隨著云計算、虛擬化的井噴式發(fā)展，以及移動終端數(shù)據(jù)的爆炸性增長，核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備功耗隨著性能提升也急劇增長，數(shù)據(jù)中心建設(shè)面臨著散熱與節(jié)能的諸多挑戰(zhàn)。根據(jù)美國勞倫斯伯克利國家實驗LBNL對數(shù)據(jù)中心能耗分布調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，設(shè)備占用46%的能耗，制冷系統(tǒng)占用31%的能耗，在能源成本與社會責(zé)任的壓力下，綠色節(jié)能與降低運營成本成為數(shù)據(jù)中心建設(shè)的必選考慮項。

核心交換機是數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點，從某種程度地上講，核心交換機的散熱設(shè)計決定了數(shù)據(jù)中心散熱和節(jié)能的效率。

節(jié)能基礎(chǔ)：數(shù)據(jù)中心機房要實現(xiàn)冷熱氣流隔離

數(shù)據(jù)中心設(shè)備所消耗的電能絕大部分轉(zhuǎn)化為熱能。每臺設(shè)備都從機房環(huán)境中吸入冷空氣冷卻，再將熱空氣排放到房間中;眾多設(shè)備產(chǎn)生多條相應(yīng)的熱氣流，形成數(shù)據(jù)中心的總熱氣流輸出。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的氣流往往沒有固定形式，采用平均制冷能力的辦法，不可避免地提高了數(shù)據(jù)中心的總能耗。

為此，新型數(shù)據(jù)中心通常采用冷熱風(fēng)道隔離的方式，提高散熱效率，這種方式在數(shù)據(jù)中心建設(shè)標準上也得到了確認。美國國家標準學(xué)會(ANSI)頒布的 TIA-942《數(shù)據(jù)中心電信基礎(chǔ)設(shè)施標準》，對冷熱通道隔離和機柜排列做了詳細的規(guī)定。機柜采用“面對面、背對背”式隔離交錯排列，形成隔離的冷通道和熱通道。冷空氣通過機柜前側(cè)進入機柜，流經(jīng)設(shè)備后轉(zhuǎn)化成熱空氣，向后排放到熱通道中。冷熱空氣隔離形成更強的對流循環(huán)，增強了冷卻效果。

節(jié)能核心：核心交換機與機房匹配的風(fēng)道設(shè)計

數(shù)據(jù)中心提供了冷熱通道分開的基礎(chǔ)設(shè)施，這僅僅是具備了節(jié)能的初步條件，還需要運行設(shè)備的風(fēng)道與散熱設(shè)計匹配，因此，前后風(fēng)道設(shè)計成為一種趨勢。

雖然新一代數(shù)據(jù)中心交換機普遍采用前后風(fēng)道設(shè)計，在實現(xiàn)的形式也存在些許差別。

華為CloudEngine12800系列數(shù)據(jù)中心交換機采用了前后風(fēng)道設(shè)計，對業(yè)務(wù)單板與交換網(wǎng)板的風(fēng)道進行了有效的隔離，在風(fēng)道設(shè)計上擁有專利技術(shù)。業(yè)務(wù)單板前面板進風(fēng)，插框后側(cè)直接出風(fēng)，交換網(wǎng)板的散熱是機箱前下進風(fēng)，機箱后上出風(fēng)，兩個散熱區(qū)域嚴格隔離，互不影響。風(fēng)扇模塊支持1+1備份設(shè)計，在單風(fēng)扇故障的條件下，散熱不會受到任何影響;在風(fēng)扇插拔更換過程中，風(fēng)道短路造成的散熱影響進行了有效的規(guī)避，減少了對更換時間的約束。華為 CloudEngine12800系列數(shù)據(jù)中心交換機在設(shè)備層面上構(gòu)建了與機房匹配的節(jié)能要求，同時也確保了數(shù)據(jù)中心運行的高可靠性要求。

華為CloudEngine12800系列數(shù)據(jù)中心交換機前后風(fēng)道隔離設(shè)計

節(jié)能加速：核心交換機的最佳風(fēng)阻匹配

數(shù)據(jù)中心交換機的前后風(fēng)道設(shè)計，大家已經(jīng)明白了它的重要性，但是對于風(fēng)道的風(fēng)阻對節(jié)能的影響，大家往往就忽視了。流阻是決定散熱能力的關(guān)鍵要素。優(yōu)秀的散熱系統(tǒng)，系統(tǒng)的流阻設(shè)計十分重要。流阻增加，就需要風(fēng)扇提高風(fēng)壓來增加風(fēng)量，同樣散熱功耗也隨之增加了。

為了更加有效的散熱，首先是要加大面板的進風(fēng)量，減少進風(fēng)風(fēng)阻。華為CloudEngine12800系列數(shù)據(jù)中心交換機在業(yè)務(wù)面板的頂部，增加一個內(nèi)折彎設(shè)計，將原來的垂直進風(fēng)面板延伸為一個斜面板，可開孔的面積增加了10%;通過對面板材料優(yōu)化工藝改進，進風(fēng)孔間隙達到了業(yè)界最高水準;僅僅通過這些微創(chuàng)新，散熱進風(fēng)量就增加了30%以上，有效減少了風(fēng)道阻力。

在風(fēng)道中部設(shè)計上，引入了風(fēng)洞測試，通過測試確定系統(tǒng)的流阻與系統(tǒng)風(fēng)量。優(yōu)化布局與散熱器翅片形狀，選擇合適厚度和外形的吸聲材料，實現(xiàn)更好的通風(fēng)效果和更高的散熱效率，使常溫風(fēng)扇轉(zhuǎn)速降低10%以上，從而實現(xiàn)節(jié)能的目的。

節(jié)能必需：業(yè)務(wù)分區(qū)調(diào)速控制

CloudEngine12800業(yè)務(wù)單板采用獨立風(fēng)扇分區(qū)控制，可以根據(jù)每塊業(yè)務(wù)單板的能耗情況進行風(fēng)扇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，高功率單板提高風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，低功耗單板保持低速，風(fēng)扇半速運轉(zhuǎn)與全速運轉(zhuǎn)相比，至少節(jié)能80%以上;優(yōu)化風(fēng)扇調(diào)速算法，通過監(jiān)測全系統(tǒng)關(guān)鍵器件溫度，采用目標調(diào)速控制技術(shù)，減少溫度與轉(zhuǎn)速波動，最終保證單板器件及風(fēng)扇保持在穩(wěn)定的狀態(tài)中，能效改善達到5%以上，既增強了可靠性，又達到了節(jié)能降噪的目的。

華為CloudEngine12800系列數(shù)據(jù)中心交換機作為新一代核心交換機產(chǎn)品，汲取了業(yè)界的寶貴經(jīng)驗，提出了創(chuàng)造性的系統(tǒng)方案，把宏觀的機房風(fēng)道匹配，微觀的風(fēng)阻與局部散熱結(jié)合起來，通過風(fēng)道隔離、面板增強進風(fēng)、分區(qū)控制等一系列創(chuàng)新設(shè)計，能最大程度地節(jié)約設(shè)備和機房能耗，改善節(jié)能與運營成本。