Как протестировать воздушный поток в корпусе NAS и температуру дисков перед развертыванием

Жара убивает тихо.
Я наблюдал, как слишком много развертываний терпели неудачу одним и тем же глупым способом: NAS загружается нормально, процессор выглядит “нормально”, вентиляторы крутятся, а затем - после 6-72 часов реальной нагрузки при записи - один отсек для дисков становится на 8-15 °C горячее, чем соседние, потому что воздух проникает не через него, а вокруг оболочки, и ваш “надежный” массив начинает жить в долг.
Хотите узнать об этом после того, как наберете 40 единиц?

Вот суровая правда, на которой я буду настаивать: Охлаждение NAS - это не проблема вентилятора, а проблема давления и маршрутизации. Упакованные отсеки для дисков - это, по сути, кирпичная стена. Если вы не создадите воздушный поток через стопку жестких дисков, вы будете просто перемешивать теплый воздух внутри металлической коробки. iSTONECASE даже прямо говорит об этом в своем собственном описании: статическое давление имеет значение, зазоры имеют значение, а тепловые характеристики дисков со смешанной скоростью вращения могут приготовить соседей. Прочитать их прямую версию можно здесь: Охлаждение корпуса NAS для массивов жестких дисков высокой плотности.

И это не академический вопрос. Охлаждение - это ощутимый центр затрат в масштабе: МЭА отмечает, что охлаждение/охрана окружающей среды может быть ~7% общего потребления в эффективных гипермасштабных центрах обработки данных и более 30% на менее эффективных предприятиях, при оценке центров обработки данных в ~415 ТВтч в 2024 году (~1,5% мировой электроэнергии). Если взрослые потеют от охлаждения, то и ваш шкаф NAS в теплом офисе тоже должен потеть. МЭА: спрос на электроэнергию от искусственного интеллекта (центры обработки данных, доля охлаждения).

Что мы на самом деле проверяем (и что большинство людей упускают)

Большинство команд проверяют “температуру”. Я проверяю распределение температуры и термическая ползучесть.

• Распространение: Самый горячий диск против самого холодного диска в разных отсеках при постоянной нагрузке.
• Жуть: температура, которая повышается час за часом из-за недостаточного или рециркуляционного потока воздуха.
• Маршрутизация: идет ли воздух через в клетку диска или в обход ее через зазоры, боковые утечки и путаницу кабелей.

Если вы покупаете шасси с “интеллектуальным контролем температуры”, я все еще скептик. Контроллер не может устранить утечку через байпас. Вентилятор не может протолкнуться через заблокированный канал. Если вам нужны примеры плотной компоновки, требующей реального контроля воздушного потока, посмотрите на 12-отсековую конструкцию с несколькими позициями вентиляторов, например 12-отсечный NAS-корпус ISC NS12S4 (5×90 мм + 3×120 мм вентиляторов). Геометрия - это история, а не маркетинговая копия.

Протокол тестирования перед развертыванием, под которым я бы подписался.

1 Заблокируйте условия тестирования (иначе ваши данные окажутся мусорными)

Выберите одно условие окружающей среды и задокументируйте его. Я не против 22°C (лаборатория) и второй проход на 30°C (Моделирование уродливого шкафа). Журнал:

• Температура сухой лампы окружающей среды (°C)
• Относительная влажность (%)
• Обороты вентилятора (передние/средние/задние, если есть)
• Модель накопителя + число оборотов в минуту + емкость (например, WD Red Pro 7200 об/мин против Seagate Exos)
• Конфигурация корпуса (количество заполненных отсеков, установленные заглушки, включенные/выключенные фильтры)

Для экологической чистоты в справочной карте ASHRAE TC 9.9 указано, что рекомендуемая температура сухого воздуха составляет 18-27°C для обычных классов, с более жесткими рекомендациями для снаряжения повышенной плотности. Это не “Евангелие от NAS”, но это проверка реальности того, как выглядит “норма” в плане снаряжения. Справочная карточка ASHRAE TC 9.9 Thermal Guidelines (2021 г., дата пересмотра).

2 Проведите реальный тест воздушного потока NAS (а не проверку вибрации).

Два дешевых, высокосигнальных метода:

A. Тест на прокладку маршрута в дыму/тумане (5 минут, высокое значение)
Вы ищете обходной канал. Если дым засасывается по бокам корпуса диска, значит, у вас проблемы с маршрутизацией. Уплотните зазоры простыми пластинами/пенопластом (EPDM, PU, что угодно), пока дым не будет вытесняться через диски.

B. Тест “Давление говорит правду”
Если вы можете измерить перепад давления (даже грубо), сделайте это. Вентиляторы статического давления имеют значение в плотных клетках - опять же, iSTONECASE прямо указывает на это: CFM открытого воздуха мало что значит, когда клетка - это стена.

Если вы оцениваете корпуса повышенной плотности с вентиляторами на средней стенке с горячей заменой (120×38 мм “12038”), это признак того, что производитель ожидает ограничения и требует давления. Пример: 4U ISC-SC465B24-L с 3 вентиляторами 12038 с горячей заменой.

3 Правильно измерьте температуру привода

Вам понадобится два слоя:

Уровень 1: SMART-регистрация температуры (каждые 60 с)

• Извлеките температурные показатели SMART для каждого дискового отсека и запишите их в CSV.
• Отслеживайте минимальное / среднее / 95-й процентиль / максимальное значение для каждого диска.
• Следите за дисками, которые работают нормально в режиме ожидания, но при длительной записи их частота возрастает.

Уровень 2: проверка физической реальности
SMART может отставать. Добавьте хотя бы один зонд K-типа или ИК-спектр для точечной проверки:

• передняя часть привода (со стороны впуска)
• задняя часть привода (со стороны выхлопной трубы)
• “Проблемная бухта”, определенная SMART

Что меня волнует:

• Абсолютная температура самого горячего отсека
• Дельта через заливы (горячее-холодное распространение)
• Дельта на одном диске (впуск и выпуск)

4 Нагрузите сетевое хранилище так, как вы его ненавидите (тестирование сетевого хранилища на обжиг)

Если вы не проводите замачивание, вы просто гадаете.

Запустить 24–48 часов смешанная нагрузка:

• Последовательная запись (нагрев корпуса диска)
• случайные чтения/записи (нагрев контроллера + поведение объединительной платы)
• Моделирование восстановления четности, если применимо (стиль ZFS resilver / RAID rebuild)

В собственном термостойком материале iSTONECASE для массового применения говорится о 24-48-часовом режиме приработки, поскольку он позволяет выявить тепловую ползучесть и ночные сбои - то, что ставит команды в неловкое положение. Тепловая проверка перед массовым развертыванием (упор на выгорание).

И если вы заказываете сборку на стороне, я бы потребовал артефакты, связанные с обжигом (журналы, карты щелей, фотографии). Их услуги по сборке серверных шасси Страница буквально описывает это как “функциональный тест + тепловая замачивание + базовая прошивка”. Хорошо. Сделайте это контрактным.

5 Пороги прохождения/непрохождения (моя версия)

Поставщики публикуют широкие рабочие диапазоны, а операторы живут в более узких. Вот что я бы использовал для предварительной настройки:

• Целевая устойчивая температура жесткого диска: 30-45°C
• Жесткая предупредительная линия: Устойчивая температура >50°C в любом отсеке при постоянной нагрузке
• Дисбаланс залива: Разброс температуры от самого жаркого до самого холодного >7°C является проблемой маршрутизации, пока не доказано обратное
• Правило ползучести: если температура повышается на >3°C между 2 и 8 часами при постоянной нагрузке, то поток воздуха незначительный (или рециркуляционный)

Нет, эти цифры не святые. Они практичны. Они не позволяют вам поставить шасси, которое “технически работает”, но наказывает пару отсеков в течение всего года.

Лучшая конфигурация вентиляторов для NAS (о чем люди спорят, а потом ошибаются)

Спереди назад - это скучно. Хорошо.
Если дизайн вашего кейса позволяет это сделать, стремитесь к прямой, ограниченный поток: впуск → приводная клетка → выхлоп, с минимальной боковой утечкой. Затем:

• Предпочтение Вентиляторы, способные выдерживать статическое давление для плотных корпусов (вентиляторы класса 12038 существуют не просто так).
• Заблокируйте бесполезные щели, чтобы у воздуха была только одна задача - пройти через приводы.
• Не позволяйте кабелям перетягиваться через воздухозаборники. Воздух ненавидит спагетти.
• Используйте заглушки, если отсеки пустые; открытые отсеки становятся обходными вентиляционными отверстиями.

Для небольших построек подойдут компактные шасси, такие как Корпус ISC NS4SP T для NAS с 4 отсеками В этой модели используется один вентилятор класса 120 мм - отлично, но это повышает ставки на маршрутизацию и борьбу с препятствиями.

Что записывать в журнал (потому что спорить без журналов - это просто самолюбование)

• Температура SMART на каждом диске каждые 60 секунд
• Число оборотов вентилятора каждые 60 секунд
• Температура окружающей среды каждые 60 секунд
• Маркеры фаз рабочей нагрузки (начало/конец последовательной записи, случайная фаза, симуляция перестройки)

Затем подготовьте одностраничную диаграмму для внутреннего пользования: Максимальная температура по заливам + дельта через заливы. Если вы не можете объяснить, почему отсек #7 всегда горячее, значит, вы еще не готовы.

Сравнительная таблица: методы испытаний на воздушный поток + температуру (что каждый из них определяет)

Вопросы и ответы

Как проверить температуру жесткого диска в сетевом хранилище?
Мониторинг температуры жестких дисков в NAS означает считывание показаний встроенного термодатчика каждого диска (обычно через SMART) и ведение журнала в течение определенного времени, чтобы вы могли видеть устойчивый нагрев, скачки и дисбаланс между отсеками, а не один снимок. На практике используйте панель управления ОС NAS или smartmontools и ведите журнал с 60-секундными интервалами во время нагрузки.

Что такое проверка воздушного потока NAS?
Тестирование воздушного потока в NAS - это повторяющаяся процедура, которая проверяет, проходит ли воздух через дисковый отсек (а не вокруг него), с помощью визуального трассировщика (дым/туман), проверки оборотов вентилятора и данных о распределении температуры в каждом отсеке при длительной нагрузке. Цель - выявить утечки через обходной канал, мертвые зоны и тепловую ползучесть до развертывания.

Что такое атрибуты SMART для температуры жесткого диска и почему они важны?
SMART-атрибуты температуры жесткого диска - это поля телеметрии, выводимые системой технологии самоконтроля, анализа и отчетности накопителя, которые сообщают показания внутренней температуры и иногда связанные с ними счетчики, позволяя количественно определить, какие отсеки нагреваются при реальной записи. Они важны, потому что регистрируются по каждому диску, непрерывно и дешевы в масштабе.

Что такое испытание NAS на приживаемость и как долго оно должно проводиться?
Тестирование при обжиге NAS - это контролируемая выдержка в течение 24-48 часов, в ходе которой выполняется длительная смешанная нагрузка ввода-вывода (последовательная + случайная + похожая на перестройку), при этом регистрируются температура диска, поведение вентилятора и сигналы стабильности, что позволяет выявить тепловую ползучесть и периодические сбои, которые не учитываются при коротких тестах. Короткие тесты предназначены для демонстрации; обжиг - для отправки.

Какова наилучшая конфигурация вентиляторов NAS для охлаждения отсеков накопителей?
Лучшая конфигурация вентиляторов для NAS - это ограниченный поток воздуха от передней панели к задней, в котором используются вентиляторы со статическим давлением, герметичные зазоры и заглушки отсеков, чтобы прогонять воздух через стек жестких дисков и поддерживать низкий разброс температур между отсеками при длительной записи. “Больше вентиляторов” помогает только в том случае, если маршрутизация воздушного потока дисциплинирована, а не негерметична.

Какая температура диска является “слишком горячей” перед развертыванием?
Температура накопителей “слишком горячая” перед развертыванием, когда длительная нагрузка приводит любой отсек в диапазон, в котором температура самого горячего накопителя значительно выше температуры пакета и продолжает расти с течением времени, что указывает на неполноценный воздушный поток или рециркуляцию. Как правило, если разброс температуры в отсеках >50°C или >7°C, то это считается отказом перед развертыванием, пока он не будет устранен.

Завершение

Если вы собираетесь отправлять парк NAS, не соглашайтесь на “он загружается”. Проведите тест. Зафиксируйте температуру. Нагнетайте воздух туда, куда нужно.

И если вы выбираете оборудование, начните с шасси, которые признают правду - плотные корпуса накопителей нуждаются в давлении и маршрутизации, а не в вибрациях. Ознакомьтесь с ассортиментом iSTONECASE Руководство по охлаждению сетевых хранилищ высокой плотности и сравнить компактный Корпус для NAS с 4 отсеками на фоне плотного Компоновка шасси NAS с 12 отсеками перед тем, как взять на себя обязательства.

И последнее: если кто-то скажет вам, что охлаждение - это “просто вентиляторы”, попросите их показать температурные журналы. А потом посмотрите, как они сменят тему.

Я использовал внешний контекст (потому что цифры побеждают мнения): Прогнозы Министерства энергетики на 20 декабря 2024 года по электроэнергии для центров обработки данных (рост нагрузки и % электроэнергии в США) и основополагающий отчет LBNL; оценки МЭА на 2024 год по электроэнергии для центров обработки данных и доле охлаждения; руководство ASHRAE TC 9.9 по тепловым оболочкам. Релиз Министерства энергетики, Отчет LBNL 2024 в формате PDF, Анализ МЭА, Справочная карточка ASHRAE TC 9.9 PDF.