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13.07.2006

HP löst das Problem der Server-Kühlung

Eine Anleihe aus dem Modellbau soll frischen Wind in neue Rechnergenerationen bringen.

Mit einem innovativen Konzept will HP der zunehmenden Verlustwärme in Servern begegnen. Dabei setzen die Entwickler des Unternehmens weiterhin auf Luftkühlung, denn nur diese lässt sich kostengünstig und wartungsarm realisieren. Bislang sorgten ganze Batterien von kleinen Lüftern in den Mini-Servern für die Luftumwälzung. Trotz aufwändiger Entwicklungsarbeit in den vergangenen Jahren konnte der Durchsatz jedoch nur um fünf Prozent gesteigert werden. Für kommende Server-Generationen ist das aber viel zu wenig. Gerade bei Blade-Servern mit den Abmessungen einer halben Pizzaschachtel kämpfen Entwickler um jedes Grad.

Das Ziel der Entwickler von HP ist es, einen hohen Luftdurchsatz bei geringen Abmessungen zu erzielen. Die zündende Idee dafür hatte ein Entwicklungsingenieur im Team von HP, der begeisterter Modellflieger ist. In den USA werden Modellflug- zeuge oft von einem so genannten Impeller-Triebwerk angetrieben. Diese Antriebsmaschinen nennen die Amerikaner EDFs (Electric Ducted Fans). Die Luftschraube ist verkürzt und dreht in einem Rohr, dem so genannten Duct. Dieses Rohr vermindert den Lärm und verhindert zudem, dass sich Wirbel an der Propellerspitze bilden. Von außen ähnelt der Antrieb einem Düsentriebwerk. Dank hochdrehender Modellmotoren und einer ausgeklügelten Propellerform erzeugen die Triebwerke kräftigen Schub.

Die HP-Entwickler besorgten sie sich ein paar Exemplare dieser Triebwerke und begannen zu experimentieren. Das größte Problem dabei stellte nicht die Leistungsfähigkeit der Triebwerke dar, sondern ihre begrenzte Lebensdauer. In Flugmodellen arbeiten die Motoren nur wenige Minuten, gefolgt von einer recht langen Abkühlphase. In Servern dagegen müssen die Lüfter rund um die Uhr laufen. Durch den Einsatz neuer Materialien wie beispielsweise Magnesiumlegierungen aus dem Flugzeugbau sollen die Techniker das Problem mittlerweile aber im Griff haben.

Die Luftleistung der kleinen Mini-Jets ist beeindruckend. Ein mit maximaler Drehzahl laufender Jet liefert eine Luftaustrittsgeschwindigkeit von knapp 260 Stundenkilometer. Durch diesen hohen Luftdurchsatz wird die Wärme der einzelnen Komponenten schnell "weggeblasen".

Bereits in der nächsten Generation seiner Blade-Server will HP unter dem Namen "Active Cool Fan" diese Technologie einsetzen. Die Motoren drehen in diesen Kühlern mit bis zu 30 000 Touren pro Minute. Messerscharf geschliffene Flügel sorgen für minimale Verwirbelungen des Luftstroms. Im Gegensatz zu den heute üblichen Kühlungen wird die Luft in den Server eingeblasen. Dadurch entsteht ein Überdruck, der Wärme nach außen befördert.

Noch kompaktere Blades

Die Lüfter sollen äußerst effizient arbeiten. Sie geben sich bei gleicher Kühlleistung bereits mit einem Drittel der Energie heutiger Lüftersysteme zufrieden. Deshalb lassen sich in Zukunft mehr Server-Komponenten auf noch engerem Raum unterbringen. Anstelle von zehn Servern will HP 16 Systeme in demselben Raum unterbringen. (ue)