可视化气流的系统和方法
【专利说明】可视化气流的系统和方法
[0001] 背景 发明领域
[0002] 根据本文所公开的的至少一个实施例总体上涉及数据中心管理和设计的系统和 方法，并且更具体地涉及在数据中心中对气流进行建模的系统和方法。
[0003] 相关技术的讨论
[0004] 响应于基于信息的经济的不断增长的需求，信息技术网络在全球范围内继续扩 展。这种增长的一种表现形式是集中式网络数据中心。集中式网络数据中心通常由被配置 在提供网络连接、电力和冷却能力的结构中的各种信息技术设备组成。通常，设备被容纳在 被称为"机架"的专门的外壳中，"机架"集成了这些连接、电力和冷却元件。在一些数据中 心的配置中，这些行被组成热通道和冷通道，以降低与冷却信息技术设备有关的费用。在地 板下面具有气室的活动地板通常用于为机架提供冷却的空气。冷空气通过具有开放区域的 穿孔地砖从气室分布到机架。
[0005] 已经开发出各种进程和软件应用（如可从WestKingston，RI的Schneider Electric的美国电力转换公司（APC)购买的数据中心管理系统）来协助数据中心人员设计 和维护高效和有效的数据中心的配置。这些工具经常在建造和安装完成之后、在安装或重 新定位设备之前通过例如设计数据中心结构、将设备定位在数据中心内的活动来引导数据 中心人员。因此，常规的的工具集为数据中心的人员提供了标准化的和可预测的设计方法。
[0006] 麗要
[0007] 根据一个方面，公开了对气流进行建模的系统。在一个实例中，系统包括存储器和 耦合到存储器的控制器，控制器被配置为接收与设备相关的数据（设备包括至少两组（每 组包括冷却消费者和冷却提供者））、计算在与设备相关的入口和出口之间的气流的至少一 个量、生成出口和入口之间的具有与气流的至少一个量成比例的横截面积的至少一个气流 路径的表示、并且在冷却模型中显示至少一个气流路径的表示。
[0008] 在至少一个实施例中，至少一个气流量包括至少一个分数气流量，其包含来源于 冷却消费者的被冷却提供者捕获的气流的分数或被冷却消费者捕获的来源于冷却提供者 的气流的分数中的一个。在系统中，控制器还可以被配置为生成至少一个气流路径的表示， 使得进入设备或从设备出来的气流的横截面积与设备的入口面积或出口面积成比例。
[0009] 在系统中，控制器可以配置为生成至少一个气流路径的表示使得进入设备和从设 备出来的气流的总量对应于设备的总入口面积或总出口面积。在一个实例中，控制器基于 至少一个气流路径的表示，提供用户在数据中心中布置设备的指示。在该方法中，至少一个 气流量可以包括至少一个再循环气流量。
[0010] 在至少一个实例中，控制器配置为生成具有矩形形状的三维气流路径。在另一个 实例中，控制器配置为生成具有管状形状的三维气流路径。在其它实例中，控制器被配置成 为具有超出预定阈值的气流量的来源生成至少一个气流路径的表示。
[0011] 在系统中，控制器可以被配置为根据由冷却消费者生成的热量和至少一个气流量 来计算至少一个冷却功率量，生成从冷却提供者到冷却消费者的、具有基于至少一个冷却 功率量的横截面积的至少一个冷却功率路径，以及在冷却模型中显示至少一个冷却功率路 径的表示。
[0012] 根据另一个方面，公开一种对气流进行建模的方法。在一个实例中，方法包括接收 与包括至少两组（包括冷却消费者和冷却提供者）的设备相关的数据、通过计算机系统计 算与该设备相关的入口和出口之间的至少一个气流量、由计算机系统生成在入口和出口之 间的具有与至少一个气流量成比例的横截面积的至少一个气流路径的表示以及由计算机 系统在冷却模型中显示至少一个气流路径的表示。
[0013] 在方法中，计算至少一个气流量还可以包括计算至少一个分数气流量，其表示来 源于冷却消费者的被冷却提供者捕获的气流的分数或进入冷却消费者的来源于冷却提供 者的气流的分数中的一个。在至少一个示例中，方法还包括包含基于至少一个气流路径的 表示将设备布置在数据中心中。
[0014] 在方法中，生成表示还可以包括生成至少一个气流路径的表示使得进入设备或从 设备出来的的气流的横截面积与设备的入口面积或出口面积成比例。在一个实例中，生成 表示还可以包括生成至少一个气流路径的表示使得进入设备或从设备出来的气流总量对 应于设备的总入口面积或总出口面积。
[0015] 在该方法中，至少一个气流量可以包括至少一个再循环气流量。此外，生成至少一 个气流路径的表示还包括生成具有矩形形状的三维气流路径。
[0016] 此外，生成至少一个气流路径的表示还可以包括生成具有管状形状的三维气流路 径。
[0017] 在一个示例中，方法还可以包括根据由冷却消费者生成的热量和至少一个分数气 流量计算至少一个冷却功率量、生成从冷却提供者到冷却消费者的、具有基于至少一个冷 却功率量的横截面积的至少一个冷却功率路径以及在冷却模型中显示至少一个冷却功率 路径的的表示。
[0018] 根据另一方面，一种其上存储有用于可视化气流的指令序列的非暂时性计算机可 读介质，所述指令序列包括指令，指令将引起至少一个处理器执行以下动作：接收与包括至 少两组（每组包括冷却消费者和冷却提供者）的设备相关的数据、计算与设备相关的入口 和出口之间的至少一个气流量、生成入口和出口之间的具有与至少一个气流量成比例的横 截面积的至少一个气流路径的表示以及在冷却模型中显示至少一个气流路径的表示。
[0019] 附图简述
[0020] 附图不旨在按比例绘制。在附图中，在不同的图中示出的每一个相同的或者几乎 相同的组件都由相似的数字所表示。为了清楚的目的，不是每个组件都可以被标记在每个 附图中。在附图中：
[0021] 图1是包括数据中心管理系统的分布式系统的一个实例的示意图；
[0022] 图2A是显示数据中心中的温度的实例的示意图；
[0023] 图2B是显示数据中心中的气流的实例的示意图；
[0024] 图2C是显示数据中心中的气流的另一个实例的示意图；
[0025] 图3是根据热通道中的数据中心集群中的至少一个实例显示气流的实例的示意 图；
[0026] 图4是根据冷通道中的数据中心集群中的至少一个实例显示气流的实例的示意 图；
[0027] 图5是根据一个实例的过程的流程图；
[0028] 图6A是根据至少一个实例显示包括吊顶板材的数据中心集群中的气流的实例的 示意图；
[0029] 图6B是根据至少一个实例显示包括吊顶板材的数据中心集群中的气流的实例的 另一个不意图；
[0030] 图7是根据另一个实例显不气流的实例的不意图；
[0031] 图8是根据至少一个实例显示包括地板板材（tile)的数据中心集群中的气流的 实例的不意图；
[0032] 图9是根据至少一个实例显示包括地板板材的数据中心集群中的气流的实例的 另一个不意图；
[0033] 图10是根据至少一个实例显示包括架空冷却单元的数据中心集群中的气流的另 一个实例的示意图；
[0034] 图11是根据至少一个实例显示数据中心集群中的冷却功率的实例的示意图；以 及
[0035] 图12是计算机系统的一个实例的框图，利用该计算机系统可以实现根据本发明 的各个方面。
[0036] 详细描述
[0037] 根据本发明的至少一些实施例涉及系统和过程，通过所述系统和过程用户可以设 计和分析数据中心的配置。这些系统和过程可以通过允许用户创建数据中心配置的模型来 促进该设计和分析活动，通过该设计和分析活动可以确定性能指标。系统和用户两者可以 使用这些性能指标以确定满足各个设计目标的可替代的数据中心配置。根据一个实施例， 本文所描述的系统和方法利用性能指标来生成数据中心中的三维气流路径。气流路径的横 截面积与冷却消费者和冷却生产者的组合的入口和排气口之间的气流成比例。气流可以包 括机架到机架、冷却器到冷却器和机架到冷却器的组合之间的气流。气流路径的方法以比 传统的方法更有组织和简单的方式提供气流的可视化。
[0038] 系统架构示例
[0039] 图1示出包括分布式系统100的物理和逻辑元件的关系图。如图所示，分布式系统 100是根据目前公开的实施例专门配置的。关于图1详述的系统结构和内容仅用于示例性 目的，并不旨在将实施例限制于图1中示出的特定结构。如对本领域中的其中一名普通技 术人员来说明显的是，可以构造许多变形系统结构，而不背离目前所公开的实施例的范围。 选择图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术在图1中描绘的元件、组件和子系统之间流动。这样的技 术包括例如通过网络（经由TCP/IP)传送信息、在存储器的模块之间传送信息和通过写入 文件、数据库或一些其它非易失性存储设备来传送信息。可以使用其它技术和协议而不脱 离本公开的实施例的范围。
[0041] 参考图1，系统100包括用户102、接口 104、数据中心的设计和管理系统106、通信 网络108和数据中心数据库110。系统100可以允许用户102 (例如数据中心的建筑师或其 他数据中心人员）与接口 104交互以创建或修改一个或多个数据中心配置中的模型。
[0042]如在 2008 年 1 月 24 日提交的标题为"MethodsandSystemsforEvaluating EquipmentRackCooling, " 的申请号为PCT/US08/051908(在本文中称为"PCT/ US08/051908申请"）的专利合作条约申请以及在2006年1月27日提交的标题为"Methods andSystemsforManagingFacilityPowerandCooling"的申请为PCT/US06/16739(在 本文中称为"PCT/US06/16739申请"）的美国专利申请中所描述的，这两份申请中的每个被 转让给本申请的受让人，并且这两份申请中的每个据此通过引用以其整体并入本文，在现 代数据中心的典型的设备机架将冷却的空气抽入机架的前面且从机架的后面排出空气。设 备机架和排式冷却器通常成排布置在在数据中心中创建了交替的热通道和冷通道的交替 的前/后布置中，其