可視化氣流的系統和方法
【專利說明】可視化氣流的系統和方法
[0001] 背景 發明領域
[0002] 根據本文所公開的的至少一個實施例總體上涉及數據中心管理和設計的系統和 方法，并且更具體地涉及在數據中心中對氣流進行建模的系統和方法。
[0003] 相關技術的討論
[0004] 響應于基于信息的經濟的不斷增長的需求，信息技術網絡在全球范圍內繼續擴 展。這種增長的一種表現形式是集中式網絡數據中心。集中式網絡數據中心通常由被配置 在提供網絡連接、電力和冷卻能力的結構中的各種信息技術設備組成。通常，設備被容納在 被稱為"機架"的專門的外殼中，"機架"集成了這些連接、電力和冷卻元件。在一些數據中 心的配置中，這些行被組成熱通道和冷通道，以降低與冷卻信息技術設備有關的費用。在地 板下面具有氣室的活動地板通常用于為機架提供冷卻的空氣。冷空氣通過具有開放區域的 穿孔地磚從氣室分布到機架。
[0005] 已經開發出各種進程和軟件應用（如可從WestKingston，RI的Schneider Electric的美國電力轉換公司（APC)購買的數據中心管理系統）來協助數據中心人員設計 和維護高效和有效的數據中心的配置。這些工具經常在建造和安裝完成之后、在安裝或重 新定位設備之前通過例如設計數據中心結構、將設備定位在數據中心內的活動來引導數據 中心人員。因此，常規的的工具集為數據中心的人員提供了標準化的和可預測的設計方法。
[0006] 麗要
[0007] 根據一個方面，公開了對氣流進行建模的系統。在一個實例中，系統包括存儲器和 耦合到存儲器的控制器，控制器被配置為接收與設備相關的數據（設備包括至少兩組（每 組包括冷卻消費者和冷卻提供者））、計算在與設備相關的入口和出口之間的氣流的至少一 個量、生成出口和入口之間的具有與氣流的至少一個量成比例的橫截面積的至少一個氣流 路徑的表示、并且在冷卻模型中顯示至少一個氣流路徑的表示。
[0008] 在至少一個實施例中，至少一個氣流量包括至少一個分數氣流量，其包含來源于 冷卻消費者的被冷卻提供者捕獲的氣流的分數或被冷卻消費者捕獲的來源于冷卻提供者 的氣流的分數中的一個。在系統中，控制器還可以被配置為生成至少一個氣流路徑的表示， 使得進入設備或從設備出來的氣流的橫截面積與設備的入口面積或出口面積成比例。
[0009] 在系統中，控制器可以配置為生成至少一個氣流路徑的表示使得進入設備和從設 備出來的氣流的總量對應于設備的總入口面積或總出口面積。在一個實例中，控制器基于 至少一個氣流路徑的表示，提供用戶在數據中心中布置設備的指示。在該方法中，至少一個 氣流量可以包括至少一個再循環氣流量。
[0010] 在至少一個實例中，控制器配置為生成具有矩形形狀的三維氣流路徑。在另一個 實例中，控制器配置為生成具有管狀形狀的三維氣流路徑。在其它實例中，控制器被配置成 為具有超出預定閾值的氣流量的來源生成至少一個氣流路徑的表示。
[0011] 在系統中，控制器可以被配置為根據由冷卻消費者生成的熱量和至少一個氣流量 來計算至少一個冷卻功率量，生成從冷卻提供者到冷卻消費者的、具有基于至少一個冷卻 功率量的橫截面積的至少一個冷卻功率路徑，以及在冷卻模型中顯示至少一個冷卻功率路 徑的表示。
[0012] 根據另一個方面，公開一種對氣流進行建模的方法。在一個實例中，方法包括接收 與包括至少兩組（包括冷卻消費者和冷卻提供者）的設備相關的數據、通過計算機系統計 算與該設備相關的入口和出口之間的至少一個氣流量、由計算機系統生成在入口和出口之 間的具有與至少一個氣流量成比例的橫截面積的至少一個氣流路徑的表示以及由計算機 系統在冷卻模型中顯示至少一個氣流路徑的表示。
[0013] 在方法中，計算至少一個氣流量還可以包括計算至少一個分數氣流量，其表示來 源于冷卻消費者的被冷卻提供者捕獲的氣流的分數或進入冷卻消費者的來源于冷卻提供 者的氣流的分數中的一個。在至少一個示例中，方法還包括包含基于至少一個氣流路徑的 表示將設備布置在數據中心中。
[0014] 在方法中，生成表示還可以包括生成至少一個氣流路徑的表示使得進入設備或從 設備出來的的氣流的橫截面積與設備的入口面積或出口面積成比例。在一個實例中，生成 表示還可以包括生成至少一個氣流路徑的表示使得進入設備或從設備出來的氣流總量對 應于設備的總入口面積或總出口面積。
[0015] 在該方法中，至少一個氣流量可以包括至少一個再循環氣流量。此外，生成至少一 個氣流路徑的表示還包括生成具有矩形形狀的三維氣流路徑。
[0016] 此外，生成至少一個氣流路徑的表示還可以包括生成具有管狀形狀的三維氣流路 徑。
[0017] 在一個示例中，方法還可以包括根據由冷卻消費者生成的熱量和至少一個分數氣 流量計算至少一個冷卻功率量、生成從冷卻提供者到冷卻消費者的、具有基于至少一個冷 卻功率量的橫截面積的至少一個冷卻功率路徑以及在冷卻模型中顯示至少一個冷卻功率 路徑的的表示。
[0018] 根據另一方面，一種其上存儲有用于可視化氣流的指令序列的非暫時性計算機可 讀介質，所述指令序列包括指令，指令將引起至少一個處理器執行以下動作：接收與包括至 少兩組（每組包括冷卻消費者和冷卻提供者）的設備相關的數據、計算與設備相關的入口 和出口之間的至少一個氣流量、生成入口和出口之間的具有與至少一個氣流量成比例的橫 截面積的至少一個氣流路徑的表示以及在冷卻模型中顯示至少一個氣流路徑的表示。
[0019] 附圖簡述
[0020] 附圖不旨在按比例繪制。在附圖中，在不同的圖中示出的每一個相同的或者幾乎 相同的組件都由相似的數字所表示。為了清楚的目的，不是每個組件都可以被標記在每個 附圖中。在附圖中：
[0021] 圖1是包括數據中心管理系統的分布式系統的一個實例的示意圖；
[0022] 圖2A是顯示數據中心中的溫度的實例的示意圖；
[0023] 圖2B是顯示數據中心中的氣流的實例的示意圖；
[0024] 圖2C是顯示數據中心中的氣流的另一個實例的示意圖；
[0025] 圖3是根據熱通道中的數據中心集群中的至少一個實例顯示氣流的實例的示意 圖；
[0026] 圖4是根據冷通道中的數據中心集群中的至少一個實例顯示氣流的實例的示意 圖；
[0027] 圖5是根據一個實例的過程的流程圖；
[0028] 圖6A是根據至少一個實例顯示包括吊頂板材的數據中心集群中的氣流的實例的 示意圖；
[0029] 圖6B是根據至少一個實例顯示包括吊頂板材的數據中心集群中的氣流的實例的 另一個不意圖；
[0030] 圖7是根據另一個實例顯不氣流的實例的不意圖；
[0031] 圖8是根據至少一個實例顯示包括地板板材（tile)的數據中心集群中的氣流的 實例的不意圖；
[0032] 圖9是根據至少一個實例顯示包括地板板材的數據中心集群中的氣流的實例的 另一個不意圖；
[0033] 圖10是根據至少一個實例顯示包括架空冷卻單元的數據中心集群中的氣流的另 一個實例的示意圖；
[0034] 圖11是根據至少一個實例顯示數據中心集群中的冷卻功率的實例的示意圖；以 及
[0035] 圖12是計算機系統的一個實例的框圖，利用該計算機系統可以實現根據本發明 的各個方面。
[0036] 詳細描述
[0037] 根據本發明的至少一些實施例涉及系統和過程，通過所述系統和過程用戶可以設 計和分析數據中心的配置。這些系統和過程可以通過允許用戶創建數據中心配置的模型來 促進該設計和分析活動，通過該設計和分析活動可以確定性能指標。系統和用戶兩者可以 使用這些性能指標以確定滿足各個設計目標的可替代的數據中心配置。根據一個實施例， 本文所描述的系統和方法利用性能指標來生成數據中心中的三維氣流路徑。氣流路徑的橫 截面積與冷卻消費者和冷卻生產者的組合的入口和排氣口之間的氣流成比例。氣流可以包 括機架到機架、冷卻器到冷卻器和機架到冷卻器的組合之間的氣流。氣流路徑的方法以比 傳統的方法更有組織和簡單的方式提供氣流的可視化。
[0038] 系統架構示例
[0039] 圖1示出包括分布式系統100的物理和邏輯元件的關系圖。如圖所示，分布式系統 100是根據目前公開的實施例專門配置的。關于圖1詳述的系統結構和內容僅用于示例性 目的，并不旨在將實施例限制于圖1中示出的特定結構。如對本領域中的其中一名普通技 術人員來說明顯的是，可以構造許多變形系統結構，而不背離目前所公開的實施例的范圍。 選擇圖1中示出的特定布置以提升清晰度。
[0040] 信息可以使用任何技術在圖1中描繪的元件、組件和子系統之間流動。這樣的技 術包括例如通過網絡（經由TCP/IP)傳送信息、在存儲器的模塊之間傳送信息和通過寫入 文件、數據庫或一些其它非易失性存儲設備來傳送信息。可以使用其它技術和協議而不脫 離本公開的實施例的范圍。
[0041] 參考圖1，系統100包括用戶102、接口 104、數據中心的設計和管理系統106、通信 網絡108和數據中心數據庫110。系統100可以允許用戶102 (例如數據中心的建筑師或其 他數據中心人員）與接口 104交互以創建或修改一個或多個數據中心配置中的模型。
[0042]如在 2008 年 1 月 24 日提交的標題為"MethodsandSystemsforEvaluating EquipmentRackCooling, " 的申請號為PCT/US08/051908(在本文中稱為"PCT/ US08/051908申請"）的專利合作條約申請以及在2006年1月27日提交的標題為"Methods andSystemsforManagingFacilityPowerandCooling"的申請為PCT/US06/16739(在 本文中稱為"PCT/US06/16739申請"）的美國專利申請中所描述的，這兩份申請中的每個被 轉讓給本申請的受讓人，并且這兩份申請中的每個據此通過引用以其整體并入本文，在現 代數據中心的典型的設備機架將冷卻的空氣抽入機架的前面且從機架的后面排出空氣。設 備機架和排式冷卻器通常成排布置在在數據中心中創建了交替的熱通道和冷通道的交替 的前/后布置中，其