” salva matrizes todos os dias.

Armários fechados, divisões quentes e pó

É possível ter um chassis de NAS perfeito e, mesmo assim, não funcionar se o ambiente não for adequado.

Coisas do mundo real que magoam:

• NAS montado no interior de um armário de madeira fechado.
• O equipamento está numa sala de servidores que é basicamente um grande armário sem um verdadeiro corredor frio.
• Os filtros nunca foram limpos, pelo que as ventoinhas funcionam mas o fluxo é estrangulado.

Verificações simples:

• Medir as temperaturas da unidade com a porta do armário aberta ou fechada durante um dia de trabalho completo.
  Se vir +3-5°C com a porta fechada, o espaço é demasiado apertado.
• Sinta o ar no escape traseiro. Se estiver quase à temperatura ambiente, está tudo bem. Se parecer um secador de cabelo, não está bem.
• Limpar os filtros de acordo com um calendário, não “quando me lembro”. O pó é um isolamento silencioso.

Tácticas práticas de arrefecimento com a caixa de PC para servidor correta

A dada altura, atinge-se o limite da fita adesiva e das ventoinhas extra. O próprio chassis tem de o ajudar.

A IStoneCase constrói hardware exatamente neste espaço: Dispositivos NAS, Caso do servidor GPU, caixa para montagem em bastidor, caixa de montagem na parede, Caixa ITX, além de coisas como calha de guia do chassis para uma utilização limpa. Assim, o arrefecimento não é uma nota secundária, mas sim uma parte integrante do design.

Escolha uma caixa de servidor NAS ou ATX que empurre o ar através das unidades

Quando escolhe um chassis NAS ou um caixa do servidor atx para armazenamento, procurar:

• Gaiolas de acionamento diretamente em frente das ventoinhas de entrada.
• Trajetória de fluxo de ar livre da frente para trás, sem curvas estranhas de 90 graus.
• Espaço para ventoinhas de alta pressão estática à frente dos HDDs.
• Profundidade suficiente para impedir que a PSU e a GPU (se houver) roubem todo o ar frio.

No que respeita ao IStoneCase, muitas das nossas caixa de pc para rack de servidor e caixa para pc de servidor os projectos centram-se em:

• Painéis frontais perfurados alinhados com os compartimentos das unidades.
• Paredes de ventoinhas ou suportes de ventoinhas colocados mesmo atrás dos discos.
• Opções para diferentes disposições de ventoinhas (120 / 140 mm) para que possa ajustar o ruído ao fluxo de ar.

Estas coisas parecem pequenas, mas em construções densas decidem se o computador fica a 38°C ou 48°C sob carga.

Também pode utilizar ligações internas como:

• caixa de pc para rack de servidor para bastidores de alta densidade.
• caixa para pc de servidor quando se reutiliza um chassis de servidor geral para funções NAS.
• caixa de computador servidor é criada quando se mistura computação e armazenamento na mesma caixa.
• caixa do servidor atx quando é necessário ter placas ATX normais e caixas de unidades grandes num só chassis.

Todos eles precisam de uma coisa essencial: um fluxo de ar sensato em cada HDD.

Plano de monitorização, alertas e crescimento futuro

O arrefecimento não é uma caixa de verificação única. É um ciclo contínuo.

Fazer isto no mínimo:

• Ativar a monitorização da temperatura S.M.A.R.T. em cada HDD.
• Definir alertas de aviso em torno dos 40 °C, críticos um pouco mais elevados.
• Registar as temperaturas ao longo do tempo para poder ver “adicionámos 4 discos e tudo subiu 5°C”.

Quando se concebe com equipamento IStoneCase ou semelhante:

• Sair um ou dois cais vazios para discos futuros. Preencher 100% de ranhuras no primeiro dia acaba normalmente mal.
• Mantenha pelo menos uma ranhura de ventoinha livre. Desta forma, quando adicionar mais discos ou uma carga de trabalho mais pesada, pode aumentar o arrefecimento sem ter de redesenhar toda a pilha.

Isto parece aborrecido, mas protege o SLA, o tempo de atividade e o seu próprio sono.

Casos de utilização no mundo real: De plataformas de laboratório a racks de centros de dados

Diferentes compradores preocupam-se com coisas diferentes, mas o calor atinge toda a gente.

• Centros de dados / centros de algoritmos se preocupam com a densidade do rack, layouts de corredor quente / corredor frio e térmicas previsíveis. Uma IStoneCase bem concebida caixa para montagem em bastidor cai nesse mundo sem lutar contra o plano de fluxo de ar.
• Empresas de média dimensão e fornecedores de serviços de TI precisa de equipamento que se adapte a bastidores mistos: NAS de reserva, servidores de aplicações, talvez um Caso do servidor GPU para cargas de trabalho de IA. O design consistente do chassis torna a cablagem e o arrefecimento muito mais fáceis.
• Entusiastas da tecnologia e programadores muitas vezes gerem laboratórios domésticos polivalentes. Um compacto Caixa ITX com ventilação inteligente pode ainda alojar uma pilha NAS séria se a conceção do fluxo de ar for correta.

Em todas estas implementações, o arrefecimento incorreto aparece como:

• Erros aleatórios no disco durante as reconstruções.
• Desempenho reduzido quando as unidades ou os controladores aquecem.
• Redução da vida útil do disco rígido, mais RMA, mais paginação nocturna.

Boa refrigeração, além de uma sólida caixa de computador servidor ou chassis NAS, elimina silenciosamente uma grande parte desse risco. Não se vê isso numa folha de especificações. Sente-se no quão aborrecido o armazenamento se torna. O aborrecimento é bom.

Onde o IStoneCase se encaixa no seu roteiro de hardware de armazenamento

A IStoneCase posiciona-se como "O fabricante líder mundial de soluções OEM/ODM para GPU/casa de servidor e chassis de armazenamento", mas há um aspeto muito prático para si:

• É possível especificar um Dispositivo NAS ou caixa de pc para rack de servidor que já pensa no arrefecimento denso do disco rígido.
• Pode pedir ajustes OEM/ODM: suportes de ventoinha diferentes, mais ventilação perto do compartimento da unidade, melhor encaminhamento dos cabos e até disposições de compartimentos diferentes.
• Pode implementar o mesmo chassis em muitos locais, para que o seu manual de arrefecimento seja repetível em vez de ser ajustado manualmente de cada vez.

Não está apenas a comprar metal. Está a comprar menos simulacros de incêndio, menos reuniões do tipo “porque é que o raid caiu” e um comportamento de armazenamento mais previsível.

Obtenha o fluxo de ar correto, escolha um NAS ou caixa do servidor atx que respeita o arrefecimento de HDD de alta densidade, e os seus discos irão provavelmente manter-se nessa janela segura de 30-40°C a maior parte do tempo.

Se o fizer, o seu grande conjunto ficará ali sentado, a fazer o seu trabalho, e não a implorar por atenção todas as tardes quentes.