企业存储技术 · 2021年07月06日

PowerEdge 15G服务器的风冷散热“新花样”

来源: 企业存储技术
作者: 唐僧 huangliang

接前文:《冷板式液冷标准化:PowerEdge 15G__服务器散热杂谈

随着CPU、GPU等功率密度不断提升,液冷技术在当前有些热门,但这并不意味着风冷就没有创新点了。最近两天看到几台Dell PowerEdge 15G服务器样机,有点小小的新发现,顺手写出来分享给大家。

1U和2U的散热挑战谁更大?

回想我当年第一次测试达到89W TDP的Nococa Xeon,那时Intel定义的1U双路服务器散热设计曾一度允许降频。在传统风冷的时代,2U的散热比1U更容易可以说是业界常识了。

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上图是一台PowerEdge R650服务器,配置了“T型”1U CPU散热器,我在《[1U__双路风冷350W__?点评方升服务器散热设计]》里面提到过,并不算新鲜了。

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图片点开后可缩放(以下同)

我拆下8组系统风扇中的一组,根据SUNON(品牌:建准)的型号,该4056风扇的12V额定电流1.1A(13.20W),最小风量为26.7CFM。

初步计算一下,8组风扇总的额定功率为105.6W(全速运转时),对应总风量约213.6 CFM。

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接着来看下2U服务器PowerEdge R750的风扇。
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注:现在每款服务器机型都可选多种规格的风扇,对应不同的CPU__等配置。因此我的讨论没有那么严谨,大家作为一般参考就好。

这款NMB 6038风扇的12V额定电流1.8A,最小风量51.6CFM。6个系统风扇最大功率合计129.6W,总风量约309.6 CFM。

表面上看2U服务器的散热开销更大,但别忘了还有硬盘/SSD、PCIe扩展卡支持的数量不同。比1U更大的空间,也意味可能要容纳更多的东西,比如2块双宽GPU等。

同样是2U服务器的风扇,如果和下面这款机型比起来就有点小巫见大巫了——那就是PowerEdge R750xa。

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R750xa的整体设计布局,我在《Dell EMC PowerEdge 15G__服务器预览》里已经谈过,因此这里只列出机箱前端的照片。

左右各2块GPU的RISER托架不难识别,在接着讲后面的风扇之前,我想在这里先插一句红圈处标出的PERC RAID卡。

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Dell PERC H755 front SAS__,存储不是本文讨论的重点,以后有机会再详细写。

由于之前看过_《__Dell Technologies PowerEdgeRAID Controller 11 User’s Guide_》文档,我对新一代支持NVMe(不是所有型号)的RAID卡不陌生了,在《下一代Xeon__服务器:Ice Lake-SP__通用云平台设计预览》中也写过简要介绍。

这次列出上面照片还是与散热有点关系:大家看到这块1.85Wh锂电池了吧,它下方是一块黑色的“马甲”,通过4个螺丝固定在PERC H755 front卡上。这马甲的主要作用应该是固定电池,同时对底下RAID控制芯片(Broadcom SAS3916)的散热应该也能起到一些辅助作用。

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上图中的台达(DELTA)风扇,是由2个60mm风扇固定组合在一起的。其12V额定电流高达7.0A(_这只是最大值,应该只在__GPU__满载且环境温度上限时才可能达到_),参考风量94.70CFM。

R750xa服务器6组风扇的最大功率总和可能会达到504W(理论计算,非实测),对应风量约为568.2 CFM。是不是看上去显得效率提高不成比例?这里不要忽略另一个指标:风压。当配满4块300W GPU时,风扇排需要产生足够的风压,才能同时兼顾到风道后侧的CPU、内存以及位于中间的扩展卡等。

PuE,实际上是所有类似配置风冷服务器都要面临的问题。液冷看上去不错,但数据中心适应性显然也是个问题。

比“带翅膀”T型CPU散热器更强的是啥?
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上图就是2U 4节点的PowerEdge C6520(样机只配了1个节点),后端出风口的方向。如果按照1600W冗余电源的配置,满配4个节点的CPU TDP应该无法达到最高,因为光是2颗270W不算VR损耗就有540W。C6520可选的最高功率电源模块为双2600W。

不得不说的是,2U4节点服务器如果满配第三代Xeon Scalable 83xx最高功耗CPU,恐怕只有上液冷方案。具体到C6520,风冷最多能够支持到240W,此时对机房温度还有限制。而这比上一代C6420的CPU还是高出了35W,解决起来应该有点挑战的。

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如果不是看到实物,我之前在C6520__的服务手册中也没见过长这样的散热器。同样是根据CPU__功率,可选不同的配件型号。

这是C6520服务器抽出的一个节点,散热气流的方向是从左到右。

首先,位于下风方向的CPU1比CPU2的散热片底座要宽一些。不过更吸引我的一点,就是位于CPU1右侧偏上热管延伸出来的,像另一个CPU散热器的东东?上面还印有维护示意图,写着OCP Removal、Remove RISER 1字样,我知道其下方配的是OCP 3.0网卡,如果进行拆换自然上面的东西要先拆下。

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局部放大看,这应该是比“带翅膀”设计更强的一款CPU散热器。毕竟2U 4节点空间有限,如果用T型散热片不能做的面积太大,而另一侧还要留出半高PCIe扩展卡的位置,热设计工程师就改良出这种“大号L型”方案了。

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