Original Title: Optimization of Airflow Organization in Bidirectional Air Supply Data Centers in China
Source: doi.org/10.3390/app15105711
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវការរៀបចំលំហូរខ្យល់នៅក្នុងមជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យដែលមានការផ្គត់ផ្គង់ខ្យល់ពីរទិសដៅនៅក្នុងប្រទេសចិន

ចំណងជើងដើម៖ Optimization of Airflow Organization in Bidirectional Air Supply Data Centers in China

អ្នកនិពន្ធ៖ Yixin Wu (South China University of Technology), Junwei Yan (South China University of Technology), Xuan Zhou (South China University of Technology)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2025 Applied Sciences

វិស័យសិក្សា៖ Thermal Management / Data Center Engineering

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ប្រព័ន្ធម៉ាស៊ីនត្រជាក់នៃមជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យភាគច្រើនជួបប្រទះបញ្ហាការផ្គត់ផ្គង់ខ្យល់មិនស្មើគ្នា និងអតុល្យភាពនៃសមត្ថភាពធ្វើឱ្យត្រជាក់ ដែលបណ្តាលឱ្យមានកើនឡើងនូវចំណុចកម្តៅក្នុងតំបន់ (Local hotspots) និងស៊ីថាមពលខ្ពស់។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះបានប្រើប្រាស់ទិន្នន័យវាស់វែងជាក់ស្តែងបញ្ចូលគ្នាជាមួយការធ្វើគំរូតាមបែប Computational Fluid Dynamics (CFD) ដើម្បីវាយតម្លៃយុទ្ធសាស្ត្រធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងចំនួនបីផ្សេងៗគ្នា។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Baseline Model
ម៉ូដែលដើម (គ្មានការកែសម្រួល)
មិនទាមទារការចំណាយលើការកែច្នៃ ឬឧបករណ៍បន្ថែមនោះទេ។ លំហូរខ្យល់មិនស្មើគ្នា មានការលាយឡំខ្យល់ក្តៅនិងត្រជាក់ខ្លាំង ដែលបង្កើតឱ្យមានចំណុចកម្តៅ (Hotspots) និងខ្ជះខ្ជាយថាមពល។ សន្ទស្សន៍កម្តៅផ្គត់ផ្គង់ (SHI) ស្ថិតនៅកម្រិតខ្ពស់រហូតដល់ 0.230 និង RTI 0.786។
Cold aisle top-only containment (Case 2)
ការបិទតែផ្នែកខាងលើនៃច្រករបៀងត្រជាក់
ជួយទប់ស្កាត់ការត្រលប់ចូលវិញនៃខ្យល់ក្តៅពីផ្នែកខាងលើនៃទូកុំព្យូទ័រ (Rack)។ មិនអាចដោះស្រាយបញ្ហាខ្យល់ត្រជាក់ដែលលេចធ្លាយទៅកាន់ច្រករបៀងក្តៅតាមរយៈចន្លោះទូកុំព្យូទ័រដែលទំនេរបានទេ។ កាត់បន្ថយ SHI បានត្រឹមតែ 0.43% ប៉ុណ្ណោះ បើធៀបនឹងម៉ូដែលដើម។
Rack blanking panels (Case 4)
ការប្រើប្រាស់ផ្ទាំងបិទទូកុំព្យូទ័រ
ចំណាយតិច ងាយស្រួលក្នុងការដំឡើង និងកាត់បន្ថយការលាយឡំខ្យល់ក្តៅនិងត្រជាក់តាមចន្លោះទូបានយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព។ នៅតែមានហានិភ័យនៃចំណុចកម្តៅនៅក្បែរម៉ាស៊ីនត្រជាក់ ព្រោះមិនទាន់មានការបិទជិតច្រករបៀងទាំងស្រុង។ កាត់បន្ថយសន្ទស្សន៍កម្តៅផ្គត់ផ្គង់ (SHI) ចំនួន 42.61% បើធៀបនឹងម៉ូដែលដើម។
Rack blanking panels + Fully contained cold aisle containment (Case 7)
ការប្រើប្រាស់ផ្ទាំងបិទទូកុំព្យូទ័រ រួមជាមួយការបិទជិតច្រករបៀងត្រជាក់ទាំងស្រុង
លុបបំបាត់ចំណុចកម្តៅបានទាំងស្រុង និងបំបែកចរន្តខ្យល់ក្តៅនិងត្រជាក់ដាច់ពីគ្នា១០០% ដែលធ្វើឲ្យម៉ាស៊ីនត្រជាក់ដំណើរការបានល្អបំផុត។ ទាមទារការចំណាយថវិកាខ្ពស់ អាចប្រឈមនឹងបញ្ហាសម្ពាធខ្យល់អវិជ្ជមាន និងត្រូវការប្រព័ន្ធសុវត្ថិភាពអគ្គីភ័យបន្ថែម។ បង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃការប្រើប្រាស់ថាមពលត្រជាក់ដល់ទៅ 88.26% ដោយទម្លាក់ SHI មកត្រឹម 0.027។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការសិក្សានេះតម្រូវឱ្យមានការវាស់វែងទិន្នន័យជាក់ស្តែងនៅក្នុងមជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យ (Data Center) រួមបញ្ចូលជាមួយការប្រើប្រាស់កុំព្យូទ័រដែលមានសមត្ថភាពខ្ពស់សម្រាប់ការធ្វើត្រាប់តាមលំហូរសារធាតុរាវ (CFD Simulation)។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងទីក្រុង Guangzhou ប្រទេសចិន ដែលជាតំបន់មានរដូវក្តៅ និងរដូវរងាឧណ្ហៗ ដោយផ្អែកលើការរៀបចំទូកុំព្យូទ័រជាក់លាក់មួយ។ សម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជាដែលមានអាកាសធាតុក្តៅនិងសើមពេញមួយឆ្នាំ បន្ទុកនៃការធ្វើឱ្យត្រជាក់ (Cooling load) អាចមានកម្រិតខ្ពស់ជាងនេះ ដែលទាមទារឱ្យមានការកែតម្រូវទិន្នន័យមុននឹងយកទៅអនុវត្តជាក់ស្តែង។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

យុទ្ធសាស្ត្រនៃការគ្រប់គ្រងលំហូរខ្យល់នេះ គឺមានសារៈសំខាន់ និងអាចអនុវត្តបានយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាពសម្រាប់មជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យនៅប្រទេសកម្ពុជា ដើម្បីកាត់បន្ថយថ្លៃអគ្គិសនី។

ការអនុវត្តវិធីសាស្ត្រគណនា CFD និងការបំពាក់ឧបករណ៍ទប់លំហូរខ្យល់ទាំងនេះ នឹងជួយស្ថាប័ននៅកម្ពុជាសន្សំសំចៃថ្លៃអគ្គិសនីបានច្រើនសន្ធឹកសន្ធាប់ និងបង្កើនអាយុកាលឧបករណ៍ IT ក្រោមអាកាសធាតុក្តៅ។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃ CFD និង Thermodynamics: និស្សិតត្រូវយល់ដឹងអំពីចលនាលំហូរខ្យល់ និងការផ្ទេរកម្តៅ ដោយប្រើប្រាស់កម្មវិធី ANSYS Fluent ឬកម្មវិធីឥតគិតថ្លៃដូចជា OpenFOAM ដើម្បីរៀនធ្វើត្រាប់តាមលំហូរសារធាតុរាវ។
  2. ប្រមូលទិន្នន័យជាក់ស្តែងពីបន្ទប់ Server: ចុះអនុវត្តផ្ទាល់នៅតាមបន្ទប់ Data Center របស់សាកលវិទ្យាល័យ ដោយប្រើប្រាស់ឧបករណ៍ FLUKE Anemometer សម្រាប់វាស់ល្បឿនខ្យល់ និងសីតុណ្ហភាពនៅតាមទូកុំព្យូទ័រនីមួយៗ។
  3. បង្កើតគំរូ 3D នៃបន្ទប់ទិន្នន័យ: ប្រើប្រាស់កម្មវិធី SpaceClaimAutoCAD ដើម្បីគូរទម្រង់បន្ទប់ រួមទាំងទីតាំងម៉ាស៊ីនត្រជាក់ (CRAC) ច្រកចេញចូលខ្យល់ និងការរៀបចំទូ Server។
  4. ដំណើរការ Simulation និងវិភាគលទ្ធផល: បញ្ចូលទិន្នន័យទៅក្នុងកម្មវិធី CFD រួចទាញយកលទ្ធផលសន្ទស្សន៍កម្តៅ (RTI, SHI) ដោយប្រើ CFD Post-processing ដើម្បីកំណត់រកទីតាំងដែលឡើងកម្តៅខ្លាំង (Hotspots)។
  5. ផ្តល់ជូនយុទ្ធសាស្ត្រកែលម្អដែលចំណាយតិច: ផ្អែកលើលទ្ធផល រៀបចំគម្រោងស្នើសុំបំពាក់ផ្ទាំងបិទ (Rack Blanking Panels) ដែលជាជម្រើសចំណាយតិច និងមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ មុននឹងឈានដល់ការស្នើសុំធ្វើប្រព័ន្ធ Cold Aisle Containment ទាំងស្រុង។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Computational fluid dynamics (CFD) ការប្រើប្រាស់កុំព្យូទ័រដើម្បីគណនា និងធ្វើត្រាប់តាមចលនានៃលំហូរខ្យល់ ឬអង្គធាតុរាវ និងការផ្ទេរកម្តៅ។ នៅក្នុងការអនុវត្តជាក់ស្តែង វាជួយវិស្វករមើលឃើញជាមុនពីរបៀបដែលខ្យល់ត្រជាក់រត់កាត់ទូកុំព្យូទ័រ និងកំណត់រកទីតាំងខុសប្រក្រតី ដោយមិនបាច់សាងសង់បន្ទប់មែនទែន។ ដូចជាការប្រើកម្មវិធីកុំព្យូទ័រដើម្បីធ្វើត្រាប់តាមការហូរនៃទឹកជំនន់តាមដងផ្លូវ ដើម្បីងាយស្រួលរកវិធីទប់ស្កាត់មុនពេលវាលិចមែនទែន។
Cold aisle containment ការប្រើប្រាស់ជញ្ជាំងកញ្ចក់ ឬទ្វារដើម្បីបិទខ្ទប់ច្រករបៀងខ្យល់ត្រជាក់នៅក្នុង Data Center មិនឱ្យលាយឡំជាមួយខ្យល់ក្តៅដែលបញ្ចេញពីម៉ាស៊ីន។ វាធានាថាខ្យល់ត្រជាក់ត្រូវបានបូមចូលទៅក្នុងម៉ាស៊ីន Server ទាំងស្រុងដោយគ្មានការលេចធ្លាយ។ ដូចជាការបិទជញ្ជាំងកញ្ចក់ជុំវិញបញ្ជរលក់សាច់ក្នុងផ្សារទំនើប ដើម្បីរក្សាភាពត្រជាក់កុំឱ្យភាយចេញមកក្រៅឥតប្រយោជន៍។
Rack blanking panels បន្ទះប្លាស្ទិក ឬលោហៈដែលគេយកទៅបិទនៅតាមចន្លោះប្រហោងនៃទូកុំព្យូទ័រ (Server Racks) ដែលទំនេរ ដើម្បីទប់ស្កាត់កុំឱ្យខ្យល់ត្រជាក់ធ្លាយឆ្លងកាត់ទៅច្រកខ្យល់ក្តៅ ឬការពារខ្យល់ក្តៅមិនឱ្យហូរត្រលប់ចូលមកម៉ាស៊ីនវិញ។ ដូចជាការបិទស្កុតលើប្រហោងទុយោទឹក ដើម្បីកុំឱ្យទឹកលេចធ្លាយពាក់កណ្តាលទី ដោយធានាថាវាហូរទៅដល់គោលដៅ១០០%។
Supply Heat Index (SHI) រង្វាស់មួយសម្រាប់វាយតម្លៃប្រសិទ្ធភាពនៃខ្យល់ត្រជាក់ ដោយវាស់ពីបរិមាណកម្តៅដែលបានលាយឡំជាមួយខ្យល់ត្រជាក់នោះ មុនពេលវាចូលទៅដល់ម៉ាស៊ីន។ កាលណាតម្លៃ SHI កាន់តែទាប មានន័យថាការគ្រប់គ្រងលំហូរខ្យល់កាន់តែមានប្រសិទ្ធភាព។ ដូចជាការវាស់ស្ទង់មើលថា តើមានទឹកល្អក់ប៉ុន្មានភាគរយដែលបានជ្រាបចូលទៅក្នុងបំពង់ទឹកស្អាត មុនពេលវាហូរមកដល់ក្បាលរ៉ូប៊ីណេរបស់យើង។
Bypass airflow លំហូរខ្យល់ត្រជាក់ដែលបានរត់គេចចេញពីតំបន់គោលដៅ (ទូ Server) ហើយហូរត្រលប់ទៅម៉ាស៊ីនត្រជាក់វិញដោយមិនបានជួយស្រូបយកកម្តៅសោះ ដែលធ្វើឱ្យខ្ជះខ្ជាយថាមពលអគ្គិសនីយ៉ាងខ្លាំង។ ដូចជាយើងបើកកង្ហារតម្រង់មករកខ្លួនឯង តែបែរជាមានវត្ថុបាំងនៅពីមុខ ធ្វើឱ្យខ្យល់រត់វាងទៅកន្លែងផ្សេងដោយគ្មានប្រយោជន៍។
Thermal stratification ការកកើតជាស្រទាប់សីតុណ្ហភាពខុសៗគ្នាតាមកម្ពស់នៅក្នុងបន្ទប់។ ដោយសារខ្យល់ក្តៅស្រាលជាងខ្យល់ត្រជាក់ វារសាត់ឡើងទៅលើដំបូល រីឯខ្យល់ត្រជាក់ធ្លាក់មកផ្តុំនៅខាងក្រោមបាត។ ដូចជានៅពេលយើងហែលទឹកស្ទឹងឬបឹង ទឹកនៅផ្ទៃខាងលើមានសភាពកក់ក្តៅ រីឯទឹកនៅបាតខាងក្រោមមានភាពត្រជាក់ខ្លាំង។
Local hotspots តំបន់តូចៗនៅតាមកន្លែងណាមួយនៃទូកុំព្យូទ័រ ដែលមានសីតុណ្ហភាពឡើងក្តៅខ្លាំងខុសប្រក្រតី លើសពីកម្រិតសុវត្ថិភាព ដោយសារខ្វះការផ្គត់ផ្គង់ខ្យល់ត្រជាក់គ្រប់គ្រាន់ ឬមានការស្រូបចូលខ្យល់ក្តៅកខ្វក់ត្រលប់មកវិញ។ ដូចជាចំណុចមួយនៅលើទូរស័ព្ទដៃដែលក្តៅងំខ្លាំងនៅពេលយើងលេងហ្គេមយូរ ដោយសារប្រព័ន្ធបញ្ចេញកម្តៅនៅកន្លែងនោះធ្វើការមិនទាន់។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖