밀도, 공기 흐름 및 안심할 수 있는 데이터센터 랙 설계

최신 데이터센터는 AI 컴퓨팅, 고속 패브릭, 엣지 배포, 증가하는 지속 가능성 제약으로 인해 전례 없는 압박에 직면해 있습니다. 그 결과 더 많은 랙, 더 많은 광케이블 종단, 더 빠른 롤아웃이 필요하지만 작업할 공간은 부족합니다. 이 블로그에서는 스마트 랙 설계, 공기 흐름 규율, 케이블 관리 전략으로 서비스 가능성과 운영 안정성을 유지하면서 밀도를 지속 가능하게 만드는 방법을 살펴봅니다.

최신 데이터센터는 네 가지 수렴하는 힘에 의해 재편되고 있습니다. AI급 컴퓨팅은 랙 전력과 열 밀도를 그 어느 때보다 높게 끌어올리고 있습니다. 트래픽과 광 상호 연결 요구가 폭발적으로 증가하면서 모든 랙에 훨씬 더 많은 광 종단을 제공하는 400G/800G 네트워크로의 빠른 업그레이드가 추진되고 있습니다. 워크로드는 엣지로 이동하고 있으며, 사업자는 수많은 소규모의 표준화된 고밀도 사이트를 신속하게 구축해야 합니다. 한편, 부동산 부족, 지속 가능성 요구 사항, 그리드 제약으로 인해 사업자는 기존 공간을 확장하는 대신 밀집도를 높여야 합니다.

그 결과 더 많은 포트, 더 많은 랙, 더 빠른 롤아웃이 필요하지만 더 많은 공간을 확보할 수 없습니다 . 이러한 요구 사항을 충족하려면 물리적 계층을 올바르게 구축해야 하며 랙이 중심적인 역할을 합니다.

랙 솔루션 및 케이블 관리

지속 가능한 집적도의 기반은 많은 포트 수를 지원하면서도 전면 서비스가 가능한 랙 하드웨어입니다. 기술자는 주변 코드나 장비를 방해하지 않고 작업할 수 있어야 합니다.

주요 원칙은 다음과 같습니다:

• 수직 및 수평 케이블 관리기를 사용하여 구조화된 라우팅을 유도합니다.
• 오버헤드 또는 언더플로어 경로의 크기를 나중에 채울 수 있도록 현실적인 크기로 유지합니다.
• 케이블 부피가 공기 흐름 경로를 침범하지 않도록 합니다.
• 광케이블과 구리의 최소 굴곡 반경을 준수합니다.
• 가능하면 전원과 데이터를 분리합니다.
• 냉각 흡입구를 막지 않도록 설계된 여유 공간을 제공합니다.

운영의 명확성도 마찬가지로 중요합니다. 여러 행에 걸쳐 라벨링, U-넘버링 및 패치 작업을 표준화하고 계측, 자동화된 문서화 또는 AIM/DCIM 통합을 통해 이를 지원하세요. 이렇게 하면 포트 수준의 변경 사항을 감지, 기록, 작업 지시 및 티켓에 반영할 수 있습니다.

고온-저온 통로 규율 및 격리

랙 온도가 상승하고 있습니다. Uptime Institute의 2024 글로벌 데이터센터 설문조사에 따르면 7~9kW 랙의 점유율은 계속 증가하고 있지만, AI/HPC 환경은 이미 30kW를 넘어서고 있으며 이러한 추세는 더욱 가속화되고 있습니다. AFCOM의 2024 데이터센터 현황 보고서에 따르면 평균 랙 밀도는 전년도 8.5kW에서 최대 12kW로 증가했습니다.

이러한 부하를 수용하기 위한 첫 번째 단계는 공기 흐름 규율입니다. 케이블이 혼잡하거나 정렬이 불량하면 우회 공기, 재순환, 핫스팟 및 에너지 낭비가 발생합니다.

모범 사례는 다음과 같습니다:

• 장비를 앞뒤로 일관되게 정렬합니다.
• 공급 공기를 차가운 통로로 보내고 배기 공기를 뜨거운 통로로 되돌립니다.
• 전체 또는 부분 밀폐(행 끝 도어, 지붕 패널, 블랭킹 패널, 브러시 그로밋)를 사용합니다.
• 케이블 컷아웃과 틈새를 막습니다.
• 구멍이 뚫린 바닥 타일이나 공급 그릴은 차가운 통로에만 제한합니다.

많은 운영자는 액체 냉각을 채택하기 전에 공기 흐름과 밀폐를 개선하는 것만으로도 초기 밀도 향상을 달성하지만, 부하가 증가함에 따라 액체 솔루션이 점점 더 일반화되고 있습니다.

거리, 간격 및 서비스 액세스

밀도는 전력뿐만 아니라 연결성에서도 증가하고 있습니다. 400G 및 800G 광 모듈의 출하량은 2024년에 거의 4배로 증가했으며, 51.2T/102.4T 스위치 실리콘은 고속 포트의 폭발적인 성장을 주도하고 있습니다. 기존 x86 서버의 경우 5~6개에 불과했던 이더넷 포트가 각각 12개 이상으로 늘어나는 등 AI 서버는 이를 더욱 증폭시키고 있습니다.

커넥터 기술도 진화하고 있습니다:

• VSFF 듀플렉스 커넥터(CS, SN, MDC)는 RU당 더 많은 포트를 제공합니다.
• 특히 MPO-16과 같은 더 높은 파이버 MPO 형식은 SR8/DR8 애플리케이션을 효율적으로 지원합니다.

그러나 공간 없는 밀도는 위험을 초래합니다. 조작 공간이 충분하지 않으면 작은 반경의 굴곡, 미세 굴곡 및 손실 증가가 발생합니다. 비좁은 랙은 MAC 작업 속도를 저하시키고 MTTR을 증가시키며 우발적인 연결 끊김의 위험을 높입니다.

권장 사항:

• 사람, 문, 공구를 위한 콜드 통로 간격을 최대 1.2m(4피트)로 확보하세요.
• 장비 깊이에 따라 랙 뒤에 0.6~1.0m의 공간을 확보하세요.
• 기술자에게 작업 표면을 가져다주는 슬라이딩 잠금식 트레이를 사용하세요.
• 밀집도가 극심해지면 패시브 패치를 머리 위로 옮기세요.
• 사다리 랙과 트레이를 위한 헤드 룸을 유지합니다.
• 봉쇄 및 안전을 위해 깨끗한 퇴로 공간을 확보하세요.

현지 규정, 내진 요건 및 접근성 규칙에 따라 이러한 최소 공간이 더 늘어날 수 있습니다.

천공 및 열 방출

캐비닛 도어는 숨을 쉬어야 합니다. 천공이 너무 적으면 압력 강하가 증가하여 서버 팬이 더 빨리 회전하게 되어 입구 온도, 에너지 사용량, 소음이 증가하고 PUE가 악화됩니다. 또한 배압은 밀폐되지 않은 틈새를 통해 재순환을 촉진하여 궁극적으로 랙의 밀도를 제한하는 핫스팟을 생성합니다.

가이드라인:

• 공냉식 환경의 경우 전면 및 후면 도어의 개방 면적을 70~80%로 지정합니다.
• 사용하지 않는 랙 공간은 블랭킹 패널로 채우세요.
• 모델링 결과 이점이 있는 경우 후면 도어 열교환기, 굴뚝 또는 강화된 밀폐를 고려하세요.

운영자는 종종 문을 열어두어 공기 흐름 문제를 해결하려고 하지만 이는 격리, 냉각 효율, 물리적 보안을 약화시킵니다. 적절한 천공은 이러한 미봉책이 필요하지 않습니다.

모든 것을 하나로 모으기

고밀도 컴퓨팅과 네트워킹을 위해 서비스 가능성이나 안정성을 희생할 필요는 없습니다. 랙, 경로, 봉쇄, 공간 확보, 캐비닛 선택이 하나의 통합 시스템으로 설계되면 운영자는 RU당 포트와 랙 전력을 안전하게 늘리면서 둘째 날 운영을 예측 가능하게 유지할 수 있습니다.

랙 지정 또는 업그레이드 시 주요 권장 사항:

• 파이버 밀도: 독립적인 슬라이딩 잠금식 트레이가 있는 ≥144 LC(UHD) 또는 96 LC(HD)를 지원하는 1U 패널을 선택하세요.
• 케이블 라우팅: 오버헤드 패치 프레임(≥4U)을 사용하여 고밀도 패치를 활성 랙 밖으로 이동하고 가이드가 굽힘 반경을 보존하고 스트레인 완화 기능을 제공하는지 확인하세요.
• 자동화: 실시간 포트 수준 가시성, 작업 지시, 감사 및 알림을 위해 DCIM/ITSM과 통합된 자동화된 인프라 관리(AIM)를 사용하세요.
• 구리: 필요한 경우 후면 케이블 관리, 각진 전면, 힌지형 셔터가 통합된 1U 48포트 Cat6A 패널을 사용하세요.
• 랙 봉투: 격리 전략과 공간 배치에 맞게 19인치 및 ETSI 형식, 600~900mm 너비, 다양한 높이와 도어 유형의 랙을 사용할 수 있는지 확인합니다.

이러한 모든 요소가 함께 작동하면 운영자는 필요한 밀도, 필요한 공기 흐름 성능, 팀이 필요로 하는 운영상의 안정감을 얻을 수 있습니다.

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