隨著云計(jì)算、虛擬化的井噴式發(fā)展，以及移動(dòng)終端數(shù)據(jù)的爆炸性增長(zhǎng)，核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備功耗隨著性能提升也急劇增長(zhǎng)，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(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)LBNL對(duì)數(shù)據(jù)中心能耗分布調(diào)查時(shí)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(huì)責(zé)任的壓力下，綠色節(jié)能與降低運(yùn)營(yíng)成本成為數(shù)據(jù)中心建設(shè)的必選考慮項(xiàng)。

核心交換機(jī)是數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，從某種程度地上講，核心交換機(jī)的散熱設(shè)計(jì)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(jī)房要實(shí)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(tái)設(shè)備都從機(jī)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(méi)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(biāo)準(zhǔn)上也得到了確認(rèn)。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)(ANSI)頒布的 TIA-942《數(shù)據(jù)中心電信基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)冷熱通道隔離和機(jī)柜排列做了詳細(xì)的規(guī)定。機(jī)柜采用“面對(duì)面、背對(duì)背”式隔離交錯(cuò)排列，形成隔離的冷通道和熱通道。冷空氣通過(guò)機(jī)柜前側(cè)進(jìn)入機(jī)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(qiáng)的對(duì)流循環(huán)，增強(qiáng)了冷卻效果。

節(jié)能核心：核心交換機(jī)與機(jī)房匹配的風(fēng)道設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)中心提供了冷熱通道分開(kāi)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(yùn)行設(shè)備的風(fēng)道與散熱設(shè)計(jì)匹配，因此，前后風(fēng)道設(shè)計(jì)成為一種趨勢(shì)。

雖然新一代數(shù)據(jù)中心交換機(jī)普遍采用前后風(fēng)道設(shè)計(jì)，在實(shí)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(jī)采用了前后風(fēng)道設(shè)計(jì)，對(duì)業(yè)務(wù)單板與交換網(wǎng)板的風(fēng)道進(jìn)行了有效的隔離，在風(fēng)道設(shè)計(jì)上擁有專利技術(shù)。業(yè)務(wù)單板前面板進(jìn)風(fēng)，插框后側(cè)直接出風(fēng)，交換網(wǎng)板的散熱是機(jī)箱前下進(jìn)風(fēng)，機(jī)箱后上出風(fēng)，兩個(gè)散熱區(qū)域嚴(yán)格隔離，互不影響。風(fēng)扇模塊支持1+1備份設(shè)計(jì)，在單風(fēng)扇故障的條件下，散熱不會(huì)受到任何影響;在風(fēng)扇插拔更換過(guò)程中，風(fēng)道短路造成的散熱影響進(jìn)行了有效的規(guī)避，減少了對(duì)更換時(shí)間的約束。華為 CloudEngine12800系列數(shù)據(jù)中心交換機(jī)在設(shè)備層面上構(gòu)建了與機(jī)房匹配的節(jié)能要求，同時(shí)也確保了數(shù)據(jù)中心運(yùn)行的高可靠性要求。

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

節(jié)能加速：核心交換機(jī)的最佳風(fēng)阻匹配

數(shù)據(jù)中心交換機(jī)的前后風(fēng)道設(shè)計(jì)，大家已經(jīng)明白了它的重要性，但是對(duì)于風(fēng)道的風(fēng)阻對(duì)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(jì)十分重要。流阻增加，就需要風(fēng)扇提高風(fēng)壓來(lái)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(jìn)風(fēng)量，減少進(jìn)風(fēng)風(fēng)阻。華為CloudEngine12800系列數(shù)據(jù)中心交換機(jī)在業(yè)務(wù)面板的頂部，增加一個(gè)內(nèi)折彎設(shè)計(jì)，將原來(lái)的垂直進(jìn)風(fēng)面板延伸為一個(gè)斜面板，可開(kāi)孔的面積增加了10%;通過(guò)對(duì)面板材料優(yōu)化工藝改進(jìn)，進(jìn)風(fēng)孔間隙達(dá)到了業(yè)界最高水準(zhǔn);僅僅通過(guò)這些微創(chuàng)新，散熱進(jìn)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(jì)上，引入了風(fēng)洞測(cè)試，通過(guò)測(cè)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(shí)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(shí)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(dú)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(jìn)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(yùn)轉(zhuǎn)與全速運(yùn)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(guò)監(jiān)測(cè)全系統(tǒng)關(guān)鍵器件溫度，采用目標(biāo)調(diào)速控制技術(shù)，減少溫度與轉(zhuǎn)速波動(dòng)，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(dá)到5%以上，既增強(qiáng)了可靠性，又達(dá)到了節(jié)能降噪的目的。

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