ОХЛАЖДЕНИЕ СЕРВЕРОВ НАРУЖНЫМ ВОЗДУХОМ В ЦЕНТРЕ ХРАНЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ Российский патент 2018 года по МПК H05K7/20 G06F1/20 

РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] По настоящей заявке испрашивается приоритет на основании

предварительной заявки США №61/800,707, также озаглавленной «Охлаждение наружным воздухом серверов в Центре хранения и обработки данных», поданной 15 марта 2013 года, содержание которой, тем самым, включено в настоящий документ посредством ссылки.

ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] При работе микропроцессора и других интегральных схем в сервере образуется значительное количество тепла, удаляемого из компьютера с помощью компьютерного вентилятора.

[0003] В центре хранения и обработки данных, или в "серверной ферме" могут находиться сотни серверов в стойках, в результате чего образуется большое количество тепла, которое может препятствовать нормальной работе серверов (например, схеме на материнских платах), если не происходит отвод тепла.

[0004] Ввиду указанной причины ряд организаций, обеспечивающих функционирование центров хранения и обработки данных, располагают их в географических регионах с более холодным климатом. Тем не менее, в указанных районах с более холодным климатом могут возникнуть проблемы, характерные для данных районов, заключающиеся в том, что снижение наружной температуры может достичь уровней, при которых происходит снижение скорости движущихся частей, таких как дисководы для жестких дисков в серверах.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] В примерном варианте осуществления настоящего изобретения приведено описание устройства. Устройство представляет собой здание, в котором располагается центр хранения и обработки данных (или серверная ферма). Здание включает шахтную вентиляционную конструкцию, соединяющуюся с внешней средой, и один или несколько корпусов, соединенных с полом и шахтной конструкцией. В каждом корпусе размещены одна или несколько стоек, на которых установлено несколько серверов, и каждый из серверов снабжен компьютерным вентилятором с регулируемой скоростью вращения или изменением направления вращения. Здание также включает один или несколько фильтров, расположенных между одним или несколькими корпусами и внешней средой, и одну или несколько стенок, предназначенных для размещения между одним или несколькими фильтрами и внешней средой.

[0006] В другом примерном варианте осуществления настоящего изобретения приведено описание устройства. Устройство представляет собой здание, в котором располагается центр хранения и обработки данных (или серверная ферма). Здание включает чердачное помещение, соединенное с полом. Чердачное помещение включает шахтную вентиляционную конструкцию, соединяющуюся с внешней средой. Здание также включает один или несколько корпусов, соединенных с полом. Чердачное помещение включает нижнюю поверхность, соединенную с одним или несколькими корпусами. В каждом корпусе размещены одна или несколько стоек, на которых установлено несколько серверов, и каждый из серверов снабжен компьютерным вентилятором с регулируемой скоростью вращения или изменением направления вращения. Здание также включает один или несколько фильтров, расположенных между одним или несколькими корпусами и внешней средой, и одну или несколько стенок, предназначенных для размещения между одним или несколькими фильтрами и внешней средой.

[0007] Другой примерный вариант осуществления настоящего изобретения также включает способ. В соответствии со способом определяется географический регион, в котором скорость изменения температуры окружающей среды за период времени является относительно небольшим. Далее, в определенном географическом регионе возводится здание. Здание включает шахтную вентиляционную конструкцию, соединяющуюся с внешней средой, и один или несколько корпусов, соединенных с полом и шахтной конструкцией. В каждом корпусе размещены одна или несколько стоек, на которых установлено несколько серверов, и каждый из серверов снабжен компьютерным вентилятором с регулируемой скоростью вращения или изменением направления вращения. Здание также включает один или несколько фильтров, расположенных между одним или несколькими корпусами и внешней средой, и одну или несколько стенок, предназначенных для размещения между одним или несколькими фильтрами и внешней средой.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0008] Фиг. 1 - внешний вид здания, в котором находятся серверы для центра хранения и обработки данных (или серверной фермы).

[0009] Фиг. 2 - другой внешний вид здания, в котором находятся серверы для центра хранения и обработки данных.

[0010] Фиг. 3 - внутренний вид здания, в котором находятся серверы для центра хранения и обработки данных.

[0011] Фиг. 4 - внешний вид корпуса для серверов в здании для центра хранения и обработки данных.

[0012] Фиг. 5А - схема, иллюстрирующая внутренний вид здания, в котором находятся серверы для центра хранения и обработки данных в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0013] Фиг. 5В и 5С - схемы, иллюстрирующие регулируемые компьютерные вентиляторы в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0014] Фиг. 5D - схема, иллюстрирующая внутренний вид корпуса для серверов в здании для центра хранения и обработки данных в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0015] Фиг. 5Е - схема, иллюстрирующая внутренний вид здания, в котором находятся серверы для центра хранения и обработки данных, в соответствии с другим примерным вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0016] Фиг. 5F - схема, иллюстрирующая внутренний вид здания, в котором находятся серверы для центра хранения и обработки данных, в соответствии с другим примерным вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0017] Фиг. 6А - схема, иллюстрирующая направление воздушных потоков в здании, в котором находятся серверы для центра хранения и обработки данных, в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0018] Фиг. 6В - схема, иллюстрирующая направление воздушных потоков в здании, в котором находятся серверы для центра хранения и обработки данных в соответствии с другим примерным вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0019] Фиг. 7 - блок-схема, иллюстрирующая способ охлаждения наружным воздухом серверов в центре хранения и обработки данных в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0020] В нижеизложенном описании приведены различные конкретные детали для обеспечения полного понимания примерных вариантов осуществления настоящего изобретения. Тем не менее, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что примерные варианты настоящего изобретения могут быть осуществлены без некоторых из указанных конкретных деталей. В иных случаях не было приведено подробное описание технологических операций и деталей реализации, если они уже хорошо известны.

[0021] На Фиг. 1 представлен внешний вид здания, в котором находятся серверы (например, серверы для центра хранения и обработки данных (или серверной фермы)). Как показано на указанном рисунке, здание 101 может включать шахтную (или трубную) конструкцию 102 с окнами 103. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения окна 103 могут иметь сетки или жалюзи, которые защищают внутреннюю часть здания 101 от таких предметов, как частицы внешней среды (включая влагу) и (или) мусор (например, листья, траву, грязь, песок и т.д.). Следует понимать, что шахтная вентиляционная конструкция 102 обеспечивает перемещение относительно теплого воздуха (например, воздуха, который был нагрет серверами в центре хранения и обработки данных) из здания 101 во внешнюю среду, за счет использования эффекта тяги или самотяги. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения площадь пола здания 101 может составлять приблизительно 80 футов на приблизительно 150 футов, и высота здания от пола до верхней части шахтной вентиляционной конструкции 102 может составлять приблизительно 33 фута. Как также показано на Фиг. 1, административный персонал может иметь доступ к серверам внутри центра хранения и обработки данных через дверь в здании 101.

[0022] На Фиг. 2 представлен другой внешний вид здания, в котором находятся серверы для центра хранения и обработки данных. Как показано на указанном рисунке, здание 101 может включать несколько смесительных камер, например смесительную камеру 201, которая обеспечивает перемещение относительно холодного воздуха (например, воздуха, который не был нагрет серверами в центре хранения и обработки данных) из внешней среды в здание 101. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения смесительная камера 201 может иметь сетки или жалюзи, которые защищают внутреннюю часть здания 101 от таких предметов, как частицы внешней среды (включая влагу) и (или) мусор (например, листья, траву, грязь, песок и т.д.). Следует понимать, что, как показано на Фиг. 2, относительно холодный воздух (а) может поступать в здание 101 через смесительную камеру 201, (b) нагреваться серверами внутри здания 101, и (с) покидать здание 101 через окно 103 в шахте 102.

[0023] На Фиг. 3 представлен внутренний вид здания, в котором находятся серверы для центра хранения и обработки данных. Как показано на указанном рисунке, смесительная камера 201 представляет собой смесительную камеру, рассматриваемую скорее с внутренней части здания, чем с внешней части здания, как показано на предыдущем рисунке. Смесительная камера 201 может включать вентилятор 301 и дверь 302 и иметь размеры приблизительно 5 футов в длину на приблизительно 15 футов в ширину и приблизительно 12 футов в высоту. Дверь 302 позволяет административному персоналу входить в смесительную камеру 201, например, для замены или регулировки сетки или жалюзи. Вентилятор 301 может быть использован, чтобы полностью или частично препятствовать падению давления воздуха в результате работы смесительной камеры 201. Следует понимать, что падение давления воздуха может произойти в результате потери напора воздуха на трение при поступлении воздуха в ограниченное пространство, такое как смесительная камера 201.

[0024] Как объяснено в одновременно находящейся на рассмотрении заявке США того же заявителя №2011/0009047, озаглавленной integrated Building Based Air Handler for Server Farm Cooling System», поданной 9 июля 2009 г. Noteboom and Robinson (именуемые в дальнейшем как "Noteboom"), смесительная камера 201 может быть использована для нагревания относительно холодного воздуха, поступающего из внешней среды (например, 35 градусов по Фаренгейту), путем смешивания его с воздухом, нагретым серверами в здании и рециркулируемым в смесительную камеру за счет использования, например, заслонок. Такое нагревание может быть использовано для достижения требуемой однородной температуры для воздуха, окружающего серверы, например, в диапазоне приблизительно 65-95 градусов по Фаренгейту, при этом 85 градусов по Фаренгейту является номинальной температурой. Следует понимать, что такая требуемая однородная температура способствует повышению работоспособности серверов (например, считывание данных и запись данных на накопитель на жестких дисках) и (или) продлению срока службы серверов (например, способствует снижению повреждений соединений на материнской плате). В соответствии с альтернативным сценарием смесительная камера 201 может включать испарительный охладитель (например, с испарительной средой, такой как стекловолоконный мат в воде), который используется для охлаждения (например, используя адиабатическое охлаждение) относительно теплого воздуха, поступающего из внешней среды (например, выше 85 градусов по Фаренгейту) до требуемой однородной температуры, например, в диапазоне приблизительно 65-95 градусов по Фаренгейту, при этом 85 градусов по Фаренгейту является номинальной температурой.

[0025] На Фиг. 3 также показан корпус 303 для серверов с дверью 304, которая позволяет администраторам входить в корпус и проводить техническое обслуживание или замену серверов, например, в стойках внутри корпуса. На Фиг. 4 также показан корпус 303 и дверь 304. Следует понимать, что пол 402 здания служит опорой для корпуса 303, но при этом приподнят над полом 402 (например, цементным полом), что позволяет воздуху (например, воздуху, вытягиваемому вентилятором из смесительной камеры) достичь серверов, находящихся в стойках в корпусе 303. На Фиг. 4 также показан потолок 401, который плотно соединен с корпусом 303, например, для предотвращения выхода воздуха, который был нагрет серверами и который направляют в вентиляционную шахту здания, например, с помощью компьютерных вентиляторов в серверах. Следует понимать, что потолок 401 создает замкнутое чердачное пространство в здании над корпусами, например, над корпусом 303.

[0026] На Фиг. 5А представлена схема, показывающая внутренний вид здания, в котором находятся серверы для центра хранения и обработки данных в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на указанном рисунке, здание включает крышу 501 и шахтную (или трубную) конструкцию 502а, через которую воздух из здания может поступать во внешнюю среду. Здание также включает корпуса для серверов, например, корпус 503, который включает стойку серверов (например, сверхкомпактных серверов). Каждый сервер, например, сервер 504, включает (а) один или несколько процессоров (например, микропроцессор), таких как процессор 505 и (b) один или несколько (например, 1, 2 или 3) компьютерных вентиляторов, например, компьютерный вентилятор 506, регулируемый по включению, скорости вращения, направлению вращения и т.д. Пол 511 здания служит опорой для корпуса 503 и соединяется с шахтной вентиляционной конструкции 502а. Шахтная вентиляционная конструкция 502а включает заслонку 509, которая может быть использована для улавливания относительно теплого воздуха, поступающего из серверов, расположенных в корпусе 503, в шахтную вентиляционную конструкцию 502а.

[0027] Как также показано на Фиг. 5А, фильтр 507 (например, воздушный фильтр и (или) сетчатый фильтр) защищает внутреннюю часть здания от таких предметов, как частицы внешней среды (включая влагу) и (или) мусор (например, листья, траву, грязь, песок и т.д.). Подъемная стенка 510 может быть использована для предотвращения поступления воздуха из внешней среды, например, воздуха, который является относительно холодным по сравнению с воздухом в здании. Подъемная стенка 510 также может быть использована для защиты от ветра, влаги, мусора и (или) других вредных воздействий окружающей среды, от которых полностью не защищает фильтр 507. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения управление подъемной стенкой 510 может осуществляться вручную или с помощью автоматического устройства.

[0028] На Фиг. 5А также показан контроллер 508, который может регулировать работу компьютерного вентилятора 506, заслонки 509, и (или) подъемной стенки 510 в примерном варианте осуществления настоящего изобретения. Контроллер 508 может включать компьютерное устройство с программным обеспечением, программами ПЗУ и (или) аппаратными средствами (например, микропроцессором и энергонезависимыми запоминающими устройствами и (или) постоянной энергонезависимой памятью), соединенное с одним или несколькими датчиками (например, датчиком, который измеряет температуру, влажность, давление воздуха, уровень содержания веществ в виде частиц и т.д.). В примерном сценарии контроллер 508 может определить, что произошло повышение температуры воздуха, окружающего серверы, со скоростью, превышающей максимальную допустимую скорость изменения в направлении повышения, установленную производителем серверов, например, на девять градусов по Фаренгейту в течение одного часа. Таким образом, контроллер 508 способен обеспечить работу компьютерных вентиляторов в серверах (например, компьютерного вентилятора 506) с более высокой скоростью вращения (например, путем подачи команды, передаваемой по проводам или беспроводным способом). В другом примерном варианте осуществления настоящего изобретения контроллер 508 может быть компонентом сервера 504 и (или) его компьютерного вентилятора 506, а не являться внешним контроллером сервера 504, показанным на Фиг. 5А. В другом случае контроллер 508 позволяет исключить возможность повышения температуры, открывая заслонку 509 или поднимая одну или несколько подъемных стенок (например, подъемную стенку 510), например, путем подачи команды, передаваемой по проводам или беспроводным способом.

[0029] В другом примерном сценарии контроллер 508 может определить, что произошло снижение температуры воздуха, окружающего серверы, со скоростью, превышающей максимальную допустимую скорость изменения в направлении снижения, установленную производителем серверов, например, на девять градусов по Фаренгейту в течение одного часа. Таким образом, контроллер 508 может обеспечить работу компьютерных вентиляторов в серверах (например, компьютерного вентилятора 506) с вращением в обратном направлении, позволяющим уменьшить поток теплого воздуха, поступающего из серверов (например, из сервера 504) в шахтную вентиляционную конструкцию 502а (например, путем подачи команды, передаваемой по проводам или беспроводным способом). В другом примерном варианте осуществления настоящего изобретения контроллер 508 может быть компонентом сервера 504 и (или) его компьютерного вентилятора 506, а не являться внешним контроллером сервера 504, как показано на Фиг. 5А. С другой стороны, контроллер 508 позволяет устранить понижение температуры, закрывая заслонку 509 или опуская подъемные стенки (например, подъемную стенку 510), (например, путем подачи команды, передаваемой по проводам или беспроводным способом).

[0030] Следует понимать, что здание, показанное на Фиг. 5А, не включает смесительную камеру, как описывалось выше. Это создает экономические преимущества как на этапе строительства здания (например, исключаются строительные расходы на создание смесительной камеры), так и в течение всего срока службы здания (например, исключаются текущие эксплуатационные расходы/расходы на техническое обслуживание вентилятора смесительной камеры, в здании можно разместить большее количество серверов и т.д.).

[0031] Также следует понимать, что здание, показанное на Фиг. 5А, не позволяет поддерживать однородную температуру воздуха, окружающего серверы в центре хранения и обработки данных. Вместо этого контроллер 508 обеспечивает мониторинг того, произошло ли снижение (или повышение) температуры воздуха, окружающего серверы, со скоростью, превышающей максимальную допустимую скорость изменения в направлении снижения (или повышения), установленную производителем серверов, например, на девять градусов по Фаренгейту в течение одного часа. Как более подробно описывалось выше, вероятность такого температурного изменения может быть снижена за счет соответствующего выбора географического региона для строительства здания. Во многих случаях географические регионы, находящиеся в относительно более холодном климате, не могут являться приемлемым выбором.

[0032] На Фиг. 5В и 5С представлены схемы, показывающие регулируемые компьютерные вентиляторы в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 5В и 5С, сервер 504 (например, сверхкомпактный сервер) включает два компьютерных вентилятора (например, компьютерный вентилятор 506) и процессор 504 (например, микропроцессор), который вырабатывает тепло в процессе работы. Направление (например, лопасти, вращающиеся против часовой стрелки) компьютерного вентилятора 506 на Фиг. 5В обеспечивает отвод относительно более теплого воздуха, нагретого в результате контакта с работающим процессором 505, из сервера 504, например, в шахтную вентиляционную конструкцию, описанную выше со ссылкой на Фиг. 5А. Следует понимать, что охлаждающий эффект, проиллюстрированный на Фиг. 5В, может также быть достигнут путем повышения скорости компьютерных вентиляторов или путем открывания заслонки между сервером и шахтной вентиляционной конструкции.

[0033] Как показано на Фиг. 5С, направление (например, лопасти, вращающиеся по часовой стрелки) компьютерного вентилятора 506 обеспечивает приток (или нагнетание) относительно более теплого воздуха, нагретого в результате контакта с работающим процессором 505, к компьютерному вентилятору 504, например, из шахтной вентиляционной конструкции, описанной выше со ссылкой на Фиг. 5А. Следует понимать, что эффект нагрева, проиллюстрированный на Фиг. 5С, может также быть достигнут за счет отключения компьютерных вентиляторов или опускания заслонки между сервером и шахтной вентиляционной конструкцией.

[0034] На Фиг. 5D представлена схема, показывающая внутренний вид двух корпусов для серверов в здании, предназначенном для центра хранения и обработки данных в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. Точка обзора на указанном рисунке находится выше верхней части корпусов (например, корпуса 503). Каждый сервер (например, сервер 504), проиллюстрированный на рисунке, является верхним сервером на стойке для серверов. Таким образом, под каждым из проиллюстрированных на рисунке серверов расположено множество других серверов (например, двенадцать сверхкомпактных серверов) в стойке. Следует понимать, что из всех серверов выдувается относительно теплый воздух (например, воздух, нагретый процессором) в шахтную вентиляционную конструкцию 502а. Дверь 511 позволяет административному персоналу входить в пространство между двумя корпусами (например, в нижнюю часть шахтной вентиляционной конструкции 502а).

[0035] На Фиг. 5Е представлена схема, показывающая внутренний вид здания, в котором находятся серверы для центра хранения и обработки данных в соответствии с другим примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. Как проиллюстрировано на указанном рисунке, здание включает крышу и шахтную (или трубную) конструкцию 502b, через которую воздух, выходящий из здания, может поступать во внешнюю среду. Здание также включает корпуса для серверов, например, корпус 503 (показан пунктирными линиями), который включает две стойки серверов (например, сверхкомпактных серверов), расположенные на расстоянии друг от друга таким образом, чтобы административный персонал имел доступ к серверам. Пол здания служит опорой для корпуса 503, который соединяется с шахтной вентиляционной конструкцией 502b через отверстие в потолке 513. Следует понимать, что потолок 513 создает чердачное пространство с шахтной вентиляционной конструкцией 502b, например, аналогичное пространству чердачного помещения, описанного Noteboom. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения корпус 503 может служить опорной конструкцией для других компонентов здания, включая потолок 513, пространство чердачного помещения, шахтную вентиляционную конструкцию 502b, крышу и т.д. Следует также понимать, что воздух, нагретый серверами, может подняться в пространство чердачного помещения до выхода во внешнюю среду через шахтную вентиляционную конструкцию 502b.

[0036] Как также показано на Фиг. 5Е, фильтр 507 (например, воздушный фильтр и (или) сетчатый фильтр) защищает внутреннюю часть здания от таких предметов, как частицы внешней среды (включая влагу) и (или) мусор (например, листья, траву, грязь, песок и т.д.). Подъемная стенка 510 может быть использована для предотвращения поступления воздуха из внешней среды, например, воздуха, который является относительно теплым или относительно холодным по сравнению с воздухом в здании. Подъемная стенка 510 также может быть использована для защиты от ветра, влаги, мусора и (или) других вредных воздействий окружающей среды, от которых полностью не защищает фильтр 507. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения управление подъемной стенкой 510 может осуществляться вручную или с помощью автоматического устройства. Контроллер, например контроллер, описанный выше, может быть использован для регулирования работой компьютерных вентиляторов и подъемной стенки 510 в примерном варианте осуществления настоящего изобретения.

[0037] На Фиг. 5F представлена схема, показывающая внутренний вид здания, в котором находятся серверы для центра хранения и обработки данных в соответствии с другим примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. Как проиллюстрировано на указанном рисунке, здание включает крышу 501 и шахтную (или трубную) конструкцию 502а, через которую воздух из здания может поступать во внешнюю среду. Здание также включает корпуса для серверов, например, корпус 503, который включает стойку серверов (например, сверхкомпактных серверов). Каждый сервер, например, сервер 504, включает (а) один или несколько процессоров (например, микропроцессор) и (b) один или несколько (например, 1, 2 или 3) компьютерных вентиляторов, например, компьютерный вентилятор 506, который может быть регулируемым по включению, скорости вращения, направлению вращения и т.д. Потолок 511 здания может служить опорой для корпуса 503, который соединяется с шахтной вентиляционной конструкцией 502а. Шахтная вентиляционная конструкция 502а включает вентилятор 515, который может быть (а) регулируемым по включению, скорости вращения, направлению вращения и т.д, и (b) использоваться для втягивания (или нагнетания) теплого воздуха, выходящего из серверов в корпус 503, в шахтную вентиляционную конструкцию 502а.

[0038] Как также показано на Фиг. 5F, фильтр 507 (например, воздушный фильтр и (или) сетчатый фильтр) защищает внутреннюю часть здания от таких предметов, как частицы внешней среды (включая влагу) и (или) мусор (например, листья, траву, грязь, песок и т.д.). Жалюзийная стенка 514 может быть использована для предотвращения поступления воздуха из внешней среды, например, воздуха, который является относительно теплым или относительно холодным по сравнению с воздухом в здании. Жалюзийная стенка 514 также может быть использована для защиты от ветра, влаги, мусора и или других вредных воздействий окружающей среды, от которых полностью не защищает фильтр 507. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения управление жалюзийной стенкой 514 может осуществляться вручную или с помощью автоматического устройства. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения жалюзийная стенка 514 может включать жалюзи, размер и расстояние между которыми (например, жалюзийная стенка с относительно большим количеством оконных решеток) были выбраны таким образом, чтобы снизить падение давления воздуха в результате наличия жалюзийной стенки 514.

[0039] На Фиг. 5F также показан контроллер 508, который обеспечивает управление работой компьютерного вентилятора 506, вентилятора 515, и (или) жалюзи в жалюзийной стенке 514 в примерном варианте осуществления настоящего изобретения. Контроллер 508 может включать компьютерное устройство с программным обеспечением, программами ПЗУ, и (или) аппаратными средствами (например, микропроцессором и энергонезависимым запоминающим устройством и (или) постоянной энергонезависимой памятью), соединенное с одним или несколькими датчиками (например, датчиком, который измеряет температуру, влажность, давление воздуха, уровень содержания твердых частиц и т.д.). В примерном сценарии контроллер 508 способен определить, что произошло снижение (или повышение) температуры воздуха, окружающего серверы, со скоростью, превышающей максимальную допустимую скорость изменения в направлении снижения (или) повышения, установленную производителем серверов, например, на девять градусов по Фаренгейту в течение одного часа. Таким образом, контроллер 508 может обеспечить работу компьютерных вентиляторов в серверах (например, компьютерного вентилятора 506) с более высокой скоростью вращения (например, путем подачи команды, передаваемой по проводам или беспроводным способом). В другом примерном варианте осуществления настоящего изобретения контроллер 508 может быть компонентом сервера 504 и (или) его компьютерного вентилятора 506, а не внешним контроллером сервера 504, как показано на Фиг. 5F. В другом случае контроллер 508 позволяет исключить возможность повышения температуры путем включения вентилятора 515 (например, путем подачи команды, передаваемой по проводам или беспроводным способом) или путем открывания (например, путем подачи команды, передаваемой по проводам или беспроводным способом) жалюзи на одной или нескольких жалюзийных стенках (например, жалюзийной стенке 514). Следует понимать, что вентилятор 515 обеспечит дополнительный отвод тепла вентиляторами серверов в том случае, когда произошло повышение температуры воздуха, окружающего серверы, со скоростью, превышающей максимальную допустимую скорость изменения в направлении повышения, установленную производителем серверов, например, на девять градусов по Фаренгейту в течение одного часа.

[0040] В другом примерном сценарии контроллер 508 позволяет определить, что произошло снижение температуры воздуха, окружающего серверы, со скоростью, превышающей максимальную допустимую скорость изменения в направлении снижения, установленную производителем серверов, например, на девять градусов по Фаренгейту в течение одного часа. Таким образом, контроллер 508 может обеспечить работу компьютерных вентиляторов в серверах (например, компьютерного вентилятора 506) с вращением в обратном направлении, позволяющим уменьшить поток теплого воздуха, поступающего из серверов в шахтную вентиляционную конструкцию 502а (например, путем подачи команды, передаваемой по проводам или беспроводным способом). В другом примерном варианте осуществления настоящего изобретения контроллер 508 может быть компонентом сервера 504 и (или) его компьютерного вентилятора 506, а не внешним контроллером сервера 504, как показано на Фиг. 5F. В другом случае контроллер 508 позволяет устранить снижение температуры путем отключения вентилятора 515 (например, путем подачи команды, передаваемой по проводам или беспроводным способом) или путем закрывания (например, путем подачи команды, передаваемой по проводам или беспроводным способом) жалюзи на одной или нескольких жалюзийных стенках (например, жалюзийной стенке 514).

[0041] В другом примерном сценарии контроллер 508 способен определить существенное изменение (например, увеличение) количества твердых частиц в фильтре 507 (например, в соответствии с измерениями датчика в фильтре 507) в течение периода времени (например, одного часа) в результате лесного пожара или пыльной бури. Таким образом, контроллер 508 может включить вентилятор 515 для увеличения потока воздуха и вытягивания (или выталкивания) воздуха из серверов в шахтную вентиляционную конструкцию 502а.

[0042] На Фиг. 6А представлена схема, иллюстрирующая потоки воздуха в здании, в котором находятся серверы для центра хранения и обработки данных в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. Как представлено на указанном рисунке, воздух поступает из внешней среды за пределами здания через фильтр 507 (например, воздушный фильтр и (или) сетчатый фильтр) в корпус, который включает стойку серверов (например, сверхкомпактных серверов). Воздух нагревается каждым из серверов (например, процессорами сервера или другими интегральными схемами) и вытягивается (или нагнетается) компьютерными вентиляторами серверов (например, компьютерным вентилятором 506) в шахтную вентиляционную конструкцию 502а. Затем нагретый воздух снова поступает во внешнюю среду через окна, имеющиеся в верхней части шахтной вентиляционной конструкции 502а. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения вся шахтная вентиляционная конструкция или ее часть (например, верхняя часть) 502а могут быть выполнены из материалов, которые нагревают шахтную вентиляционную конструкцию 502а (например, из бетона) и усиливают ее эффект тяги. Либо вся шахтная вентиляционная конструкция 502а, либо ее часть (например, верхняя часть) могут включать компоненты, такие как зеркала, которые нагревают шахтную вентиляционную конструкцию 502а (например, бетон) и усиливают ее эффекта тяги. Аналогичным образом, длина шахтной вентиляционной конструкции 502а может быть увеличена с целью повышения ее эффекта тяги в примерном варианте осуществления настоящего изобретения.

[0043] На Фиг. 6В представлена схема, показывающая потоки воздуха в здании, в котором находятся серверы для центра хранения и обработки данных в соответствии с другим примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. Как представлено на указанном рисунке, воздух поступает из внешней среды снаружи здания через жалюзийную стенку 514 и фильтр 507 (например, воздушный фильтр и (или) сетчатый фильтр) в корпус, который включает стойку серверов (например, сверхкомпактных серверов). Воздух нагревается каждым из серверов (например, процессорами сервера или другими интегральными схемами) и вытягивается (или выталкивается) компьютерными вентиляторами серверов (например, компьютерным вентилятором 506) из шахтной вентиляционной конструкции 502а. Следует понимать, что такой поток воздуха может быть использован для обогрева серверов, например, в случае существенного снижения температуры воздуха, окружающего серверы, в течение непродолжительного периода времени.

[0044] На Фиг. 7 представлена блок-схема, иллюстрирующая процесс охлаждения наружным воздухом серверов в центре хранения и обработки данных в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. На стадии 701 процесса организация (например, организация, располагающая информационно-поисковой системой, социальной сетью, Интернет-магазином и т.д.), планирующая создание центра хранения и обработки данных, определяет географический регион, в котором изменение температуры внешней среды за период времени является относительно незначительным по сравнению с другими географическими регионами (например, приблизительно на девять градусов по Фаренгейту за один час). Как указывалось выше, такой географический регион может находиться в холодном климате. Далее на стадии 702 процесса организация возводит (или строит) здание в определенном географическом регионе, при этом здание может включать: (а) шахтную вентиляционную конструкцию, соединяющуюся с внешней средой; (b) несколько корпусов, установленных на полу, выступающем в качестве опоры, при этом каждый корпус включает одну или несколько серверных стоек с размещенными на них серверами, при этом каждый сервер снабжен компьютерным вентилятором, регулируемым по включению, скорости вращения, направлению вращения и т.д.; (с) несколько фильтров (например, воздушные фильтры и (или) сетчатые фильтры) между корпусами и внешней средой; и (d) стенки (например, подъемные и жалюзийные) между фильтрами и окружающей средой. В альтернативных примерах осуществления настоящего изобретения здание, возводимое на этапе 702, может включать один или несколько других элементов, приведенных выше в описании настоящего изобретения, например, заслонку в шахтной вентиляционной конструкции, вентилятор в шахтной вентиляционной конструкции, чердачное пространство и т.д.

[0045] Учитывая вышеприведенные примерные варианты осуществления настоящего изобретения, следует понимать, что в примерных вариантах осуществления настоящего изобретения могут использоваться различные компьютерно-реализуемые операции, включая сохранение данных в компьютерных системах. Указанные операции представляют собой операции, для которых требуется проведение физических операций с физическими величинами. Как правило, однако не обязательно, указанные количества принимают форму электрических или магнитных сигналов, которые можно сохранять, передавать, комбинировать, сравнивать или которыми можно манипулировать иным образом. Кроме того, выполняемые манипуляции обычно относятся к таким понятиям, как создание, идентификация, определение или сравнение.

[0046] Любые из указанных операций могут представлять собой практически используемые машинные операции. Примерные варианты осуществления настоящего изобретения также могут включать устройство или оборудование для выполнения таких операций. Устройство может быть специально сконструировано для необходимых целей, либо может представлять собой компьютер общего назначения, выборочно управляемый или сконфигурированный компьютерной программой, хранящейся в компьютере, в частности, различные компьютеры общего назначения могут использоваться с компьютерными программами, написанными в соответствии с изложенными в настоящем описании идеями изобретения.

[0047] Примерные варианты осуществления настоящего изобретения также могут включать машиночитаемый код на машиночитаемом носителе. Машиночитаемый носитель представляет собой любое устройство хранения данных, способное обеспечить хранение данных, которые в последующем могут быть считаны компьютерной системой. Примеры машиночитаемого носителя включают накопители на жестких дисках, сетевое устройство хранения данных (NAS), постоянное запоминающее устройство, запоминающее устройство с произвольной выборкой, CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD, флэш-память, магнитные ленты и иные оптические и неоптические устройства хранения данных. Машиночитаемый носитель также может быть распределен по сети, соединенной с компьютерной системой в целях обеспечения распределенного хранения и выполнения машиночитаемого кода.

[0048] Несмотря на приведенное детальное описание примерных вариантов осуществления настоящего изобретения в целях наглядности понимания, очевидно, что в него могут быть внесены определенные изменения, не выходящие за пределы объема нижеприведенной формулы настоящего изобретения. Таким образом, примерные варианты осуществления настоящего изобретения рассматриваются как иллюстративные, а не ограничивающие, и изобретения не ограничиваются приведенными в данной заявке деталями, и в них могут быть внесены изменения в пределах объема и эквивалентов нижеприведенной формулы изобретения. В нижеприведенной формуле элементы и (или) этапы не подразумевают какой-либо конкретный порядок операций, за исключением тех случаев, когда это однозначно указано в формуле изобретения или неявным образом требуется в соответствии с раскрытием изобретения.

Изобретение относится к устройству, представляющему собой здание, предназначенное для центра хранения и обработки данных (или серверной фермы). Технический результат – поддержание однородной температуры воздуха, окружающего сервера, для повышения работоспособности серверов и продления срока их службы за счет снижения повреждений соединений на материнской плате. Достигается тем, что здание включает шахтную вентиляционную конструкцию, соединяющуюся с внешней средой, и один или несколько корпусов, соединенных с полом и шахтной вентиляционной конструкцией. Каждый из корпусов включает одну или несколько стоек, на которых размещено несколько серверов, и каждый из серверов включает компьютерный вентилятор с регулируемой скоростью вращения или изменением направления вращения. Здание также включает один или несколько фильтров, расположенных между одним или несколькими корпусами и внешней средой, и одну или несколько стенок, предназначенных для размещения между одним или несколькими фильтрами и внешней средой. 5 н. и 4 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Устройство, включающее:

шахтную вентиляционную конструкцию, соединяющуюся с внешней средой,

один или несколько корпусов, соединенных с полом и шахтной вентиляционной конструкцией, в котором каждый из корпусов включает одну или несколько стоек, на которых размещено несколько серверов, и в котором каждый из серверов включает компьютерный вентилятор с регулируемой скоростью вращения и изменением направления вращения,

один или несколько фильтров, расположенных между одним или несколькими корпусами и внешней средой, и

одну или несколько стенок, предназначенных для размещения между одним или несколькими фильтрами и внешней средой,

в котором по меньшей мере одна из стенок является подъемной стенкой, дополнительно включающей контроллер, который опускает или поднимает подъемную стенку в зависимости, по меньшей мере частично, от результатов измерения температуры воздуха в непосредственной близости от серверов, и

в котором результаты измерения температуры позволяют определить произошло ли увеличение скорости изменения температуры, превышающей допустимую скорость изменения температуры, определенную производителем серверов.

2. Устройство по п. 1, в котором допустимая скорость изменения температуры составляет снижение температуры приблизительно на девять градусов по Фаренгейту в течение приблизительно одного часа.

3. Устройство, включающее:

шахтную вентиляционную конструкцию, соединяющуюся с внешней средой,

один или несколько корпусов, соединенных с полом и шахтной вентиляционной конструкцией, в котором каждый из корпусов включает одну или несколько стоек, на которых размещено несколько серверов, и в котором каждый из серверов включает компьютерный вентилятор с регулируемой скоростью вращения и изменением направления вращения,

один или несколько фильтров, расположенных между одним или несколькими корпусами и внешней средой, одну или несколько стенок, предназначенных для размещения между одним или несколькими фильтрами и внешней средой,

в котором по меньшей мере одна из стенок включает одно или несколько жалюзи, и

дополнительно включающее контроллер, который открывает или закрывает одно или несколько жалюзи в зависимости, по меньшей мере частично, от результатов измерения температуры воздуха в непосредственной близости от серверов,

в котором результаты измерения температуры позволяют определить произошло ли увеличение скорости изменения температуры, превышающей допустимую скорость изменения температуры, определенную производителем серверов.

4. Устройство по п. 3, в котором допустимая скорость изменения температуры составляет снижение температуры приблизительно на девять градусов по Фаренгейту в течение приблизительно одного часа.

5. Устройство, включающее:

шахтную вентиляционную конструкцию, соединяющуюся с внешней средой,

один или несколько корпусов, соединенных с полом и шахтной вентиляционной конструкцией, в котором каждый из корпусов включает одну или несколько стоек, на которых размещено несколько серверов, и в котором каждый из серверов включает компьютерный вентилятор с регулируемой скоростью вращения и изменением направления вращения,

один или несколько фильтров, расположенных между одним или несколькими корпусами и внешней средой, и

одну или несколько стенок, предназначенных для размещения между одним или несколькими фильтрами и внешней средой,

дополнительно включающее вентилятор, нагнетающий или втягивающий воздух в шахтную вентиляционную конструкцию, и

дополнительно включающее контроллер, который регулирует работу вентилятора в зависимости, по меньшей мере частично, от результатов измерения температуры воздуха в непосредственной близости от серверов,

в котором результаты измерения температуры позволяют определить произошло ли увеличение скорости изменения температуры, превышающей допустимую скорость изменения температуры, определенную производителем серверов.

6. Устройство по п. 5, в котором допустимая скорость изменения температуры составляет снижение температуры приблизительно на девять градусов по Фаренгейту в течение приблизительно одного часа.

7. Устройство включающее:

шахтную вентиляционную конструкцию, соединяющуюся с внешней средой,

один или несколько корпусов, соединенных с полом и шахтной вентиляционной конструкцией, в котором каждый из корпусов включает одну или несколько стоек, на которых размещено несколько серверов, и в котором каждый из серверов включает компьютерный вентилятор с регулируемой скоростью вращения и изменением направления вращения,

один или несколько фильтров, расположенных между одним или несколькими корпусами и внешней средой, и

одну или несколько стенок, предназначенных для размещения между одним или несколькими фильтрами и внешней средой,

в котором шахтная вентиляционная конструкция включает компоненты или материалы, нагревающие воздух, проходящий через шахтную вентиляционную конструкцию.

8. Устройство, включающее:

чердачное помещение, соединенное с полом, в котором чердачное помещение включает шахтную вентиляционную конструкцию, соединяющуюся с внешней средой,

один или несколько корпусов, соединенных с полом, в котором каждый из корпусов включает одну или несколько стоек, на которых размещено несколько серверов, и в котором каждый из серверов включает компьютерный вентилятор с регулируемой скоростью вращения или изменением направления вращения,

один или несколько фильтров, расположенных между одним или несколькими корпусами и внешней средой,

одну или несколько стенок, предназначенных для размещения между одним или несколькими фильтрами и внешней средой, и

контроллер,

в котором по меньшей мере одна из стенок включает одно или несколько жалюзи,

в котором контроллер открывает или закрывает одно или несколько жалюзи в зависимости, по меньшей мере частично, от результатов измерения температуры воздуха в непосредственной близости от серверов,

в котором результаты измерения температуры позволяют определить произошло ли увеличение скорости изменения температуры, превышающей допустимую скорость изменения температуры, определенную производителем серверов.

9. Устройство по п. 8, в котором чердачное помещение включает нижнюю поверхность, соединенную с одним или несколькими корпусами.