دلیل صدای سرور و نحوه عملکرد سرور برای خنک سازی

صدای سرور ها عمدتاً به دلیل فن هایی هستند که اجزای داخل آنها را خنک می کنند. فن ها می توانند با سرعت بسیار بالا بچرخند و صدای بلندی ایجاد کنند که می تواند برای افراد نزدیک آزار دهنده یا مضر باشد. سرورها همچنین دارای تجهیزات دیگری مانند ژنراتورهای برق یا سیستم های HVAC هستند که می توانند سطح نویز را افزایش دهند. به طور کلی، سر و صدای سرور ها را می توان به چندین عامل نسبت داد که در ادامه‌ی این مقاله به آنها می‌پردازیم.

چرا سرور صدا میدهد؟ 

بیشتر مردم هنگامی که یک سرور را مشاهده میکنند فکر میکنند تمام صدای سرور ناشی از فن های خنک کننده ی آن میباشند که البته تا حدود زیادی هم درست فکر میکنند اما  درصورتی که اقدام به خاموش کردن فن ها بکنیم متوجه میشویم که چندین بخش دیگر در سرور‌ها وجود دارد که باعث ایجاد صدا میگردند که در این بخش به آنها خواهیم پرداخت.

فن‌های خنک کننده: چرخش جریان هوا

در داخل هر سرور فن‌های خنک کننده ای قرار دارد که با قدرت برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد کار می کنند. این فن ها به طور استراتژیک برای ایجاد یک جریان مداوم هوا بر روی اجزای حیاتی سرور، از جمله پردازنده ها، ماژول‌های حافظه و منابع تغذیه قرار می گیرند.

هدف فن‌های خنک کننده چیست؟

عملکرد اصلی فن‌های خنک کننده تنظیم دمای سرور است. همانطور که اجزای سازنده کار می کنند، گرما تولید می کنند و فن‌های خنک کننده نقش مهمی در از بین بردن این گرما برای حفظ محدوده دمای مطلوب دارند. گرمای بیش از حد می‌تواند منجر به کاهش عملکرد، بی ثباتی و اسیب بالقوه غیر قابل برگشت به اجزای داخلی سرور شود. فن‌های خنک کننده نیروی دفاع خط مقدم در برابر چنین مسائل مربوط به گرما هستند.

چرا فن ها صدای زیادی تولید می‌کنند؟

سر و صدای تولید شده توسط فن‌های خنک کننده ناشی از چرخش سریع تیغه‌های فن است. هرچه تیغه ها سریعتر بچرخند، جریان هوا بیشتر است، و در نتیجه سر و صدای تولید شده بلندتر است.

سطح سر و صدا می تواند بسته به طراحی، اندازه و سرعت فن‌ها متفاوت باشد. سرورهای با کارایی بالا ممکن است فن‌های بزرگتر و سریعتر را برای مقابله با افزایش خروجی گرما ترکیب کنند و به افزایش سطح سر و صدا کمک کنند.

چرخش دیسک های هارد دیسک:

یکی دیگر از عوامل سر و صدای سرور، حضور هارد دیسک های (HDD) است که برای دهه ها در ذخیره سازی داده‌ها موفق بوده است.

هدف از استفاده HDD ها چیست؟

HDD ها مسئول ذخیره مقادیر زیادی از داده ها هستند. کارکرد آنها شامل چرخش پلاترها (دیسک‌ها) و هد‌های خواندن‌/‌نوشتن میباشد که در هاردها پلاترها برای دسترسی یا نوشتن داده ها حرکت می کنند.

عامل سر و صدای هارد‌ها چیست؟

چرخش دیسک ها و حرکت هد‌های خواندن / نوشتن باعث ایجاد سر و صدای مکانیکی می شود. در سرورهای قدیمی تر یا آن هایی که دارای چندین هارد دیسک هستند، این سر و صدا می تواند قابل توجه باشد، به ویژه در هنگام دسترسی به داده‌های بالا یا عملیات انتقال. سرورهای مدرن که شامل درایوهای حالت جامد (SSD) هستند، عملیات آرام‌تر  دارند، زیرا SSD ها هیچ قطعات متحرکی ندارند.

منابع تغذیه:

منابع تغذیه اجزای ضروری از سرور هستند که برق را از یک خروجی به یک فرم قابل استفاده توسط اجزای داخلی سرور تبدیل می کنند.

هدف از استفاده منابع تغذیه چیست؟

منبع تغذیه جریان متناوب (AC) را از خروجی برق به جریان مستقیم (DC) مناسب برای کارکرد اجزای سرور تبدیل می کند.

علت سر و صدا‌ی منابع تغذیه چیست؟

برخی از منابع تغذیه شامل فن‌های خنک کننده برای از بین بردن گرمای تولید شده در طول فرایند تحول است. این فن‌ها به سطح کلی سر و صدا‌ی سرور کمک می کنند. سر و صدای تولید شده توسط فن‌های منبع تغذیه می تواند بر‌ اساس عواملی مانند اندازه فن، سرعت و طراحی واحد منبع تغذیه متفاوت باشد.

سایر قطعات متحرک سرور:

فراتر از فن‌های خنک کننده، هارد دیسک ها و منابع تغذیه، سرورها ممکن است بسته به طراحی و پیکربندی آنها شامل قطعات متحرک اضافی باشند.

برخی از سرورها شامل اجزای مکانیکی در شاسی هستند، مانند دریچه‌های هوا قابل تنظیم یا ریل‌های کشویی برای دسترسی اسان به تعمیر و نگهداری. حتی برخی سرورهای طراحی شده برای برنامه‌های خاص ممکن است شامل درایوهای نوری برای خواندن یا نوشتن داده ها از سی دی ها یا دی وی دی ها باشند.

حرکت این اجزای اضافی، هر چند به طور معمول خیلی کم محسوب می شود، اما به ایجاد کلی سر و صدای سرور کمک می کند.

 درک مکانیزم‌های خنک کننده سرور

حالا که ما منابع سر و صدای سرور را بررسی کرده ایم، بیایید به قهرمانان خاموش بپردازیم که فرآیند پیچیده خنک کننده در سرورها را هماهنگ می کنند. حفظ دمای مطلوب برای عملکرد قابل اعتماد و کارامد سرورها حیاتی است و مکانیسم‌های خنک کننده نقش مهمی در دستیابی به این تعادل دارند.

فن‌های خنک کننده:

فن‌های خنک کننده به طور استراتژیک در داخل شاسی سرور قرار می‌گیرند تا جریان هوا را بر روی اجزای حیاتی هدایت کنند. فن‌های متعدد اغلب با تمرکز بر خنک سازی قسمت های اصلی استفاده می شود، از جمله قسمت هایی که در نزدیکی پردازنده ها، ماژول‌های حافظه و سایر عناصر اصلی تولید گرما قرار دارند.

عملکرد فن‌های خنک کننده:

فن‌ها هوای خنک را از محیط اطراف سرور هدایت می کنند و هوای گرم تولید شده توسط اجزای داخلی را خارج می کنند. این چرخه مداوم جریان هوا، از تجمع گرما در داخل سرور جلوگیری می کند. همچنین بسیاری از سرورهای مدرن از سیستم‌های کنترل هوشمند فن استفاده می کنند. این سیستم ها دمای داخلی را با استفاده از سنسورها نظارت می کنند و سرعت فن را بر اساس داده‌های زمان واقعی تنظیم می کنند. سرعت فن در طول دوره‌های اضافه بار سرور و یا درجه حرارت بالا افزایش می یابد و با این کار سیستم مطمئن میشود که خنک کننده در شرایط عملیاتی مختلف موثر است.

هیت‌سینک‌ها:

هیت سینک اغلب به اجزایی مانند پردازنده ها و کارت‌های گرافیکی متصل می شوند که به طور ویژه مستعد تولید گرما هستند.

عملکرد هیت سینک‌ها:

هیت سینک‌ها به عنوان راه حل‌های خنک کننده منفعل خدمت می کنند. آنها گرما را از اجزای متصل جذب می کنند و آن را به هوای اطراف پراکنده می کنند. ترکیبی از فن‌های خنک کننده و هیت سینک‌ها باعث افزایش بهره وری کلی سیستم خنک کننده می شود. با وجود هیت سینک‌ها فن‌ها اطمینان حاصل می کنند که گردش هوا بر روی هیت قطعه مورد نظر اعمال می شود و روند دفع گرما به بهترین حالت ممکن انجام میشود.

خنک کننده مایع (در برخی موارد) در سرور‌ها چگونه عمل میکنند؟

در سرورهای با کارایی بالا، سیستم‌های خنک کننده مایع ممکن است به عنوان جایگزینی برای خنک کننده هوای سنتی استفاده شود. در این سرورها مایع از طریق یک حلقه بسته گردش می کند و گرما را از اجزایی مانند پردازنده ها و کارت‌های گرافیکی دفع می کند.

بهره وری خنک کننده‌های مایع چگونه است؟

سیستم‌های خنک کننده مایع می توانند کارآمدتر از خنک کننده هوا در خنک سازی باشند. از آنجایی که مایع دارای ظرفیت حرارتی بالاتر از هوا است، امکان انتقال حرارت موثرتری را به سرور می‌دهد. خنک کننده‌های مایع به بهبود کارکرد سرور بهتر کمک میکنند، زیرا نیاز به برخی از فن‌های با سرعت بالای مرتبط با خنک کننده هوا و پر سرصدا را از بین می برد.

راهکار های کاهش صدای سرورها چیست؟

در حالی که سر و صدای زیاد سرورها بخشی ذاتی از عملیات انها است، استراتژی‌هایی برای کاهش سطح سر و صدا در محیط‌هایی که فضای آرام نیازی اساسی است، وجود دارد.

کنترل فن و افزونگی: سرمایه گذاری در سرور با سیستم‌های کنترل فن هوشمند به چه صورت است؟

این سیستم ها سرعت فن را به صورت پویا بر اساس خواندن دما تنظیم می کنند و سر و صدا را به حداقل می رسانند، مخصوصا زمانی که بار سرور کم میباشد. همچنین سرورهای مجهز به تنظیمات فن اضافی نیز وجود دارند که این اطمینان را حاصل می کنند که سوختن و یا نقص یک فن، کارایی خنک کننده را به خطر نمی‌اندازد. این افزونگی می تواند به حفظ جریان هوای مطلوب با کاهش خطر گرم شدن بیش از حد سرورها کمک کند.

نصب SSD: یک راه حل ذخیره سازی بیصدا تر

انتقال از HDD‌ های سنتی به درایوهای حالت جامد (SSD) را حتما در نظر بگیرید. چونکه اس اس دی ها هیچ قطعات متحرکی ندارند و در نتیجه عملیات ذخیره سازی آرام تری را در مقایسه با همتایان مکانیکی خود (HDDها) انجام می‌دهد.

استفاده از منابع تغذیه کارآمد

منابع تغذیه با کارایی بالا گرمای کمتری تولید می کنند، که طبیعتا نیاز به خنک کنندگی در دورهای بالا را کاهش می‌دهند و همچنین به طور بالقوه سطح سر و صدا را نیز کاهش می دهند.

طراحی آکوستیک: ایجاد یک محیط سرور بی سر و صدا

سرورهای طراحی شده با مواد آکوستیک یا کاهش صدا، در داخل شاسی می توانند ارتعاشات را جذب کنند و سطح سر و صدا را کاهش دهند. همچنین محفظه‌های اکوستیک یا قفسه‌هایی که به طور خاص برای کاهش نویز طراحی شده اند می توانند سرورها را از محیط اطراف خود جدا کنند.

محل از راه دور

در محیط‌هایی که سر و صدا یک چالش مهم است، مکان یابی سرورها را در اتاق‌های سرور اختصاصی یا مراکز داده در نظر بگیرید. این کار سر و صدا را از محیط اصلی جدا می کند و این اطمینان را به شما میدهد که صداهای مزاحم، با محیط کار اولیه شما تداخل نداشته باشد.

آینده سرور، سر و صدا و خنک کننده‌ها

همانطور که تکنولوژی همچنان در حال تکامل است، استراتژی‌های مورد استفاده برای مدیریت سر و صدای سرور و افزایش بهره وری خنک کننده نیز افزایش می یابد. نواوری در طراحی فن، مواد و فن آوری‌های خنک کننده احتمالا به عملیات سرور با صدای کمتر و کارآمدتر کمک می کند.

پیشرفت‌های مداوم در طراحی تیغه فن با هدف کاهش آشفتگی و تولید سر و صدا، اجازه می دهد برای چرخش فن آرام تر بدون به صدا انداختن جریان هوا قدم های مثبتی بردارید.

همچنین فن‌های شناوری مغناطیسی (MagLev)  وجود دارند که از میدان‌های مغناطیسی برای تعلیق تیغه‌های فن و از بین بردن اصطکاک و کاهش سر و صدا استفاده می کنند. این تکنولوژی ساخته شده تا سرور آرام تر به کار خود ادامه دهد.

پیشرفت‌های خنک کننده‌های مایع:

تحقیق و توسعه مداوم در فن آوری‌های خنک کننده مایع ممکن است راه حل‌های پیشرفته تر و کارآمد تر را به شما ارائه دهد و وابستگی به سیستم‌های خنک کننده هوا را کاهش دهد.

در ضمن طرح‌های سرورهای آینده، ممکن است رویکردهای جامع تری را برای خنک کننده‌ها با توجه به دینامیک حرارتی کل سیستم برای دستیابی به کارایی مطلوب با حداقل سر و صدا ترکیب کنند.

جمع بندی

در چشم انداز همیشه در حال تحول تکنولوژی، سرورها به عنوان ستون فقرات زیرساخت‌های دیجیتال ما ایستاده اند. زمزمه و صدای اتاق‌های سرور، که زمانی به عنوان بخشی اجتناب ناپذیر از سمفونی تکنولوژیکی پذیرفته می شد، اکنون دوباره ارزیابی می شود. همانطور که تقاضا برای محیط‌های کاری آرام تر و راه حل‌های کارآمد انرژی رشد می کند، نوآوری در مورد کاهش سر و صدای سرور و بهره وری خنک کننده نیز افزایش می یابد.

درک دلایل سر و صدای سرور، از صدای ریتمیک فن‌های خنک کننده تا زمزمه مکانیکی منابع تغذیه، پایه ای برای اجرای استراتژی‌های موثر کاهش سر و صدا فراهم می کند.

اینده‌ی سر و صدای سرور و خنک کننده، وعده عملیات ساکت تر و کارآمدتر را می دهد. با پیشرفت در فن آوری، راه حل‌های خنک کننده مایع و طرح‌های سیستم یکپارچه، سرورهای فردا ممکن است در هماهنگی با محیط اطراف خود عمل کنند و یک سمفونی دیجیتال یکپارچه، کارآمد و آرام را ایجاد کنند. همانطور که ما در این سفر به سمت آینده‌ی آرام تر تکنولوژیکی آغاز می کنیم، تلاش‌های مشترک مهندسان، طراحان و نواوران همچنان به شکل دادن به چشم انداز عملیات سرور ادامه خواهد داد.