Warum richtig Kühlen?

[Aldimann]

Hi zusammen,

ich beschäftige mich gerade mal aus gegebenem Anlass damit, warum man Hardware richtig kühlen sollte. So im Hinblick warum Serverräume eine Kühlung haben etc.

Leider spuckt mir eine große Bekannte Suchmaschine noch nicht so ganz aus was ich gern hätte. Und zwar bin ich auf der Suche nach Tests und Statistiken, sowie Erklärungen eben zu diesem Thema.

Also Tests und Statistiken, die z.B. belegen (wollen), dass die Lebensdauer bei höherer Umgebungstemperatur sinkt oder mehr Fehler passieren
Und Erklärung was physisch gesehen im PC passiert wenn die Umgebungstempertur höher ist.

Ich hoffe ihr wisst was ich meine und könnt mir helfen

Vielen Dank schonmal! Ich google mal weiter

 

[Montesodi]

Hi,

auf eine Kühlung eines Serverraums wirst du kaum verzichten können. Zum Beispiel in unseren Serverräumen (ca. 300 Server plus Network-Devices und Storage) würden die Server nach ca. 20min ohne Kühlung runterfahren, da einfach die Raumtemp viel zu hoch wäre und somit auch die Temps der Server selber.

Jetzt fragt sich natürlich wieviel Kühlung es braucht. Dieser Frage haben wir uns auch gewidmet. Früher haben wir unsere Serverräume auf 22°C Raumtemp gekühlt. Wir haben dann schrittweise auf 25°C erhöht und haben keine Probleme damit. Können aber so eine Menge Stromkosten sparen, da die Klimaanlagen weniger leisten müssen.

Betreffend Lebensdauer haben wir keine negativen Erfahrungen gemacht. Man muss aber auch sagen, dass im professionellen Umfeld die Geräte unter Wartung stehen und man bei einem Ausfall einen Ersatz bekommt. Zudem wird die Hardware auf drei, vier oder fünf Jahre abgeschrieben und dann ersetzt.

Hoffe ich konnte ein wenig helfen.

 

[Aldimann]

Sehr cool nicht ganz so wie ich mir das eigentlich gedacht hatte aber der Erfahrungsbericht ist schonmal viel Wert! Vielen Dank!

Hat jemand Erfahrung mit noch höheren Temperaturen bei Rechnern im Dauerbetrieb? z.B. im Sommer sowas um die 28 Grad? Wäre mal Interessant.

 

[Cyba]

Also in unserem kleinen Serverraum (1 Rack) ist vor 2 Monaten mal die Klimaanlage ausgefallen. Es wurde dann behilfsweise mit Ventilatoren ein Lufttunnel eingerichtet, trotzdem stieg die Raumtemperatur bis auf 40°C, wären die Ventilatoren nicht, hätte der Raum bestimmt seine 60°C erreicht. Die Kühlung der Hardware wäre unter keinen Umständen mehr gewährleistet und die Prozessoren hätten sich mit hoher Wahrscheinlichkeit auf Grund zu hoher Wärme abgeschaltet.
Kurz gesagt: Mit einer normalen Luftumwälzung kannst du keinen Serverraum auf eine unkritische Betriebstemperatur kühlen, da die Hardware zu viel Wärme abgibt.

Grüße

Cyba

 

[Lumpy]

Bei zunehmender Wärmeentwicklung vergrößern sich die Leckströme in der CPU. Dadurch macht sie Rechenfehler und der PC stürzt ab. Mal so ganz umgangssprachlich ausgedrückt.

 

[adx]

Da der elektrische Widerstand von Silizium mit steigender Temperatur sinkt,
steigen auch die Kosten, weil mehr Strom fließt.
Ob sich das durch Einsatz einer Kühlung rechnet, weiß ich nicht.
Da unterschiedliche Materialien auf der Platine einen unterschiedlichen
Längenausdehnungskoeffizienten haben, sich also unterschiedlich stark
ausdehnen bei Erwärmung, entstehen kleine Risse an den Kontaktstellen,
die wiederum zu besagten Leckströmen und Kurzschlüssen führen.

 

[Aldimann]

Also in unserem kleinen Serverraum (1 Rack) ist vor 2 Monaten mal die Klimaanlage ausgefallen. Es wurde dann behilfsweise mit Ventilatoren ein Lufttunnel eingerichtet, trotzdem stieg die Raumtemperatur bis auf 40°C, wären die Ventilatoren nicht, hätte der Raum bestimmt seine 60°C erreicht. Die Kühlung der Hardware wäre unter keinen Umständen mehr gewährleistet und die Prozessoren hätten sich mit hoher Wahrscheinlichkeit auf Grund zu hoher Wärme abgeschaltet.
Kurz gesagt: Mit einer normalen Luftumwälzung kannst du keinen Serverraum auf eine unkritische Betriebstemperatur kühlen, da die Hardware zu viel Wärme abgibt.

Grüße

Cyba

Auf wieviel Grad hattet ihr vorher den Raum gekühlt? Und weißt du zufällig noch wie schnell ihr circa die Lüfter dort aufgestellt habt?

Grund: Es wird ja immer gesagt man solle möglichst Kühl im Serverraum bleiben um in einem solchen Fall mehr Zeit zu haben um zu Reagieren.

Bei zunehmender Wärmeentwicklung vergrößern sich die Leckströme in der CPU. Dadurch macht sie Rechenfehler und der PC stürzt ab. Mal so ganz umgangssprachlich ausgedrückt.

Ah klingt logisch. Hast du zufällig noch nen Dokument oder sowas dazu?

@adx: Danke für die Erklärung!



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Meine Erkenntnisse aus Recherchen will ich ja auch nicht vorenthalten:

Lt. diverser Tests und Normungen (was es da nicht alles gibt) ist eine Tempertur im Serverraum im Sommer bis zu 26°C OK im Winter sollte sie nicht unter 20°C fallen (immer möglichst dicht an der Außentemperatur sein unter berücksichtigung der max/min Werte 26°C/20°C)

Für die Rechner ist, soweit die Recherche, diese Temperatur unbedenklich jedoch verfällt manchmal schon bei 24°C die Garantie auf das Gerät.

Warum also Serverräume im Bereich von circa 20°C betreiben?

Hier gibt es genau zwei Argumente die mehr oder weniger plausibel sind:

1. Die Batterie der USV fühlt sich bei 20°C wohl und nur dann hat sie die entsprechende Lebensdauer und Leistung. Zwischen 5°C und 10°C mehr ist es nur noch die hälfte (die einen meinten 5°C die anderen 10°C also irgendwo in dem Bereich ). Außerdem ist für die Batterie auch eine niedrigere Tempertur nicht gut

2. Wenn der Serverraum Kühler ist und, wie in dem Fall oben, die Klimaanlage ausfällt hat man mehr Zeit zu reagieren...

 

[Cyba]

Also der Raum war konstant auf 22°C runtergekühlt. Die Lüfter haben wir ungefähr eine Stunde nach Ausfall der Klimaanlage aufgestellt, den genauen Zeitpunkt des Ausfalls konnten wir aber nicht bestimmen. Jetzt wo es ein wenig wärmer ist, haben wir die Anlage auf aber 25°C eingestellt.

 

[~HazZarD~]

Da der elektrische Widerstand von Silizium mit steigender Temperatur sinkt,
steigen auch die Kosten, weil mehr Strom fließt.
Ob sich das durch Einsatz einer Kühlung rechnet, weiß ich nicht.
Da unterschiedliche Materialien auf der Platine einen unterschiedlichen
Längenausdehnungskoeffizienten haben, sich also unterschiedlich stark
ausdehnen bei Erwärmung, entstehen kleine Risse an den Kontaktstellen,
die wiederum zu besagten Leckströmen und Kurzschlüssen führen.

Sry das ich hier klugscheiser, aber auch der Widerstand von Silizium steigt bei höheren Temperaturen. Da die Leitfähigkeit im Vergleich zur Widerstand allerdings überproportional zunimmt steigt die Leitfähigkeit mit höheren Temperatur ingesammt an. Das hat nix mit dem Widerstand zu tun.
Aus einer Zunahme der Leitfähigkeit resultiert am Ende dann eine Erhöhung des Stromflusses und damit dann durch vermehrte Teilchenstöße eine erhöhte Wärmeabgabe (Teufelskreis) was sich dann nur durch eine Kühlung in Griff bekommen lässt.

Rissstellen haben gar nichts mit Leckströmen zu tun. Die würden nur einen Stromfluss verhindern. Leckströme entstehen druch nahe beinander verlaufende Leiterbahnen innerhalb des Chips die dann eine Kondensatorähnlichs Element bilden. Da der Isolator dazwischen nie zu 100% isolieren kann findet hier ein gewisser ungewollter Stromfluss statt der dann allgemein als Leckstom bekannt ist.

Gesteigerte Leitfähigkeit durch Temperaturerhöhung führt dann zu stärkeren elektrischen Feldern an den Kondensatoren was dann dann wiederum höheren Leckströme verursacht. Dadurch kommen dann wie Lumpy geschrieben hat eventuelle Rechenfehler zustande.

Gruß,
HazZarD

 

[WEBHOUSE]

Bill Weihl von Google ist der Meinung, dass in vielen Rechenzentren die Klimaanlagen auf zu niedrige Temperaturen eingestellt sind. Seiner Meinung nach kann man durch wärmere Server mehr Energie sparen.

Letztlich könnte man auf diese Weise auch die Energie-Effizienz deutlich erhöhen, heißt es in einem Artikel des Online-Portals 'Computerworld'. Laut dem Google-Mitarbeiter Bill Weihl würden die Server ohne Probleme Temperaturen von 27 Grad Celsius verkraften.

Auch in den Rechenzentren von Google selbst habe man damit keine Schwierigkeiten, teilte der Experte im Rahmen der GreenNet-Konferenz in San Francisco mit.

Eine weitere Möglichkeit, um Energie sparen und Kühlsysteme entlasten zu können, stellt die bessere Trennung von kalter Luftzufuhr und warmer Luftabfuhr dar.

Ferner empfiehlt der Google-Experte den Einsatz von energieeffizienter Hardware und rät zu Virtualisierungslösungen.

Quelle
Wirtschaft & Firmen > Höhere Energieeffizienz durch wärmere Server

 

[CyberCSX]

Sorry aber bei 22°C bzw 28°C bekommen eure servern keine Frostbeulen?

@ Cyba

Wen vor 2 Monate (März gehe ich davon aus) bei der misen kältewelle, kommt euer server raum auf 40°C ?

Möchte nicht wissen wen euer server in Rumänien Stehen wurde wo seit 2 Jahre im Sommer 51°C in der Sonne und 45°C bis 47°C im Schatten sind über den fast gesammten sommer das die leute auf der strasse umkipen, klimatisierte notzelte in den städten eingerichtet werden, die notarztwagen sind rund um die uhr in dauereinsatz, alte autos sich an der ampell selbstenzünden, strassenbahn gleise sich verbigen und die tiere auf der weide wegen hitzeschlag umkippen, und dann auch noch das klimasystem ausfält (bzw. im besten fahl nur über notstrom agregate noch leuft) und man sich nur noch mit offene fenstern helfen kann u. tisch wentilatoren.
Da laufen die servern über den gesammten sommer in dauerbetrieb von etwa 65°c wen nicht sogar 70°C und denen passiert nichts.

Ich denke, euer rack wurde sich da wegen Hitzetod Verabschiden in rekord zeit

 

[Sukrim]

Nein, dann würde man wie überall sonst auch einfach Klimaanlagen einbauen. Kühlung ist beim Betrieb von Servern einer der Hauptbetriebskosten.

Bei 65°C-70°C Dauertemperatur wird dir dann wohl auch der Hardwarehersteller was husten, wenn dann was defekt wird...

 

[Zonkizonk]

Sry das ich hier klugscheiser, aber auch der Widerstand von Silizium steigt bei höheren Temperaturen. Da die Leitfähigkeit im Vergleich zur Widerstand allerdings überproportional zunimmt steigt die Leitfähigkeit mit höheren Temperatur ingesammt an. Das hat nix mit dem Widerstand zu tun.

Als E-Techniker verstehe ich deine Aussage nicht !
Wie kann der Widerstand nichts mit dem Leitwert zu tun haben wenn er doch den Kehrwert des anderen darstellt ?
Sie sind direkt voneinander abhängig:

G = 1 / R
R = 1 / G

Je größer der Widerstand R, desto kleiner der Leitwert G. Je höher der Leitwert G, desto kleiner ist R bzw. umso größer ist die Stromstärke I.

 

[CyberCSX]

@ Sukrim

Tja, ich weis nocht ob der was hustet oder nicht aber eine profesionelle hardware muss das aushalten weil nicht überall ist frostland mit tief gekülte server räume wie in deutschland.
Wen man dumping rechnerzenter aufstellt und die rootservern was man an amateure vermietet einfache ALDI RECHNERN sind, wie diese hier, klar das der hersteller was hustet.

 

[DR606]

Stell dir das mit dem Kühlen doch so vor, wie bei einem Auto!

Lass das Kühlwasser aus und fahr damit 10min. auf der Autobahn

Kühlung ist zur Verbesserung der Leistung bzw zum Leistungserhalt zuständig.

Aber hier gibt es genug Experten zu dem Thema!

 

[Sentionline]

Gekühlt wird meines wissens um die Lebensdauer zu verlängern. Aber die meiste Hardware würde auch mit höherer Temperatur laufen, als im Normalfall mit Kühlung erzielt wird.

Genannte Serverräume mit vielen Rechnern würden auch ohne Aktivkühlung auskommen wenn der raum auf eine konstante Temperatur gehalten wird mittels einer Klimaanlage. Problematisch sehe ich die zumeist unnötigen Gehäusen in solchen räumen, die es verhindern das die Luft sich gleichmäßig verteilt. Daraus ergibt sich der Umstand, das die Luft in die Gehäuse herein und wieder heraus befördert wird, damit es sich abkühlt. "Belüftung mit Lüfter" findet meiner einschätzung nach nur statt, wegen der Optik. Im normalfall unnötig in einem Raum das klimatisiert ist.

In Winterlichen Zeiten könnte man ja die Luft von draussen ansauben und abblassen (gefiltert natürlich) und die Klimaanlage 6 Monate abschalten. Eine solche Funktion haben meines wissens die meisten Serverräume nicht.

So seh ich das.

mfg

 

[mastergamer]

du willst also ganze sever racks mit mehreren KW passiv kühlen da es reicht wenn der raum auf 20°C gehalten wird?
Wieso klemmen wir nicht alle unsere lüfter ab... son 4ghz quad heizt doch kaum.

 

[iLLuminatusANG]

server jeglicher art sind immer aktiv gekühlt. geht auch schlecht ohne cpu kühler

zusätzlich sind die räume klimatisiert. stell mal deinen rechner in den schrank und verschließ den gut^^ mal sehen wanns da drin warm wird :P EDIT: lass dabei prime oder irgenein spiel laufen

jemand hat geschrieben warum wir klimaanlagen für die räume brauchen.
die serverräume sind weitestgehend nicht beeinflusst von der außentemperatur.

sicher sind unsere 22° überdimensioniert. fällt die anlage aus haben wir innerhalb von 30 minuten 45° im Raum. zum glück ist der serverraum direkt am büro, die klima dort hat dann weitestgehend mitgeholfen bis er techniker da war. bei 45° raumtemperatur sind die meisten server schon längst aus da die max temp der cpu lange erreicht ist

 

[CyberCSX]

Warum macht ihr bei den Servern in den rechnerzentren keine wasserkülung drann in ein mega kreislauf mit überbrückungsysteme bei den einzelnen rechnern um in störfahl das külsystem nicht zu unterbrechen, haut da herein die gleiche flüssigkeit wie bei der kfz klimaanlage und das problem ist beseitigt?

@ DR606

Ich kann auch 10.000 km mit ein Auto über der Bahn heitzen mit 200 sachen ohne külwasser unter der Voraussetzung das es ein CADILLAC ist was notkülfunktion hat und sich in 10 minuten takt von den V8, 4 zu 4 zilindern abweckseln wobei die 4 von der linken seite alls verbrennungmotor funktionieren u. die 4 von rechts alls külngkompressor für die 4 von links. Nach 10 min, funghieren die 4 von rechts als verbrennngmotor und die 4 von links alls külungkompressor für die 4 von rechts usw.

 

[iLLuminatusANG]

weil IBM keinen Support auf modifizierte Server gibt ^^

in den Servern werden nicht nur die cpus heiß

unter anderem befinden sich in den schränken auch sachen die keine aktive kühlung haben wie storage einheiten in denen 12-24 platten 24/7 laufen.

tolles beispiel^^ wenn es zu warm wird fängt die hälfte der server an die anderen zu kühlen

 

[pajaa]

Es gibt durchaus wassergekühlte Racks, in denen aktiv temperiertes Wasser die Lufttemperatur in den Racks im Limit hält, aber direkt wassergekühlte Server sind schlicht unpraktisch.

@Sentionline
Deinen Post meinst du hoffentlich nicht ernst.

 

[iLLuminatusANG]

im winter fenster auf im serverraum ich denke mal er meinte sowas wie eine anlage die kalte luft von draußen ansaugt und über einen kanal durch den serverraum schleußt. der Radiator der klima hängt ja auch draußen, dem entsprechend dreht sich auch der lüfter dort im winter.

ja es gibt wassergekühlte racks. habe auch schon bilder und videos von wassergekühlten servern gesehen. wenn ich mich nicht täusche ist der "world simulator" wassergekühlt. aber es ist ein riesen aufwand das zu installieren,erweitern, warten, etc.