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

核心交換機是數據中心網絡的關鍵節(jié)點，從某種程度地上講，核心交換機的散熱設計決定了數據中心散熱和節(jié)能的效率。

節(jié)能基礎：數據中心機房要實現(xiàn)冷熱氣流隔離

數據中心設備所消耗的電能絕大部分轉化為熱能。每臺設備都從機房環(huán)境中吸入冷空氣冷卻，再將熱空氣排放到房間中;眾多設備產生多條相應的熱氣流，形成數據中心的總熱氣流輸出。傳統(tǒng)數據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據中心的總能耗。

為此，新型數據中心通常采用冷熱風道隔離的方式，提高散熱效率，這種方式在數據中心建設標準上也得到了確認。美國國家標準學會(ANSI)頒布的 TIA-942《數據中心電信基礎設施標準》，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進入機柜，流經設備后轉化成熱空氣，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道設計

數據中心提供了冷熱通道分開的基礎設施，這僅僅是具備了節(jié)能的初步條件，還需要運行設備的風道與散熱設計匹配，因此，前后風道設計成為一種趨勢。

雖然新一代數據中心交換機普遍采用前后風道設計，在實現(xiàn)的形式也存在些許差別。

華為CloudEngine12800系列數據中心交換機采用了前后風道設計，對業(yè)務單板與交換網板的風道進行了有效的隔離，在風道設計上擁有專利技術。業(yè)務單板前面板進風，插框后側直接出風，交換網板的散熱是機箱前下進風，機箱后上出風，兩個散熱區(qū)域嚴格隔離，互不影響。風扇模塊支持1+1備份設計，在單風扇故障的條件下，散熱不會受到任何影響;在風扇插拔更換過程中，風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系列數據中心交換機在設備層面上構建了與機房匹配的節(jié)能要求，同時也確保了數據中心運行的高可靠性要求。

華為CloudEngine12800系列數據中心交換機前后風道隔離設計

節(jié)能加速：核心交換機的最佳風阻匹配

數據中心交換機的前后風道設計，大家已經明白了它的重要性，但是對于風道的風阻對節(jié)能的影響，大家往往就忽視了。流阻是決定散熱能力的關鍵要素。優(yōu)秀的散熱系統(tǒng)，系統(tǒng)的流阻設計十分重要。流阻增加，就需要風扇提高風壓來增加風量，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量，減少進風風阻。華為CloudEngine12800系列數據中心交換機在業(yè)務面板的頂部，增加一個內折彎設計，將原來的垂直進風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，散熱進風量就增加了30%以上，有效減少了風道阻力。

在風道中部設計上，引入了風洞測試，通過測試確定系統(tǒng)的流阻與系統(tǒng)風量。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)更好的通風效果和更高的散熱效率，使常溫風扇轉速降低10%以上，從而實現(xiàn)節(jié)能的目的。

節(jié)能必需：業(yè)務分區(qū)調速控制

CloudEngine12800業(yè)務單板采用獨立風扇分區(qū)控制，可以根據每塊業(yè)務單板的能耗情況進行風扇轉速調節(jié)，高功率單板提高風扇轉速，低功耗單板保持低速，風扇半速運轉與全速運轉相比，至少節(jié)能80%以上;優(yōu)化風扇調速算法，通過監(jiān)測全系統(tǒng)關鍵器件溫度，采用目標調速控制技術，減少溫度與轉速波動，最終保證單板器件及風扇保持在穩(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系列數據中心交換機作為新一代核心交換機產品，汲取了業(yè)界的寶貴經驗，提出了創(chuàng)造性的系統(tǒng)方案，把宏觀的機房風道匹配，微觀的風阻與局部散熱結合起來，通過風道隔離、面板增強進風、分區(qū)控制等一系列創(chuàng)新設計，能最大程度地節(jié)約設備和機房能耗，改善節(jié)能與運營成本。