RU178957U1

RU178957U1 - STAND OF COMPUTER EQUIPMENT

Info

Publication number: RU178957U1
Application number: RU2017131331U
Authority: RU
Inventors: Александр Алексеевич Коновалов; Павел Геннадьевич Мельников; Игорь Юрьевич Знаменский; Иван Владимирович Простов; Андрей Олегович Короленко; Андрей Алексеевич Блохин
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Яндекс"
Priority date: 2017-09-06
Filing date: 2017-09-06
Publication date: 2018-04-24

Abstract

Стойка для аппаратуры вычислительной техники, представляющая собой шкаф, включающий в себя переднюю металлическую раму, снабженную посадочными местами для установки колец органайзера, и заднюю металлическую раму, связанную с передней рамой силовыми элементами в виде металлических горизонтальных балок, горизонтальные и вертикальные панели, ножки шкафа, профили и лотки для установки унифицированных вычислительных модулей, средства коммутации оборудования, расположенные в передней части шкафа, по меньшей мере одну контрольную лампу, расположенную в передней части шкафа, передние уплотнители, размещенные между профилями и передней рамой и имеющие по меньшей мере одно окно, регулируемый по высоте фартук, установленный в нижней части шкафа, по меньшей мере один кабельный ввод, установленный сверху на шкаф, перегородку, разделяющую внутреннее пространство шкафа на по меньшей мере две термоизолированных секции, и систему охлаждения, включающую в себя по меньшей мере одну вентиляторную стену, снабженную по меньшей мере двумя вентиляторами, выполненными с возможностью работы по меньшей мере в трех режимах: полной остановки, вращения вентилятора со средней скоростью, вращения вентилятора с максимальной скоростью, по меньшей мере двумя термодатчиками, расположенными во внутреннем пространстве шкафа по меньшей мере по одному в каждой термоизолированной секции, причем каждая термоизолированная секция обслуживается своим набором вентиляторов, установленным в по меньшей мере одну вентиляторную стену.A rack for computer equipment, which is a cabinet that includes a front metal frame equipped with seats for installing the organizer rings, and a rear metal frame connected to the front frame by power elements in the form of horizontal metal beams, horizontal and vertical panels, cabinet legs, profiles and trays for installing unified computing modules, equipment switching devices located in front of the cabinet, at least one control lamp, located at the front of the cabinet, front gaskets located between the profiles and the front frame and having at least one window, a height-adjustable apron installed at the bottom of the cabinet, at least one cable entry mounted on top of the cabinet, a partition separating the inner cabinet space for at least two thermally insulated sections, and a cooling system including at least one fan wall provided with at least two fans capable of working at least in three modes: full stop, fan rotation at medium speed, fan rotation at maximum speed, at least two temperature sensors located in the interior of the cabinet at least one in each thermally insulated section, each thermally insulated section being serviced by a set of fans installed in at least one fan wall.

Description

Область техники, к которой относится полезная модель. Настоящее решение относится к аппаратуре вычислительной техники, в частности к стоечным решениям, которые возможно применять как отдельно, так и в центрах обработки данных.The technical field to which the utility model belongs. This solution relates to computer hardware, in particular to rack-mount solutions that can be used both separately and in data centers.

Уровень техникиState of the art

Из уровня техники известно множество стоек аппаратуры вычислительной техники, в частности известно решение из документа RU 126551 (опубл. 27 марта 2013 года), описывающее шкаф телекоммуникационный, содержащий корпус, образующий внутренний объем для монтажа приборов телекоммуникационного оборудования с кабелями, а также поворотную дверь с замком, дверь снабжена ребрами жесткости, размещенными с образованием на внутренней стороне двери, по меньшей мере, одной ниши, по меньшей мере, одну пару расположенных во внутреннем объеме и закрепленных к внутренней стороне задней стенки кронштейнов, отличающийся тем, что эти кронштейны выполнены в виде уголков, на которых укреплена поворотная рама, выполненная из листового металла с отгибами, на задней стенке укреплены также кабельные органайзеры для укладки волоконно-оптического магистрального кабеля, а на правой и левой боковых стенках шкафа выполнены кронштейны для укладки распределительных кабелей.The prior art there are many racks of computer equipment, in particular, the solution is known from document RU 126551 (published March 27, 2013), which describes a telecommunication cabinet containing a housing that forms the internal volume for the installation of telecommunication equipment devices with cables, as well as a pivot door with with a lock, the door is provided with stiffeners arranged to form at least one niche on the inner side of the door, at least one pair located in the inner volume and fixed to the front side of the rear wall of the brackets, characterized in that these brackets are made in the form of corners on which a rotary frame made of sheet metal with bends is fixed, cable organizers for laying the fiber-optic trunk cable are also fixed on the rear wall, and on the right and left the side walls of the cabinet have brackets for laying distribution cables.

Также известно решение по документу RU 124987 (опубл. 20 февраля 2013 года), описывающее шкаф телекоммуникационный, содержащий заднюю панель и поворотную дверь с замком, образующие внутренний объем для монтажа телекоммуникационного оборудования с кабелями, отличающийся тем, что на задней панели установлены верхняя и нижняя стойки, к которым прикреплены органайзер для установки портов и органайзер для укладки шнуров соединительных, пластина-органайзер для крепления оборудования, отличного от стандарта 19", кросс оптический, заземляющая шина, на поворотной двери расположены не менее одного кронштейна для крепления коммутатора и органайзер для укладки шнуров соединительных.Also known is the solution according to document RU 124987 (published February 20, 2013), which describes a telecommunication cabinet containing a rear panel and a pivot door with a lock forming an internal volume for mounting telecommunication equipment with cables, characterized in that the upper and lower panels are installed on the rear panel racks to which an organizer for installing ports and an organizer for laying connecting cords are attached, an organizer plate for mounting equipment other than the 19 "standard, cross-optical, grounding bus, on ovorotnoy door disposed at least one bracket for mounting the switch and an organizer for placing the connecting cords.

Раскрытие сущности полезной модели. Настоящее решение описывает стойку для аппаратуры вычислительной техники, представляющую собой шкаф, включающий в себя переднюю металлическую раму, снабженную посадочными местами для установки колец органайзера, и заднюю металлическую раму, связанную с передней рамой силовыми элементами в виде металлических горизонтальных балок, горизонтальные и вертикальные панели, ножки шкафа, профили и лотки для установки унифицированных вычислительных модулей, средства коммутации оборудования, расположенные в передней части шкафа, по меньшей мере одну контрольную лампу, расположенную в передней части шкафа, передние уплотнители, размещенные между профилями и передней рамой и имеющие по меньшей мере одно окно, регулируемый по высоте фартук, установленный в нижней части шкафа, по меньшей мере один кабельный ввод, установленный сверху на шкаф, перегородку, разделяющую внутреннее пространство шкафа на по меньшей мере две термоизолированных секции, и систему охлаждения, включающую в себя по меньшей мере одну вентиляторную стену, снабженную по меньшей мере двумя вентиляторами, выполненным с возможностью работы по меньшей мере в трех режимах: полной остановки, вращения вентилятора со средней скоростью, вращения вентилятора с максимальной скоростью, по меньшей мере двумя термодатчиками, расположенными во внутреннем пространстве шкафа по меньшей мере по одному в каждой термоизолированной секции, причем каждая термоизолированная секция обслуживается своим набором вентиляторов, установленным в по меньшей мере одну вентиляторную стену.Disclosure of the essence of the utility model. This solution describes a rack for computer equipment, which is a cabinet that includes a front metal frame equipped with seats for installing the organizer rings, and a rear metal frame connected to the front frame by power elements in the form of horizontal metal beams, horizontal and vertical panels, cabinet legs, profiles and trays for installing unified computing modules, equipment switching devices located in front of the cabinet, at least one control lamp located in the front of the cabinet, front gaskets located between the profiles and the front frame and having at least one window, height-adjustable apron installed in the lower part of the cabinet, at least one cable entry mounted on top of the cabinet , a partition dividing the internal space of the cabinet into at least two thermally insulated sections, and a cooling system including at least one fan wall provided with at least two fans, with the ability to work in at least three modes: complete stop, fan rotation at medium speed, fan rotation at maximum speed, at least two temperature sensors located in the interior of the cabinet at least one in each thermally insulated section, each thermally insulated the section is served by its own set of fans installed in at least one fan wall.

Также решение описывает стойку, в которой унифицированные вычислительные модули могут иметь форм-фактор 21 дюйм.The solution also describes a rack in which unified computing modules can have a 21-inch form factor.

Дополнительно описана стойка, в которой шкаф может быть снабжен лотками для установки унифицированных вычислительных модулей в количестве от 36 до 44.Additionally described rack in which the cabinet can be equipped with trays for installing unified computing modules in an amount of 36 to 44.

Настоящая стойка может содержать по меньшей мере два блока питания: первый и второй, причем первый блок питания может обеспечивать работу только одной секции.This rack may contain at least two power supplies: the first and second, and the first power supply can provide only one section.

Кроме того, описана стойка, в которой второй блок питания может обеспечивать работу по меньшей мере одной вентиляторной стены.In addition, a rack is described in which a second power supply unit can provide operation of at least one fan wall.

Также описана стойка, которая может содержать по меньшей мере третий блок питания, являющийся резервным по меньшей мере для первого блока питания.A rack is also described that may comprise at least a third power supply, which is redundant for at least the first power supply.

Также описана стойка, в которой блоки питания могут быть размещены в центральной части шкафа.A rack is also described in which power supplies can be placed in the central part of the cabinet.

Дополнительно описана стойка, в которой горизонтальные и вертикальные панели, передние уплотнители, перегородка и фартук могут быть выполнены из металла.In addition, a rack is described in which horizontal and vertical panels, front seals, a partition and an apron can be made of metal.

Кроме того, описана стойка, в которой горизонтальные и вертикальные панели, передние уплотнители, перегородка и фартук могут быть выполнены из пластмассы.In addition, a rack is described in which horizontal and vertical panels, front seals, a partition and an apron can be made of plastic.

Дополнительно описано исполнение стойки, в которой по меньшей мере одно окно переднего уплотнителя может быть закрыто щеткой.Additionally described is the design of the rack, in which at least one window of the front seal can be closed with a brush.

Дополнительно описана стойка, в которой лотки могут являться выдвижными, а также содержать направляющие и по меньшей мере два колеса.Additionally described rack, in which the trays can be retractable, and also contain guides and at least two wheels.

Настоящее решение призвано сократить энергопотребление стойки за счет улучшенного охлаждения, модульности (наличия секций), унификации компонентов (возможность использования одинаковых элементов системы охлаждения для каждой секции), упрощения обслуживания стойки (за счет унификации, возможности обслуживания каждой секции по отдельности). Настоящее решение преимущественным образом предназначено для использования в центрах обработки данных, когда большое количество описанных стоек позволит обеспечить значительную экономию для центра обработки и хранения данных.This solution is designed to reduce rack power consumption due to improved cooling, modularity (availability of sections), unification of components (the ability to use the same cooling system elements for each section), simplification of rack maintenance (due to unification, the possibility of servicing each section separately). This solution is mainly intended for use in data centers, when a large number of described racks will provide significant savings for the data center and storage.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фигура 1 показывает общий вид шкафа (корпуса) стойки (фотография).Figure 1 shows a general view of the rack cabinet (case) (photograph).

Фигура 2 показывает общий шкафа (корпуса) стойки (фотография).Figure 2 shows the general rack cabinet (enclosure) (photograph).

Фигура 3 показывает шкаф (корпус) стойки, вид сверху-спереди (фотография).Figure 3 shows the rack cabinet (case), top-front view (photograph).

Фигура 4 показывает шкаф (корпус) стойки, вид снизу-сзади, с расположенными на корпусе колесами и стойками-ножками (фотография).Figure 4 shows the rack cabinet (case), bottom-rear view, with wheels and legs-racks located on the case (photo).

Фигура 5 показывает пустое внутреннее пространство шкафа (корпуса) стойки без внутренних компонентов (фотография).Figure 5 shows the empty interior space of the rack cabinet (enclosure) without internal components (photograph).

Фигура 6 показывает шкаф (корпус) стойки, вид сбоку.Figure 6 shows the cabinet (housing) rack, side view.

Фигура 7 показывает шкаф (корпус) стойки, вид сзади, с установленной вентиляторной стеной.Figure 7 shows the rack cabinet (case), rear view, with a fan wall mounted.

Фигура 8 показывает шкаф (корпус) стойки, вид спереди, наполненный внутренними компонентами.Figure 8 shows a cabinet (housing) rack, front view, filled with internal components.

Фигура 9 показывает раму корпуса стойки с верхней и нижней крышками, вид 3\4 сбоку.Figure 9 shows the frame of the rack housing with upper and lower covers, side view 3/4.

Фигура 10 показывает шкаф с индикаторами на панели, вид 3\4 сбоку.Figure 10 shows a cabinet with indicators on the panel, view 3 \ 4 from the side.

Фигура 11 показывает шину питания стойки (фотография).Figure 11 shows the rack power bus (photograph).

Фигура 12 показывает фрагмент вентиляторной стены стойки (фотография).Figure 12 shows a fragment of the fan wall of the rack (photograph).

Осуществление полезной модели Стойка для аппаратуры вычислительной техники представляет собой металлическую конструкцию. Стойка предназначена для подключения и обеспечения работы серверов и систем хранения данных в дата центре, при этом может использоваться и в одиночном исполнении, например, в серверных комнатах небольших организаций.Implementation of the utility model. A rack for computer equipment is a metal structure. The rack is designed to connect and ensure the operation of servers and data storage systems in the data center, while it can also be used in a single version, for example, in server rooms of small organizations.

Как показано на фигурах 1 и 2, стойка представляет собой металлический шкаф высотой с рамой, включающей в себя переднюю металлическую раму и заднюю металлическую раму предпочтительно 2224,70 мм (может быть выполнена высотой от 2000 мм до 2400 мм), шириной предпочтительно 600 мм (может быть выполнена шириной от 500 мм до 800 мм), глубиной предпочтительно 1200 мм (может быть выполнена глубиной от 900 до 1300 мм). В некоторых исполнениях настоящего технического решения стойка представляет собой металлический шкаф высотой 2000 мм или от 2200 мм до 2400 мм в других исполнениях, например, в зависимости от использования колес, роликов или съемных блоков и постаментов, подставок, ножек, фартуков. Стойка может быть выполнена шириной от 500 мм до 700 мм и глубиной от 900 мм до 1300 мм. Стойка может быть выполнена с возможностью установки 21-дюймовых профилей (а также 19 дюймовых профилей) для крепления серверов, систем хранения данных (жестких дисков, накопителей на твердотельной памяти и других), шасси для модулей управления стойкой, сетевого оборудования, органайзеров для укладки проводов, например, состоящие из колец и\или имеющие кольцевидную или концентрическую форму, шасси для подключения блоков питания, а также охлаждающих блоков, в частности воздуховодов, датчиков температуры, перегородок разделения стойки на независимые пространства. При использовании перегородки, разделяющей внутреннее пространство шкафа на по меньшей мере две термоизолированных секции, возможно дополнительно использование системы охлаждения, включающей в себя по меньшей мере одну вентиляторную стену (описана далее).As shown in figures 1 and 2, the rack is a metal cabinet with a frame height including a front metal frame and a rear metal frame, preferably 2224.70 mm (can be made from 2000 mm to 2400 mm high), preferably 600 mm wide ( can be made with a width of 500 mm to 800 mm), preferably with a depth of 1200 mm (can be made with a depth of 900 to 1300 mm). In some versions of this technical solution, the rack is a metal cabinet with a height of 2000 mm or from 2200 mm to 2400 mm in other versions, for example, depending on the use of wheels, rollers or removable blocks and pedestals, supports, legs, aprons. The stand can be made with a width of 500 mm to 700 mm and a depth of 900 mm to 1300 mm. The rack can be configured to install 21-inch profiles (as well as 19 inch profiles) for mounting servers, data storage systems (hard drives, SSD drives and others), a chassis for rack management modules, network equipment, organizers for laying wires , for example, consisting of rings and / or having a ring-shaped or concentric shape, a chassis for connecting power supplies, as well as cooling units, in particular ducts, temperature sensors, partition dividers on The dependence of the space. When using a partition dividing the internal space of the cabinet into at least two thermally insulated sections, it is possible to additionally use a cooling system that includes at least one fan wall (described below).

Настоящее решение может воплощать набор вычислительных узлов и модулей (серверов и стоек) с общими источниками питания и вентиляторами, выполненных по стандарту Open Rack. Стандарт Open Rack направлен унификацию промышленного дизайна стандартных ячеек в дата-центре - рэков (от англ. «гаек» - стеллаж, полка, каркас), включающий в себя, в том числе, организацию юнитов, и в целом внутреннего пространства стойки, например, профилей и лотков для установки унифицированных вычислительных модулей, где модули могут иметь форма-фактор 21 дюйм или 19 дюймов (https://en.wikipedia.org/wiki/Open_Rack).This solution can embody a set of computing nodes and modules (servers and racks) with common power supplies and fans, made according to the Open Rack standard. The Open Rack standard aims to unify the industrial design of standard cells in the data center - racks (from the English “nuts” - rack, shelf, frame), which includes, inter alia, the organization of units, and the entire internal space of the rack, for example, profiles and trays for installing unified computing modules, where the modules can have a 21-inch or 19-inch form factor (https://en.wikipedia.org/wiki/Open_Rack).

В некоторых исполнениях стойка может быть оснащена внутренним контроллером управления, который управляет функциональностью и осуществляет коммутацию оборудования предпочтительно всех систем внутри стойки (в некоторых исполнениях по крайней мере частью систем). Настоящий подход в рамках стандарта Open Rack разработан как набор технологий для снижения затрат при производстве, эксплуатации и энергопотребления, а также настоящий подход упрощает первоначальную установку и последующее обслуживание серверов в дата-центре. Кроме того, настоящее решение позволяет работать вычислительной аппаратуре и системам хранения информации при оптимальной температуре, уменьшить количество негативных внешних воздействий (внешние перепады температуры, влажности, пыль и другие факторы). В некоторых исполнениях настоящего решения, которые не призваны ограничивать, а лишь показывают возможные воплощения настоящего технического решения, как это показано ниже, могут быть реализованы следующие детали решения.In some versions, the rack may be equipped with an internal control controller that controls the functionality and commutes the equipment of preferably all systems inside the rack (in some versions, at least part of the systems). This approach within the framework of the Open Rack standard is designed as a set of technologies to reduce costs in production, operation and energy consumption, and this approach simplifies the initial installation and subsequent maintenance of servers in the data center. In addition, the present solution allows computing equipment and information storage systems to operate at the optimum temperature, and to reduce the number of negative external influences (external changes in temperature, humidity, dust, and other factors). In some implementations of this solution, which are not intended to limit, but only show possible embodiments of the present technical solution, as shown below, the following solution details may be implemented.

Стойка может быть выполнена сочетаемой с технологией холодного коридора и горячего коридора дата-центра. Холодный и горячий коридоры располагаются по разные стороны от стойки. В некоторых исполнениях возможно исполнение без коридоров, с подачей по воздуховодам холодного воздуха (охлажденного, также он может быть дополнительно осушен) и отвода теплого (горячего) воздуха по воздуховодам. Стойка может эксплуатироваться, например, в дата-центре, выполненном по технологии с «Free-cooling» - то есть без дополнительного охлаждения воздуха в чиллерах или при помощи кондиционера, а только за счет охлаждения воздухом той температуры, что поступает из вне («с улицы», при этом возможно прохождение воздуха через системы очистки и системы осушения). В таком варианте холодный воздух попадает с улицы в камеры смешения, откуда после фильтрации нагнетается вентиляторными стенами (описаны подробнее ниже) через модуль увлажнения в холодные коридоры. Теплый отработанный воздух может отводиться через горячий коридор и дополнительно передаваться для дальнейшей эксплуатации в рамках обогрева зданий и помещений. Эксплуатация стоек и техническое обслуживание выполняются в таком варианте в холодном коридоре, что позволяет добиться большего удобства для обслуживающего персонала путем снижения температуры воздуха, при которой персонал производит обслуживание стойки, например, во время горячей замены носителей - магнитных дисков, твердотельных дисков и т.д.The rack can be made compatible with the technology of the cold corridor and the hot corridor of the data center. Cold and hot corridors are located on opposite sides of the rack. In some versions, execution is possible without corridors, with the supply of cold air through the air ducts (cooled, it can also be drained additionally) and the removal of warm (hot) air through the air ducts. The rack can be operated, for example, in a data center made using Free-cooling technology — that is, without additional air cooling in chillers or with an air conditioner, but only due to air cooling of the temperature that comes from outside (“with streets ”, while it is possible for air to pass through the cleaning systems and drainage systems). In this embodiment, cold air enters the mixing chambers from the street, where, after filtration, it is pumped by the fan walls (described in more detail below) through the humidification module into the cold corridors. Warm exhaust air can be discharged through a hot corridor and additionally transferred for further operation as part of heating buildings and premises. Rack operation and maintenance are performed in such an option in a cold corridor, which allows for greater convenience for maintenance personnel by lowering the air temperature at which personnel perform rack maintenance, for example, during hot-swapping of media - magnetic disks, solid-state disks, etc. .

В некоторых исполнениях порты и кабели данных расположены на передней (фронтальной) стороне стойки, как это показано на фигуре 8, при этом возможны исполнения, когда порты и кабели расположены на боковой, боковых, задней (тыльной) стороне стойки, комбинации сторон. Дополнительно порты и кабели могут в некоторых исполнениях располагаться на верхней стороне (крыше) стойки. Такое расположение позволяет дополнительно упростить доступ персонала к портам и кабелям для обслуживания и наладки стоек. Позволяет подключать измерительную аппаратуру без остановки работы стойки и с меньшим риском повредить компоненты стойки при подключении к портам, замене кабелей, их прокладке.In some implementations, data ports and cables are located on the front (front) side of the rack, as shown in figure 8, while versions are possible when the ports and cables are located on the side, side, back (back) side of the rack, a combination of sides. Additionally, ports and cables may, in some designs, be located on the top side (roof) of the rack. This arrangement further simplifies staff access to ports and cables for maintenance and rack setup. Allows you to connect measuring equipment without stopping the operation of the rack and with less risk to damage the components of the rack when connecting to ports, replacing cables, laying them.

В других исполнениях стойки компоненты стойки могут включать в себя контроллер и/или модуль (-и) управления, который производит мониторинг и контроль за рабочими характеристикам стойки (например, температура в горячем коридоре, напряжение и температура на компонентах, общая потребляемая энергия, влажность входящего воздуха, температура воздуха в холодном коридоре, промежуточная температура, промежуточная влажность, контроль заземления, датчики дыма и т.д.). Контроллер и/или модуль управления может автоматически, в некоторых воплощениях, сообщать автоматической системе управления дата-центром о сбоях и превышениях рабочих характеристик (или отклонениях характеристик в меньшую сторону). Автоматическая система управления дата-центром может на основании полученных от стойки данных выключить стойку и\или послать сигнал оператору или обслуживающему персоналу о необходимости ремонта стойки, а также автоматически отключить стойку в экстренных ситуациях. В других вариантах стойка дополнительно и\или комбинированно может управляться дистанционно оператором.In other rack designs, rack components may include a controller and / or control module (s) that monitors and monitors rack performance (e.g., temperature in a hot aisle, voltage and temperature at components, total energy consumption, incoming moisture air, air temperature in a cold corridor, intermediate temperature, intermediate humidity, grounding control, smoke detectors, etc.). The controller and / or the control module may automatically, in some embodiments, inform the automatic data center control system about failures and excesses of operating characteristics (or deviations of characteristics in a smaller direction). Based on the data received from the rack, the automatic control system of the data center can turn off the rack and / or send a signal to the operator or maintenance personnel about the need to repair the rack, as well as automatically disconnect the rack in emergency situations. In other embodiments, the rack can be additionally and / or combined remotely controlled by the operator.

Индикаторы неисправности стойки и узлов могут располагаться спереди - на передней (фронтальной) стороне стойки, в других исполнениях настоящего технического решения индикаторы неисправности могут дублироваться или располагаться на боковых и\или верхней частях стойки (для контроля со служебных этажей или камеры видеонаблюдения - смотри фигуру 10. Индикаторы, например, могут представлять собой контрольную лампу или светодиод и\или их сочетание. Индикаторы неисправности стойки, расположенные спереди стойки, сверху стойки, сзади стойки позволяют обслуживающему персоналу оперативно выявлять неисправности: сбои оборудования контроля, вышедшие из строя накопителя, перегревы и т.д. В некоторых исполнениях индикаторы неисправностей могут для группы стоек выводится на общий пульт, расположенный в том же помещении, что и серверные стойки, также на этих пультах может быть предусмотрена возможность отключения стоек. Индикаторы неисправности стойки могут включать световые индикаторы (например, LED-маяки, выполненные с использованием цветового кода ошибки\неисправности, или звуковые и\или комбинированные светозвуковые индикаторы, выполненные с использованием последовательностей звуков, характерных для определенного типа ошибки или неисправности).Failure indicators of the rack and nodes can be located on the front - on the front (front) side of the rack, in other versions of this technical solution the failure indicators can be duplicated or located on the side and / or upper parts of the rack (for monitoring from service floors or a surveillance camera - see figure 10 Indicators, for example, can be a control lamp or LED and / or a combination thereof. Rack malfunction indicators, located in front of the rack, on top of the rack, behind the rack, pos They prompt service personnel to quickly identify malfunctions: malfunctions of control equipment, failed drives, overheating, etc. In some versions, fault indicators for a group of racks can be displayed on a common console located in the same room as the server racks, also on these remote controllers may be able to turn off racks.Rack malfunction indicators may include light indicators (for example, LED beacons made using the color error / malfunction code, or sounds e and \ or combined light and sound indicators made using sounds sequences specific for a particular type of error or malfunction).

Компоненты стойки могут быть выполнены с использованием узлов и креплений (например, задвижки, защелки, шпингалеты, кнопки, и т.п.) для операции технического обслуживания (например, смены жестких дисков или твердотельных носителей) без использования специальных инструментов. Доступ к компонентам и узлам стойки может выполняться с фронтальной стороны стойки. В некоторых вариантах боковые стенки (смотри фигуру 6) могут быть демонтированы и, таким образом, может быть обеспечен доступ к внутреннему пространству стойки. Также доступ к компонентам и узлам стойки может выполняться с задней стороны стойки.The components of the rack can be made using nodes and fasteners (for example, bolts, latches, latches, buttons, etc.) for maintenance operations (for example, changing hard drives or solid-state media) without the use of special tools. Access to rack components and assemblies can be from the front of the rack. In some embodiments, the side walls (see FIG. 6) can be dismantled and thus access to the interior of the rack can be provided. Access to rack components and assemblies can also be accessed from the back of the rack.

Фигура 9 показывает каркас стойки, который может быть выполнен из металлической рамы с верхней и нижней крышками. В некоторых исполнениях допускается выполнение каркаса стойки из полимерных материалов, а также полимерных материалов, армированных металлическими вставками, кроме того ребра также могут содержать специальные шины заземления, которые предпочтительно выполняются из стали или меди, но также могут быть выполнены из алюминия. В исполнениях металлического каркаса стойки предпочтительными материалами являются: сталь, алюминий, медь, силумин, комбинации перечисленных материалов. Стойка может быть снабжена боковыми крышками корпуса, например, которыми могут быть укомплектованы внешние стойки в ряду стоек. Боковые крышки могут быть выполнены из полимерных материалов, а также из металла, кроме того могут быть выполнены из полимерных материалов, армированных металлическими вставками. Боковые крышки могут содержать ребра жесткости, окна, закрываемые заглушками, щетками, люками. Каждый ряд стоек может состоять из одной или более стоек: 2, 3, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 24, 28, 30, 32, 64 стоек. Отдельная стоящая стойка может быть укомплектована обеими боковыми крышками корпуса. При выполнении боковых крышек, содержащих шины заземления, шины заземления могут соединяться между собой при сборке стойки. В некоторых исполнениях каждая стойка в ряду стоек содержит боковые крышки, в некоторых исполнениях только часть стоек содержит боковые крышки, в некоторых исполнениях боковая крышка одной стойки одновременно является боковой крышкой соседней стойки.Figure 9 shows the rack frame, which can be made of a metal frame with upper and lower covers. In some designs, it is possible to make the frame of the rack of polymeric materials, as well as polymeric materials reinforced with metal inserts, in addition, the ribs can also contain special grounding buses, which are preferably made of steel or copper, but can also be made of aluminum. In versions of the metal frame of the rack, the preferred materials are: steel, aluminum, copper, silumin, combinations of these materials. The rack can be provided with side covers of the housing, for example, which can be equipped with external racks in a row of racks. Side covers can be made of polymeric materials, as well as metal, in addition, can be made of polymeric materials reinforced with metal inserts. Side covers may contain stiffeners, windows, closed with plugs, brushes, hatches. Each row of racks can consist of one or more racks: 2, 3, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 24, 28, 30, 32, 64 racks. A separate standing rack can be equipped with both side covers of the housing. When performing side covers containing grounding buses, grounding buses can be interconnected during rack assembly. In some versions, each rack in a row of racks contains side covers, in some versions only part of the racks contains side covers, in some versions the side cover of one rack is simultaneously the side cover of an adjacent rack.

Шина питанияPower bus

В одном из исполнений стойки может использоваться подход к распределению мощности через централизованную распределительную систему электроэнергии. В таком исполнении стойка может быть оснащена шиной питания, выполненной с возможностью подключения к общей шине дата-центра, например, по трем фазам, 380-400 В переменного тока, до 220-230 В на фазу, или двум фазам. Стойка может быть дополнительно выполнена с возможностью преобразовывать при помощи встроенного в стойку преобразователя напряжения в 12 В постоянного тока для питания компонентов стойки. Могут использоваться блоки питания 210-230 В для преобразования напряжения от 230 В до 12 В или из 120 В до 10 В или до 12 В. В каждой стойке может быть установлено до 10 блоков питания, но реальное установленное количество блоков питания зависит от мощности каждого источника питания и типа, количества узлов и компонентов, используемых в конкретной стойке. В некоторых вариантах исполнения стойка может не содержать блоков питания, в других исполнениях стойка может содержать 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16, 18, 20, 24 блока питания. В качестве фазового распределителя могут, в качестве неограничивающего примера, использоваться трехфазные PDU - от англ. power distribution unit, PDU) - устройство для распределения электрической энергии - в блоке распределения питания. Например, HP Basic 11kVA/60309/C13 C19/INTL PDU или блок Rittal PDU managed СЕЕ 16A, 3P, 42×C13, 1665 мм или схожие аналоги. PDU обеспечивает связь между собой и входными разъемами блока питания с помощью шнуров питания.In one of the rack designs, an approach to power distribution through a centralized power distribution system may be used. In this design, the rack can be equipped with a power bus, configured to connect to a common data center bus, for example, in three phases, 380-400 V AC, up to 220-230 V per phase, or two phases. The rack can be further configured to convert, using the 12 V DC voltage converter integrated in the rack, to power the rack components. 210-230 V power supplies can be used to convert voltage from 230 V to 12 V or from 120 V to 10 V or up to 12 V. Up to 10 power supplies can be installed in each rack, but the actual installed number of power supplies depends on the power of each power supply and the type, number of nodes and components used in a particular rack. In some versions, the rack may not contain power supplies, in other versions, the rack may contain 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16, 18, 20, 24 power supplies. As a phase distributor, three-phase PDUs can be used as a non-limiting example. power distribution unit (PDU) - a device for distributing electrical energy - in a power distribution unit. For example, HP Basic 11kVA / 60309 / C13 C19 / INTL PDU or Rittal PDU managed CEE 16A, 3P, 42 × C13, 1665 mm or similar equivalents. The PDU provides communication between itself and the input connectors of the power supply using power cords.

Как показано на фигуре 11, узлы получают питание от шины питания в стойке, причем питание поступает от блока распределения мощности в центральной части шкафа, следует понимать, что некоторые исполнения решения допускают расположение блока распределения мощности в нижней и верхней частях шкафа, использование нескольких блоков распределения мощности, расположения блоков распределений мощности вверху, внизу, в центральной части, любой из перечисленных позиций, в частности, в одном из исполнений может быть два блока распределения мощности расположенных в центральной части шкафа. Шина питания состоит из двух параллельных медных рельсов ±12 В и земли, см. фиг. 11. В некоторых исполнениях шина питания может быть выполнена как большее количество рельсов, например, 3, 4, 5 или 6 рельсов и рельс заземления. В некоторых исполнениях рельсы (или часть из них) могут быть выполнены из стали, алюминия. В некоторых вариантах исполнения часть рельсов может быть выполнена из меди, часть - из стали, часть - из алюминия. В стойке могут быть использованы два блока питания - один для верхней части стойки, другой для нижней части. В других исполнениях решения в стойке могут быть задействованы от 2 до 20 блоков питания в зависимости от компонентов стойки. Блоки питания и шины могут быть выполнены независимыми по питанию друг от друга, что обеспечивает дополнительный уровень избыточности распределения мощности. Кроме того, в других исполнениях решения, блоки питания могут быть выполнены с возможностью подачи питания на соседние блоки питания или компоненты, например, в случае выхода одного из блоков питания из строя. В некоторых осуществлениях решения часть блоков питания может быть отключена и нести в себе резервную функцию, т.е. включаться только при выходе из строя какого-то из блоков питания или падении мощности, напряжения или тока на шине питания.As shown in figure 11, the nodes receive power from the power bus in the rack, and the power comes from the power distribution unit in the central part of the cabinet, it should be understood that some solutions allow the location of the power distribution unit in the lower and upper parts of the cabinet, the use of several distribution units power, the location of the power distribution blocks at the top, bottom, in the central part, any of the listed items, in particular, in one of the versions there can be two power distribution blocks p located in the central part of the cabinet. The power bus consists of two parallel ± 12 V copper rails and ground, see FIG. 11. In some designs, the power rail may be configured as a larger number of rails, for example, 3, 4, 5, or 6 rails and an earth rail. In some versions, the rails (or part of them) can be made of steel, aluminum. In some embodiments, part of the rails may be made of copper, part of steel, part of aluminum. Two power supplies can be used in the rack — one for the top of the rack and one for the bottom. In other versions, rack solutions can use between 2 and 20 power supplies, depending on rack components. Power supplies and buses can be made independent of each other, which provides an additional level of redundancy in power distribution. In addition, in other versions of the solution, the power supplies can be configured to supply power to adjacent power supplies or components, for example, in the event of a failure of one of the power supplies. In some implementations of the solution, part of the power supplies can be turned off and carry a backup function, i.e. turn on only when one of the power supplies fails or a drop in power, voltage or current on the power bus.

Как показано на фигуре 12, вентиляторная стена расположена на задней (тыльной) стороне стойки и используется для охлаждения узлов. Дополнительно могут быть размещены вентиляторы на нижней, боковой, боковых верхней и передней стороне стойки. Воздушный поток проходит от передней (фронтальной) стороны к задней (тыльной) стороне стойки через каждый узел или часть узлов, обеспечивая тем самым отвод тепла от компонентов стойки. В некоторых исполнениях воздушный поток может иметь обратное направление.As shown in figure 12, the fan wall is located on the rear (back) side of the rack and is used to cool the nodes. Additionally, fans can be placed on the bottom, side, side, top and front of the rack. The air flow passes from the front (front) side to the rear (back) side of the rack through each node or part of the nodes, thereby providing heat removal from the components of the rack. In some implementations, the airflow may be in the opposite direction.

Вентиляторная стена может быть установлена непосредственно, примыкая к компонентам с задней (тыльной) стороны стойки (как это показано на фигуре 7), но может быть выполнена с заступами (для создания дополнительного притока воздуха). Вентиляторная стена может быть выполнена с отдельным питанием или с питанием от указанных выше блоков питания стойки. Вентиляторная стена может быть выполнена с возможностью подключения к шине питания и\или контроллерам для мониторинга нагрузки на вентиляторы и контроля вышедших вентиляторов из строя. Узлы и другое активное оборудование стойки выполнены для работы в диапазоне входной температуры 18-40°С при включенных или выключенных вентиляторах вентиляторной стены. Вентилятор может быть выполнен с диаметром от 100-120 и до 140-160 мм. В один ряд в вентиляторном ряду могут быть установлены от двух до пяти вентиляторов, а вся вентиляторная стена может включать от 2 (однорядная стена) до 100 вентиляторов (50 рядов по 2 в каждом), в других вариантах, в каждом ряду может быть установлено 4 вентилятора - по 4 на каждую ноду \ рэк (юнит). В некоторых исполнениях решения вентиляторная стена может содержать 48 вентиляторов (по 24 штуки в каждой секции - нижней части и в верхней части стойки). Один ряд вентиляторов может, в альтернативных исполнениях, охлаждать две, три или четыре ноды. Вентиляторная стена может иметь несколько секций или частей, количество вентиляторов в которых может различаться. Дополнительно каждая нода стойки может быть выполнена воздушно изолированной от соседних нод. В таком исполнении решения каждый ряд вентиляторов вентиляторной стены работает изолированно с одной, например, нодой. В некоторых исполнениях решения стойка содержит по меньшей мере два блока питания: первый и второй, причем первый блок питания обеспечивает работу только одной секции стойки. Кроме того, в некоторых исполнениях стойка может включать по меньшей мере третий блок питания, являющийся резервным по меньшей мере для первого блока питания или второго блока питания и обоих блоков питания. Такой резервный блок питания может позволить запитать как компоненты, ноды, вычислительные модули стойки или служебные компоненты, так и вентиляторную стену целиком или отдельные вентиляторы. Блок(и) питания могут быть размещены в центральной секции шкафа, что позволяет, например, проводить диагностику и замену блоков без разбора вычислительных модулей.The fan wall can be installed directly adjacent to the components on the rear (back) side of the rack (as shown in figure 7), but can be performed with spans (to create additional air flow). The fan wall can be made with separate power or powered by the above rack power supplies. The fan wall can be made with the ability to connect to the power bus and / or controllers to monitor the load on the fans and control failed fans. The nodes and other active equipment of the rack are designed to operate in the input temperature range of 18-40 ° C with the fans on or off of the fan wall. The fan can be made with a diameter of 100-120 and up to 140-160 mm. Two to five fans can be installed in one row in the fan row, and the entire fan wall can include from 2 (single-row wall) to 100 fans (50 rows of 2 in each), in other versions, 4 can be installed in each row fan - 4 for each node \ rack (unit). In some versions of the solution, the fan wall can contain 48 fans (24 pieces in each section - the lower part and the upper part of the rack). One row of fans can, in alternative designs, cool two, three, or four nodes. A fan wall may have several sections or parts, the number of fans in which may vary. Additionally, each rack node can be made air-isolated from neighboring nodes. In this version of the solution, each row of fans of the fan wall works in isolation with one, for example, a node. In some implementations of the solution, the rack contains at least two power supplies: a first and a second, the first power supply providing operation of only one section of the rack. In addition, in some implementations, the rack may include at least a third power supply, which is redundant for at least the first power supply or the second power supply and both power supplies. Such a redundant power supply can allow powering both components, nodes, rack computing modules or service components, as well as the entire fan wall or individual fans. The power supply unit (s) can be placed in the central section of the cabinet, which allows, for example, diagnostics and replacement of units without analysis of computing modules.

Система охлаждения стойки, выполненная с использованием вентиляторной стены, может быть выполнена для работы со следующими показателями. Разница температур между входным и выходным воздушным потоком (холодный и горячий коридор стойки) может находиться в диапазоне 15-20°С (зависит от температуры на входе и нагрузки на стойку). Температура на входе (холодного коридора) может колебаться от 18 до 40°С, а давление ±10 Па в холодном проходе, ±5 Па в горячем коридоре (относительно атмосферного давления).The rack cooling system, made using a fan wall, can be made to work with the following indicators. The temperature difference between the inlet and outlet air flow (cold and hot rack corridor) can be in the range of 15-20 ° C (depends on the inlet temperature and the load on the rack). The temperature at the inlet (cold corridor) can range from 18 to 40 ° C, and the pressure is ± 10 Pa in the cold passage, ± 5 Pa in the hot corridor (relative to atmospheric pressure).

При этом система охлаждения стойки, выполненная с использованием вентиляторной стены, может иметь следующие характеристики потребления воздуха. Например, при диапазоне энергопотребления стойки (8-15 кВт) удельный расход воздуха потребляемой мощности в стойке может быть, например, при 15 кВт около 2300 метров кубических в час при температуре на входе (в холодном коридоре) около 25°С. При этом другое возможное потребление воздуха (при 40°С в холодном коридоре и 15 кВт потребляемой мощности) может быть около 4500 метров кубических в час.At the same time, the rack cooling system made using a fan wall can have the following air consumption characteristics. For example, with a rack energy consumption range (8-15 kW), the specific air consumption of power consumed in a rack can be, for example, at 15 kW about 2300 cubic meters per hour at an inlet temperature (in a cold corridor) of about 25 ° C. In this case, the other possible air consumption (at 40 ° C in a cold corridor and 15 kW of power consumption) can be about 4,500 cubic meters per hour.

Помимо системы распределения электроэнергии, система охлаждения в стойке может использоваться компонентами совместно. Например, в узлах могут быть установлены собственные вентиляторы, или в узлах может не быть вентиляторов, и в таком случае все вентиляторы расположены позади всего оборудованием стойки и собраны в стене вентилятора на задней (тыльной) стороне стойки.In addition to the power distribution system, the rack cooling system can be shared between components. For example, nodes may have their own fans installed, or nodes may not have fans, in which case all the fans are located behind the entire rack equipment and are assembled in the fan wall on the back (back) side of the rack.

Система управленияControl system

Модули управления или, например, RMC (контроллеры удаленного управления) используются для управления подсистемами питания и охлаждения, состояния каждого узла стойки и мониторинга состояние узлом и компонентов. Модули дистанционного управления RMC обеспечивают управление релейными выходами для включения/выключения цепей управляемых устройств. Модули RMC представляют собой систему электронных модулей и могут быть настроены для работы с релейными выходами, устройств может быть связано, например, кабелем RS 485 типа «витая пара», осуществляя таким образом управление до 130 цепями. Для реализации функций управления, например, шина IPMI - интеллектуальный интерфейс управления платформой, от англ. Intelligent Platform Management Interface, предназначена для автономного или текущего мониторинга (в том числе в реальном времени) и управления функциями, встроенными непосредственно в аппаратное и микропрограммное обеспечения серверных платформ. Ключевые характеристики IPMIControl modules or, for example, RMC (remote controllers) are used to control the power and cooling subsystems, the state of each rack node and monitor the state of the node and components. RMC remote control modules provide relay output control for switching on / off circuits of controlled devices. RMC modules are a system of electronic modules and can be configured to work with relay outputs, devices can be connected, for example, with an RS 485 twisted pair cable, thereby controlling up to 130 circuits. To implement the management functions, for example, the IPMI bus is an intelligent platform management interface. The Intelligent Platform Management Interface is designed for stand-alone or ongoing monitoring (including real-time monitoring) and management of functions built directly into the hardware and firmware of server platforms. IPMI Key Features

- мониторинг, восстановление функций управления, журналирование и инвентаризация, которые доступны независимо от процессора, BIOS'a и операционной системы. Функции управления платформой могут быть доступны, даже если система находится в выключенном состоянии. Шина IPMI используется для управления нодами стойки и интеграции с инфраструктурой стойки, выведена с тыльной стороны каждой ноды и коммутируется в тыльной стороне, в некоторых исполнениях возможно коммутирование через боковые стороны. Для восстановления поврежденных прошивок ноды стойка может использовать прошивки BIOS и ВМС (описан далее), которые могут быть использованы для аварийного механизма восстановления прошивок. Восстановление прошивки может быть активировано автоматической системой мониторинга дата центра или оператором непосредственно на каждой стойке, ноде - по нажатию кнопки на фронтальной панели стойки (в некоторых вариантах исполнения стойки - на верхней, боковой, тыльной стороне). Восстановление может происходить как из резервной копии, находящейся в микросхеме флэш-памяти (или иной памяти) стойки и\или ноды стойки, так и из внешнего сетевого хранилища по протоколам tftp и\или http.- monitoring, restoration of management functions, journaling and inventory, which are available regardless of the processor, BIOS'a and operating system. Platform management features may be available even if the system is turned off. The IPMI bus is used to control rack nodes and integrate with rack infrastructure. It is located on the rear side of each node and is switched on the back side. In some versions, it is possible to switch through the sides. To repair damaged node firmware, the rack can use BIOS and Navy firmware (described later), which can be used for emergency firmware recovery mechanism. Firmware recovery can be activated by an automatic data center monitoring system or by an operator directly on each rack, a node - by pressing a button on the front panel of the rack (in some versions of the rack - on the top, side, back). Recovery can occur either from a backup located in the flash memory chip (or other memory) of the rack and / or rack node, or from external network storage using the tftp and / or http protocols.

Компоненты и узлы стойки, такие как, например, система охлаждения, блоки питания, термодатчики и т.д., управляются и контролируются контроллером (-ами) удаленного управления RMC. Это модули на базе ВМС (описан далее) / MCU (Microcontroller Unit - это микроконтроллер, то есть, микросхема, применяемая для управления разнообразными электронными устройствами) / FPGA (Программируемая пользователем вентильная матрица (ППВМ, англ. field-programmable gate array, FPGA)Rack components and assemblies, such as, for example, a cooling system, power supplies, temperature sensors, etc., are controlled and monitored by the RMC remote controller (s). These are modules based on the Naval Forces (described later) / MCU (Microcontroller Unit is a microcontroller, that is, a chip used to control a variety of electronic devices) / FPGA (Field Programmable Gate Array (FPGA), FPGA)

- полупроводниковое устройство, которое может быть сконфигурировано производителем или разработчиком после изготовления), которые имеют подключение к каждой части стойки через платы и кабели стойки, в некоторых исполнениях через рельсы. RMC может использовать интерфейсы LAN, I2C (шина внутренней связи для создания управляющей электроники) или IPMB (от англ. Intelligent Platform Management Bus - шина управления протокола и модулей IPMI) и протокол IPMI 2.0 -интеллектуальный интерфейс управления платформой версии 2.0- для связи с узлами и компонентами и IPMI или его аналоги для связи с службами управления центрами обработки данных. В некоторых исполнениях могут использоваться протоколы на основе HTTP или XML, такие как, например, Redfish (протокол-разновидность IPMI, имеющий шифрование, причем протокол и модель данных могут быть разделены, что позволяет обновлять их отдельно друг от друга). Другие варианты воплощения возможны и не должны ограничиваться перечисленными выше примерами. Одним из возможных вариантов является использование плат управления (СВ) для каждой зоны охлаждения. СВ - это модуль на базе ВМС, MCU или FPGA со встроенной системой на базе Linux. Каждый СВ контролирует скорость вращения вентиляторов и узлы одной зоны охлаждения. Такой подход обеспечивает распределенную систему управления, где зоны охлаждения независимы друг от друга. Ограниченное количество контролируемых компонентов (вентиляторы, узлы) обеспечивает гибкость и высокую скорость передачи данных между СВ и компонентами. Все СВ должны быть объединены с RMC, который является точкой входа для системы контроля уровня оператора и постоянного тока.- a semiconductor device that can be configured by the manufacturer or developer after manufacture), which are connected to each part of the rack through the boards and cables of the rack, in some versions through the rails. RMC can use LAN, I2C (internal communication bus for creating control electronics) or IPMB (from Intelligent Platform Management Bus - protocol and IPMI modules control bus) and IPMI 2.0 protocol - an intelligent platform management interface version 2.0- for communication with nodes and components and IPMI or its analogues for communication with data center management services. In some implementations, HTTP or XML-based protocols can be used, such as, for example, Redfish (a protocol type of IPMI that has encryption, moreover, the protocol and data model can be separated, which allows updating them separately from each other). Other embodiments are possible and should not be limited to the above examples. One option is to use control cards (CBs) for each cooling zone. CB is a module based on a Navy, MCU or FPGA with an embedded Linux system. Each SV controls the speed of rotation of the fans and the nodes of one cooling zone. This approach provides a distributed control system where the cooling zones are independent of each other. A limited number of controlled components (fans, nodes) provides flexibility and high speed data transfer between the CB and components. All CBs must be combined with RMC, which is the entry point for the operator level and DC control system.

Список функций системы управления (все функции должны быть реализованы как в автоматическом, так и в ручном режимах): контроль скорости вращения вентилятора; контроль системы распределения электроэнергии; состояние узла и состояние питания; получение информации об узлах (тип узла, энергопотребление, температура критических элементов, МАС-адреса и т.д.); мониторинг работоспособности каждого контролируемого компонента и, при необходимости, его восстановление (из прошивки, например, как это было показано выше); контроль температуры на входе (холодный коридор) и выходе (горячий коридор); «бесшовное» обновление СВ / RMC в кратчайшие сроки для с проверкой целостности встроенного ПО (программного обеспечения).List of functions of the control system (all functions must be implemented in both automatic and manual modes): fan speed control; power distribution system control; node status and power status; receiving information about nodes (node type, power consumption, temperature of critical elements, MAC addresses, etc.); monitoring the health of each monitored component and, if necessary, restoring it (from the firmware, for example, as shown above); temperature control at the inlet (cold corridor) and exit (hot corridor); "Seamless" CB / RMC update as soon as possible for checking the integrity of the firmware (software).

Управление стойкой и коммутациямиRack and Switch Management

Все коммутации управления между компонентами стойки должны быть проложены внутри стойки через объединительные платы. Компоненты стойки могут быть подключены через Ethernet или другие кабели. Узлы взаимодействуют с RMC через интерфейсы IPMI или I2C через объединительные платы. Каждый узел может иметь свою собственную плату в шасси, которая подключается к объединительной плате в стойке и далее соединяется с RMC или СВ через объединительную плату в стойке. В некоторых исполнениях решения каждой ноде или группе нод стойки может соответствовать один или несколько, в других исполнениях, управляющих компьютеров.All control switching between rack components must be routed inside the rack through the backplanes. Rack components can be connected via Ethernet or other cables. Nodes communicate with RMC via IPMI or I2C through backplanes. Each node can have its own board in the chassis, which connects to the backplane in the rack and then connects to the RMC or CB through the backplane in the rack. In some solutions, each node or group of rack nodes may correspond to one or several, in other versions, control computers.

Стойка может быть оборудована коммутатором, работающим со скоростью, например, 100 Мбит/с для объединения сетевых соединений с микросхемами ВМС или объединительных плат и RMC (управляющие платы компании ВМС Software, Inc.), например, ВМС Remedy Change Management - это модуль, который позволяет определить и реализовать стандартизированные процессы внедрения изменений, охватывающие весь жизненный цикл запроса на внесение изменения оборудования - от его подачи, внедрения и до контрольной проверки. Этот коммутатор может быть расположен в том же блоке, что и модули RMC, и иметь один или несколько внешних портов RJ45 (100 Мбит в секунду или 1 Гбит в секунду) для связи с другими компонентами. RMC и узел ВМС получают IP-адрес через DHCP-сервер, предоставляемый оператором и\или автоматизированной службой дата центра.The rack can be equipped with a switch operating at a speed of, for example, 100 Mbps for combining network connections with Navy or backplane ICs and RMC (Navy Management Boards, Inc.), for example, Navy Remedy Change Management is a module that allows you to define and implement standardized processes for introducing changes, covering the entire life cycle of a request for a change in equipment - from its submission, implementation to verification. This switch can be located in the same block as the RMC modules and have one or more external RJ45 ports (100 Mbps or 1 Gbps) for communication with other components. The RMC and the IUD node receive an IP address through a DHCP server provided by the operator and / or the automated data center service.

Контроль за потреблением энергииEnergy control

Для предотвращения чрезвычайных ситуаций и полного контроля за потреблением энергии в стойке может быть реализована возможность снижения или ограничения общего потребления мощности (для каждой стойки или группы стоек в других исполнениях). Блокировка мощности выполняется путем переключения состояний управляющим компьютером конкретного узла. Управление питанием управляется RMC, могут использоваться несколько способов управления (в качестве примеров): автоматическое управление в случае чрезвычайной ситуации; автоматическое управление в случае достижения некоторого предела или порога срабатывания (предел должен быть предварительно установлен командой по одному (или нескольким) из вышеперечисленных интерфейсов); вручную, например, оператором с помощью команды управления при помощи протокола по одному (или нескольким) из вышеперечисленных интерфейсов и их аналогов.To prevent emergency situations and complete control over the energy consumption in the rack, the possibility of reducing or limiting the total power consumption (for each rack or group of racks in other versions) can be realized. Power blocking is performed by switching states by the control computer of a particular node. Power management is controlled by RMC, several management methods can be used (as examples): automatic control in case of emergency; automatic control in case a certain limit or threshold is reached (the limit must be pre-set by a team of one (or several) of the above interfaces); manually, for example, by an operator using a control command using a protocol, one (or several) of the above interfaces and their analogues.

Каждый из перечисленных выше примеров управления может позволять, например, с помощью команд по одному (или нескольким) из вышеперечисленных интерфейсов ограничивать мощность, перераспределять мощность в группе стоек, полностью ограничивать мощность одной или нескольких стоек.Each of the above control examples can allow, for example, using commands one (or several) of the above interfaces to limit power, redistribute power in a group of racks, completely limit the power of one or more racks.

Наполнение стойки и организация внутреннего пространстваRack filling and organization of internal space

Стойка может быть выполнена с возможностью наполнения нодами (юнитами). Юнит (от англ. Unit, RU - англ. Rack \ Unit, RMU - англ. Rack Mount Unit) - единица измерения специального оборудования, для учета, например, габаритов при размещении модулей (нод или рэков) внутри стойки. Настоящая стойка может размещать от 1 до 50 юнитов (но может функционировать и без юнитов), в некоторых исполнениях стойка включает 41 юнит для установки оборудования, где высота юнита составляет от 25 мм до 355 мм, а ширина может составлять от 400 до 600 мм (в качестве примера).The rack can be made with the possibility of filling nodes (units). Unit (from the English Unit, RU - English. Rack \ Unit, RMU - English. Rack Mount Unit) - a unit of measurement of special equipment, for taking into account, for example, dimensions when placing modules (nodes or racks) inside the rack. This rack can accommodate from 1 to 50 units (but can function without units), in some versions the rack includes 41 units for equipment installation, where the unit height is from 25 mm to 355 mm and the width can be from 400 to 600 mm ( as an example).

В некоторых исполнения решения стойка, как это показано на фигуре 8, может быть разделена на две половины, термоизолированные секции, например, условно разделенные по вертикали), то есть шкаф (стойка) снабжен лотками для установки унифицированных вычислительных модулей по 18 юнитов каждая при общем количестве юнитов в 36 штук. В других исполнениях решения стойка может быть разделена на две секции по 24 юнита в каждой секции. В других исполнениях решения секции могут иметь разное количество юнитов, причем юниты могут быть разных типов, размеров и конфигураций. Некоторые юниты каждой из секций могут быть сконфигурированы для установки сетевого оборудования (например, свитчей) типоразмеров 19 дюймов и 21 дюймов. В некоторых исполнениях секций может быть большее количество, например, 3, 4, 5, 6 и т.д., причем все секции могут иметь одинаковое количество юнитов, а могут иметь и различное количество юнитов. Сами юниты внутри одной секции могут быть все одинаковыми, одинакового типоразмера, а могут отличаться по наполнению и типоразмеру.In some versions of the solution, the rack, as shown in figure 8, can be divided into two halves, thermally insulated sections, for example, conditionally divided vertically), that is, the cabinet (rack) is equipped with trays for installing unified computing modules of 18 units each with a total the number of units in 36 pieces. In other versions of the solution, the rack can be divided into two sections of 24 units in each section. In other implementations, section decisions may have a different number of units, and units may be of different types, sizes, and configurations. Some units of each section can be configured to install network equipment (for example, switches) of standard sizes 19 inches and 21 inches. In some versions of the sections there may be a larger number, for example, 3, 4, 5, 6, etc., moreover, all sections may have the same number of units, but may also have a different number of units. The units themselves within one section can be all the same, of the same size, and can vary in content and size.

На задней (тыльной) стороне стойки, вертикально или горизонтально, или под углом к основанию стойки могут быть установлены металлические шины электропитания (12 В и земля), которые крепятся или соединяются с шасси блоков питания. Данные шины предназначены для предоставления 12 В юнитам или нодам или группам нод или юнитов.On the rear (back) side of the rack, vertically, horizontally, or at an angle to the base of the rack, metal power buses (12 V and ground) can be installed, which are mounted or connected to the chassis of the power supplies. These buses are designed to provide 12 V units or nodes or groups of nodes or units.

За шиной электропитания, также в тыльной стороне стойки, может быть установлена вентиляторная стена, включающая вентиляторы, например, типоразмера 100 мм, 120 мм или 140 мм каждый, в некоторых исполнениях все вентиляторы имеют одинаковые размеры, в некоторых исполнениях размеры вентиляторов могут различаться. В некоторых исполнениях решения вентиляторная стена может содержать по 24 вентилятора на каждую половину стойки (всего 48 вентиляторов). В других исполнениях вентиляторная стена может включать от 10 до 60 вентиляторов, причем вентиляторы могут быть выполнены упорядоченно, например, в шахматном порядке, или, в других исполнениях, в разнобой, что зависит от конфигурации стойки и наличия активных юнитов или нод. Вентиляторы предназначены для охлаждения компонентов нод и юнитов. Вентиляторы устанавливаются в каркас, который крепится к стойке с задней (тыльной) стороны стойки. В некоторых исполнениях может быть установлено несколько каркасов, например, один каркас под вентиляторы одного типоразмера, а другой каркас для вентиляторов иного типоразмера. Также каркасы могут подбираться таким образом, чтобы питание всех вентиляторов в одном каркасе осуществлялось с одного источника питания. Каждый вентилятор подключен к сети 12 В и сети управления. Управление скоростью вентиляторов осуществляется модулями управления зонами охлаждения. Модули могут представлять собой систему на базе ARM CPU Aspeed AST1250, и предназначены для управления нодами, вентиляторами, блоками питания путем подключения к обозначенному оборудованию по интерфейсам I2C (ПС, англ. Inter-Integrated Circuit). Разработан фирмой Philips Semiconductors в начале 1980-х как простая 8-битная шина внутренней связи для создания управляющей электроники), PWM (Модуляция с широтно-импульсной модуляцией (PWM); контроллеры являются управляющими микросхемами для источников питания в режиме переключения, которые регулируют целевой параметр путем модуляции рабочего цикла), PMBus (от англ. Power Management Bus, шина управления питанием, PMBus) и Ethernet (LAN). Управление скоростью вентиляторов может осуществляется индивидуально для части стойки или групп юнитов. В некоторых исполнениях решения стойка может быть условно разделена зоны управления, по каждой из которых индивидуально отдельным контроллером и\или компьютером (примеры которых указаны выше) может производиться управление: а) питанием, б) скоростью вращения вентиляторов, в) контролем за отказами оборудования в целом и отдельных компонент. Вентиляторы выполнены с возможностью работы по меньшей мере в трех режимах: полной остановки, вращения вентилятора со средней скоростью, вращения вентилятора с максимальной скоростью. Кроме того, в других исполнениях решения, вентиляторы могут работать с разной скоростью в одной вентиляторной стене. Так, например, выход из строя твердотельного накопителя, магнитного диска, процессора, вентилятора. Последующая индикация (например, на фронтальной стороне стойки) и сигнал, переданный контроллером, позволяет точнее и быстрее идентифицировать неисправный (-ые) компоненты, не затрагивая работу других компонентов в других частях стойки.Behind the power bus, also in the rear of the rack, a fan wall can be installed, including fans, for example, sizes 100 mm, 120 mm or 140 mm each, in some versions all fans are the same size, in some versions the sizes of fans can vary. In some versions of the solution, a fan wall can contain 24 fans for each half of the rack (48 fans in total). In other versions, the fan wall can include from 10 to 60 fans, and the fans can be made orderly, for example, in a checkerboard pattern, or, in other versions, in different ways, depending on the rack configuration and the presence of active units or nodes. Fans are designed to cool the components of nodes and units. Fans are installed in the frame, which is attached to the rack from the rear (back) side of the rack. In some versions, several frames can be installed, for example, one frame for fans of one size and another frame for fans of a different size. Also, the frames can be selected so that the power of all fans in one frame is carried out from one power source. Each fan is connected to a 12 V network and a control network. Fan speed is controlled by cooling zone control modules. The modules can be a system based on ARM CPU Aspeed AST1250, and are designed to control nodes, fans, power supplies by connecting to designated equipment via I2C interfaces (Substation, Eng. Inter-Integrated Circuit). Developed by Philips Semiconductors in the early 1980s as a simple 8-bit intercom bus for creating control electronics), PWM (Pulse Width Modulated Modulation (PWM); controllers are control circuits for switching power supplies that control the target parameter by modulating the duty cycle), PMBus (from the English Power Management Bus, Power Management Bus, PMBus) and Ethernet (LAN). Fan speed control can be carried out individually for part of the rack or groups of units. In some versions of the solution, the rack can be conditionally divided into control zones, each of which can be individually controlled by an individual controller and / or computer (examples of which are indicated above): a) power supply, b) fan rotation speed, c) equipment failure monitoring whole and individual components. Fans are configured to operate in at least three modes: full stop, fan rotation at medium speed, fan rotation at maximum speed. In addition, in other versions of the solution, fans can operate at different speeds in one fan wall. So, for example, the failure of a solid state drive, magnetic disk, processor, fan. The subsequent indication (for example, on the front side of the rack) and the signal transmitted by the controller allow us to more accurately and quickly identify the faulty components (s) without affecting the operation of other components in other parts of the rack.

Другими словами, части стойки могут быть физически разделены на двух-, трех- или четырехюнитные зоны охлаждения (возможны также имплементации с пятью и более юнитами, а также одноюнитные). С тыльной стороны стойки, на уровне шины электропитания, могут быть вертикально установлены карты расширения («бекплейны») для подключения в них нод и модулей управления зонами охлаждения. Каждый бекплейн рассчитан на подключение оборудования в нескольких юнитах.In other words, the rack parts can be physically divided into two-, three- or four-unit cooling zones (implementations with five or more units are also possible, as well as single-unit ones). On the back side of the rack, at the level of the power bus, expansion cards (“backplanes”) can be vertically installed to connect nodes and cooling zone control modules to them. Each backplane is designed to connect equipment in several units.

На передней (фронтальной) стороне стойки может быть установлен разъем IEC С14 (в качестве примера, или, в других вариантах, штепсельная розетка, или разъем С11 или С12, штырьевого или гнездового типа) для подключения внешних приборов по напряжению 220 В. Разъем может располагаться как слева, так и справа, посередине, внутри каркаса стойки. Такая конфигурация разъема позволяет оператору стойки оперативно подключать контрольно-измерительную аппаратуру к питанию. Кроме того, стойка может быть снабжена портами видеосигнала, портами для передачи служебной информации и т.д. Слева и справа передней (фронтальной) части стойки, предпочтительно вертикально, могут быть установлены боковые кабельные органайзеры для крепления кабелей. Дополнительно могут быть установлены горизонтальные кабельные органайзеры. Размер органайзеров может составлять от 20 до 150 мм по каждому из измерений (например, иметь форму круга с диаметром 150 мм, прямоугольника с размерами 20 мм на 150 мм, квадрата со стороной 70 мм, эллипса, вписанного в прямоугольник со сторонами 50 мм и 100 мм). Снизу стойки, по фронту и тылу крепится металлическая планка (которая может быть выполнена из полимера, пористого полимера и разных пластмасс, резины и\или смесей каучука и т.д.) для предотвращения прохода воздуха через низ стойки, то есть для предотвращения прохода воздуха из холодного в горячий коридор. Металлическая планка (фартук) в некоторых исполнениях может регулироваться по высоте, за счет соединения ее со стойкой посредством винтовых соединений и выполнения в планках отверстий, превышающих диаметр винтового соединения. На верхней стороне стойки могут быть расположены отверстия с задвижкой для прокладки кабелей, отверстия дополнительно могут содержать поролон, пористый полимер или щетки для уменьшения проникновения грязи, влаги, воздуха, препятствовать теплообмену через окно. В некоторых исполнениях в верхней стороне стойки могут быть выполнены разъемы, позволяющие герметично прокладывать кабели.On the front (front) side of the rack, an IEC C14 connector can be installed (as an example, or, in other versions, a plug socket, or a C11 or C12 connector, male or female) for connecting external devices with a voltage of 220 V. The connector can be located both left and right, in the middle, inside the rack frame. This connector configuration allows the rack operator to quickly connect instrumentation to power. In addition, the rack can be equipped with video ports, ports for transmitting service information, etc. To the left and right of the front (front) part of the rack, preferably vertically, side cable organizers can be installed for securing the cables. Additionally, horizontal cable managers can be installed. The size of the organizers can be from 20 to 150 mm for each of the measurements (for example, have the shape of a circle with a diameter of 150 mm, a rectangle with a size of 20 mm by 150 mm, a square with a side of 70 mm, an ellipse inscribed in a rectangle with sides of 50 mm and 100 mm). A metal strip (which can be made of polymer, porous polymer and various plastics, rubber and / or rubber mixtures, etc.) is attached to the bottom of the rack, along the front and rear, to prevent air from passing through the bottom of the rack, that is, to prevent air from passing from cold to hot corridor. The metal strip (apron) in some versions can be adjusted in height, by connecting it to the rack by means of screw connections and making holes in the strips that exceed the diameter of the screw connection. On the upper side of the rack, holes with a valve for laying cables can be located, the holes can additionally contain foam rubber, porous polymer or brushes to reduce the penetration of dirt, moisture, air, and prevent heat exchange through the window. In some versions, connectors can be made on the upper side of the rack to allow cables to be sealed.

Стойка может выть выполнена с применением шасси для перемещения стойки, как это показано на фигуре 4, например, четыре (под каждым углом стойки) или шесть колес (равномерно по периметру нижней плоскости стойки или по три с двух сторон стойки) для транспортировки стойки могут располагаться в горизонтальной нижней плоскости стойки. Колеса крепятся к нижней части стойки. В некоторых исполнениях могут использоваться ролики или шаровые конструкции вместо или совместно с колесами. В некоторых вариантах шасси с колесами стойки могут использоваться амортизаторы для снижения вибраций стойки и компонентов стойки при перемещении. Амортизаторы могут быть масляными, газовыми, резиновыми, полимерными, выполненными в виде пружин сжатия, пружин растяжения, рессор, комбинации перечисленных исполнений амортизаторов. В некоторых исполнениях шасси выполнено с возможностью блокировки всех или части опорных элементов (колес, роликов, шаровых конструкций).The rack can be made using a chassis to move the rack, as shown in figure 4, for example, four (at each angle of the rack) or six wheels (evenly around the perimeter of the bottom plane of the rack or three on both sides of the rack) can be located in the horizontal lower plane of the rack. The wheels are attached to the bottom of the rack. In some designs, rollers or ball structures may be used instead of or in conjunction with wheels. In some chassis variants with rack wheels, shock absorbers can be used to reduce the vibration of the rack and rack components when moving. Shock absorbers can be oil, gas, rubber, polymer, made in the form of compression springs, tension springs, springs, combinations of the listed versions of shock absorbers. In some versions, the chassis is configured to lock all or part of the supporting elements (wheels, rollers, ball structures).

В других исполнениях решения стойки могут иметь в дополнение или отдельно от шасси стойки-ножки. Стойки-ножки могут использоваться для корректировки и выравнивания положения стойки на поверхности (пола), контроля углов отклонения или для придания дополнительной стабильности конструкции стойки. Стойка может быть снабжена одним, двумя, тремя, четырьмя или большим количеством жидкостных уровней.In other versions, rack solutions may have, in addition to or separately from the chassis, leg racks. Leg racks can be used to adjust and align the rack position on the surface (floor), control deviation angles, or to provide additional stability to the rack structure. The rack may be provided with one, two, three, four or more liquid levels.

Фигура 3 показывает, что сверху стойки, например, на верхней внешней панели корпуса, и, например, в передней и задней частях, над юнитами и вентиляторами могут быть установлены складывающиеся термодатчики, которые подключены к модулям управления стойкой. Датчики могут быть сложены - выставлены в положение для транспортировки и\или извлечения и замены, например, механически или с помощью отдельных приводов, управляемых модулями управления стойкой. При нахождении стойки в рабочем положении, датчики могут быть разложены - выставлены в рабочее положение для измерения температуры. В других исполнениях решения термодатчики могут быть установлены во внутреннем пространстве шкафа, например, расположенными во внутреннем пространстве шкафа по меньшей мере по одному в каждой термоизолированной секции, причем каждая термоизолированная секция может обслуживаться своим набором вентиляторов, установленным по меньшей мере в одну вентиляторную стену. Термодатчики могут выполнены с возможностью мониторинга температуры индивидуально, когда каждый из термодатчиков замеряет фактическое значение температуры, или, в других исполнениях решения, термодатчики могут замерять перепад температур (разницу температур), например, по разнице показаний друг друга.Figure 3 shows that on the top of the rack, for example, on the upper external panel of the case, and, for example, in the front and rear parts, folding temperature sensors can be installed above the units and fans, which are connected to the rack control modules. Sensors can be folded - set in position for transportation and / or removal and replacement, for example, mechanically or using separate drives controlled by rack control modules. When the rack is in the working position, the sensors can be unfolded - put in the working position to measure the temperature. In other implementations of the solution, the temperature sensors can be installed in the interior of the cabinet, for example, located in the interior of the cabinet at least one in each thermally insulated section, and each thermally insulated section can be serviced by its own set of fans installed in at least one fan wall. The temperature sensors can be configured to monitor the temperature individually, when each of the temperature sensors measures the actual temperature value, or, in other versions of the solution, the temperature sensors can measure the temperature difference (temperature difference), for example, by the difference in the readings of each other.

Внутри профилей стойки, как показано на фигуре 5, на каждый юнит могут быть установлены L-образные профили для установки нод. Эти профили можно извлечь без специального инструмента для установки оборудования, например, превышающего высотой более 1 юнита. Стойка может содержать лотки, которые могут быть выполнены раздвижными (например, частично) и\или выдвижными, причем возможно сочетание перечисленных подходов, когда лоток может быть выдвинут и раздвинут, например, пополам. Лотки могут быть выполнены с помощью направляющих и по меньшей мере с двумя колесами и\или направляющими.Inside the rack profiles, as shown in Figure 5, L-shaped profiles for installing nodes can be installed on each unit. These profiles can be removed without a special tool for installing equipment, for example, exceeding a height of more than 1 unit. The rack may contain trays that can be made sliding (for example, partially) and / or extendable, and a combination of the above approaches is possible when the tray can be extended and extended, for example, in half. Trays can be made using guides and with at least two wheels and / or guides.

Claims

1. A rack for computer equipment, which is a cabinet that includes a front metal frame equipped with seats for installing the organizer rings, and a rear metal frame connected to the front frame by power elements in the form of horizontal metal beams, horizontal and vertical panels, legs a cabinet, profiles and trays for installing unified computing modules, equipment switching means located in front of the cabinet, at least one control lamp, located in front of the cabinet, front gaskets located between the profiles and the front frame and having at least one window, height-adjustable apron installed in the lower part of the cabinet, at least one cable entry mounted on top of the cabinet, a partition separating the inner cabinet space for at least two thermally insulated sections, and a cooling system including at least one fan wall provided with at least two fans configured to work you are in at least three modes: full stop, fan rotation at medium speed, fan rotation at maximum speed, at least two temperature sensors located in the interior of the cabinet at least one in each thermally insulated section, each thermally insulated section being serviced by a set of fans installed in at least one fan wall.

2. The rack according to claim 1, in which the unified computing modules have a form factor of 21 inches.

3. The rack according to claim 1, in which the cabinet is equipped with trays for installing unified computing modules in an amount of 36 to 44.

4. The rack according to claim 1, which contains at least two power supplies: the first and second, and the first power supply provides operation of only one section.

5. The rack according to claim 4, in which the second power supply unit provides operation of at least one fan wall.

6. The rack according to claim 4, which contains at least a third power supply, which is a backup for at least the first power supply.

7. The rack according to claim 4, in which the power supplies are located in the central part of the cabinet.

8. The rack according to claim 1, in which the horizontal and vertical panels, front seals, partition and apron are made of metal.

9. The rack according to claim 1, in which the horizontal and vertical panels, front seals, partition and apron are made of plastic.

10. The rack according to claim 1, in which at least one window of the front seal is closed with a brush.

11. The rack according to claim 1, in which the trays are extendable, contain guides and at least two wheels.