خادم 1U: حل مراكز البيانات الموفرة للمساحة

ما هو خادم 1U؟ التعرف على عوامل الشكل ودوره في مركز البيانات

التعريف والأبعاد القياسية لخادم 1U

يُعد خادم 1U أحد وحدات الحوسبة القياسية التي نراها في كل مكان في مراكز البيانات. حيث يبلغ ارتفاعه 1.75 بوصة (حوالي 4.45 سم)، وهو يناسب المواصفات القياسية الصناعية للأرفف. تبلغ مساحة هذه الوحدات حوالي 19 بوصة من العرض و30 بوصة تقريبًا من الأمام إلى الخلف، مما يعني أنها تتكدس بشكل عمودي بشكل جيد أيضًا. ويمكن أن تستوعب معظم الأرفف حوالي 42 وحدة منها جنبًا إلى جنب دون أن تشغل مساحة كبيرة على الأرضية. وتجعل هذه المعايير الموحدة من الأسهل على مهندسي تكنولوجيا المعلومات التعامل مع معدات تعمل معًا بسلاسة عبر مختلف المرافق. وعند تصميم الأنظمة، يركز المهندسون حقًا على كيفية تلاؤم المكونات داخل هذه المساحات الضيقة مع تقديم أداء جيد في الوقت نفسه. ولذلك يلجأ العديد من الشركات إلى استخدام خوادم 1U عند إنشاء عملياتها حيث تحتاج مساحات محدودة إلى قوة معالجة كبيرة.

دور خوادم 1U في مراكز البيانات الحديثة

تعتمد منصات الحوسبة السحابية ذات القياس الكبير والبنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات في المؤسسات بشكل كبير على هذه الخوادم لإدارة الموارد بكفاءة عبر عملياتها. إن الطريقة التي يتم بها بناء هذه الآلات تتيح لها التعامل مع مهام مثل التخزين الافتراضي، ودعم متطلبات الحوسبة المتطورة (Edge Computing)، والعمل بكفاءة داخل الشبكات التخزينية الموزعة حيث يكون توفير المساحة المادية عاملاً مهماً للغاية. عندما تستطيع الشركات تجميع المزيد من قوة المعالجة داخل نفس المساحة المادية، فإنها تقلل من تكاليف التشغيل دون التأثير على قدرتها على التوسع حسب الحاجة. ولقد أفاد العديد من مراكز البيانات فعليًا بتوفير ملحوظ في التكاليف نتيجة فقط لتحسين الكثافة من هذا النوع مقارنة بالإعدادات التقليدية للخوادم.

مقارنة بين عوامل شكل الخوادم 1U و2U و3U للحصول على أفضل نشر

بينما تتفوق الأنظمة ذات الوحدة الواحدة (1U) في كفاءة استخدام المساحة، فإن إعدادات 2U و3U توفر إمكانيات توسع أكبر للأعمال التي تختلف احتياجاتها.

كيف تُحسّن خوادم الوحدة الواحدة (1U) استخدام المساحة في مراكز البيانات

تسمح الخوادم ذات الوحدة الواحدة (1U) لمراكز البيانات بتركيب ما يصل إلى 42 وحدة في حيز رف (rack) قياسي مكوّن من 42 وحدة، في حين تستوعب الإعدادات التقليدية ذات الوحدتين (2U) حوالي 21 وحدة فقط. عادةً ما تحقق الشركات التي تتحول إلى هذه الأنظمة المدمجة وفورات تقدر بحوالي 28 دولارًا شهريًا لكل رف عند النظر إلى إجمالي مصاريف البنية التحتية، وهذه التوفيرات ناتجة عن إدارة أفضل لتدفق الهواء واستخدام أكثر كفاءة لمساحة الأرضية.

توجد ثلاث طرق مثبتة تُحسّن كفاءة خوادم الوحدة الواحدة (1U):

• التكديس الرأسي استخدام هيكل ضحل (مساحة مكونات تزيد عن 1.5 بوصة)
• تصاميم متعددة الوحدات استخدام مكونات مثل مصادر الطاقة القابلة للتبديل ووحدات الأقراص السريعة القابلة للتبديل
• ابتكارات في توجيه الكابلات أنظمة صواني معلقة تقلل من استهلاك المساحة الأفقية

التأثير على قابلية التوسع في مراكز البيانات

يتيح المعيار 1U دورات إعادة تعبئة للرفوف أسرع بنسبة 18٪ مقارنةً بإعدادات الخوادم 2U/3U. هذه الميزة تعزز من قابلية التوسع للمراكز البيانات دون الحاجة إلى توسعات واسعة أو إعادة تجهيز للمنشآت الحالية.

دراسة حالة: تحقيق كثافة خوادم أعلى باستخدام خوادم الرفوف 1U

أدى مشروع مبتكر باستخدام خوادم الرفوف 1U إلى زيادة بنسبة 40٪ في كثافة الرفوف. هذا التطور أدى إلى تقليل كبير في استهلاك الطاقة للتبريد بنسبة 17٪، وخفض تكاليف نشر كل رف بمقدار 4200 دولار أمريكي. وبالإضافة إلى ذلك، حقق المركز المحسن تقييمًا رائدًا في الكفاءة الطاقية بلغ 1.67 PUE.

التحديات الحرارية والتصميمية في بيئات 1U ذات الكثافة العالية

تم تصميم خوادم 1U اليوم بدقة لتعظيم الاستفادة من المساحة والكفاءة في الإعدادات الكثيفة. وتشمل المزايا مشتتات حرارة رفيعة للغاية ووحدات ارتفاع PCIe مثبتة جانبية تسمح بتثبيت معالجين في وحدة واحدة. تجعل هذه التطورات خوادم 1U مرغوبة للغاية من قبل مراكز البيانات التي تسعى لاستغلال المساحة المتوفرة في الخزانة بشكل أمثل مع ضمان الأداء الأمثل.

موازنة متطلبات الحوسبة وإدارة الحرارة

بينما تسعى الشركات لتحقيق قوة حاسوبية متطورة من خلال واجهات NVMe وشبكات 200 جيجابت في الثانية، فإن عليها أن توازن بين القدرات الأداء وقيود الحرارة داخل هيكل 1U المضغوط. تساعد تقنيات مثل أنظمة التبريد الهجينة الهوائية-السائلة في الحفاظ على درجات حرارة ضمن الحدود المقبولة، مع السماح للخوادم بالعمل بمستوى أداء عالٍ يصل إلى 3.2 بيتافلوبس لكل وحدة خزانة.

الكفاءة في استهلاك الطاقة وتكلفة امتلاك الخوادم من نوع 1U

يركز التصميم الم inherent للخوادم من الفئة 1U على الكفاءة في استخدام الطاقة، ونتيجة لذلك، تحقق الشركات التي تستخدم هذه الإعدادات وفورات في استهلاك الطاقة تتراوح بين 18٪ إلى 22٪. يؤدي تقليل إنتاج الحرارة واستهلاك الطاقة الأقل إلى خفض تكاليف التبريد، مما يسهم في تقليل التكلفة الإجمالية للامتلاك (TCO) بنسبة تقارب 27٪ في المنشآت التي تعتمد بالكامل على هذه الأنظمة المدمجة.

توسيع البنية التحتية باستخدام خوادم 1U

يمكن للشركات توسيع بنية خوادمها بشكل فعال من خلال نشر خوادم 1U في صفائف كثيفة، مما يحقق سعة أداء أعلى داخل نفس المساحة المادية. تتيح الابتكارات في الأنظمة الوحدية المفككة من نوع 1U للشركات تعديل الموارد ديناميكيًا لتلبية متطلبات الأعباء المتغيرة وضمان الاستخدام الفعال للمساحة.

الاتجاه نحو البنية التحتية الوحدية من نوع 1U

تُسْرع الشركات الكبيرة في اعتماد خوادم 1U نظرًا لقدرتهم على فصل موارد المعالجة عن موارد التخزين. تسمح هذه الطريقة ببنية تحتية أكثر مرونة وقابلية للتوسيع، مما يتوافق تمامًا مع متطلبات الأعبال التالية الحديثة والديناميكية.

قسم الأسئلة الشائعة

ما هو خادم 1U؟

خادم 1U هو خادم بحجم قياسي يناسب الرف (rack) ويبلغ ارتفاعه 1.75 بوصة، وعرضه 19 بوصة، وعمقه حوالي 30 بوصة. تم تصميمه ليتناسب مع الرفوف القياسية في الصناعة، مما يوفر كفاءة في استخدام المساحة والتوافق.

لماذا تعتبر خوادم 1U مهمة لمراكز البيانات؟

تُعد خوادم 1U ضرورية في مراكز البيانات لأنها تزيد من كثافة الرفوف، مما يسمح بتجميع قوة معالجة أكبر في مساحات فيزيائية أصغر. تقلل هذه الكفاءة من تكاليف التشغيل وتمكن من توسيع أفضل للبنية التحتية لتلبية متطلبات الأعبال المتزايدة.

كيف تقارن خوادم 1U مع خوادم 2U و3U؟

مقارنةً بالخوادم من النوعين 2U و3U، توفر الخوادم من النوع 1U كثافة أعلى مع إمكانية تركيب ما يصل إلى 42 وحدة في رف واحد فقط. ومع ذلك، توفر إعدادات 2U و3U قابلية توسع وخصائص تخصيص مُحسّنة تتناسب مع الأعبال التخصصية.

ما هي الفوائد الناتجة عن استخدام خوادم 1U؟

توفر الخوادم من نوع 1U كفاءة في استخدام المساحة، واستهلاكًا منخفضًا للطاقة، وتكلفة إجمالية أقل للملكية. يسمح تصميمها المدمج بزيادة قوة المعالجة في مساحات أصغر، مما يؤدي إلى توفير في تكاليف البنية التحتية والتشغيل.

ما هي التحديات التي تطرحها الخوادم من نوع 1U؟

التحدي الرئيسي في استخدام الخوادم من نوع 1U هو إدارة الحرارة في الإعدادات ذات الكثافة العالية. وتشمل الحلول الأنظمة المتقدمة للتبريد، مثل التبريد السائل، للحفاظ على درجات حرارة مثلى وضمان الأداء دون التأثير على الكفاءة في استخدام المساحة.