Os segredos do design de um rack de servidor de 19 polegadas

I. Introdução:

1- O que é um rack de servidor de 19″?

Um rack de servidor de 19″ geralmente se refere ao equipamento instalado em um gabinete ou rack de 19″. A diferença entre um gabinete e um rack é que o gabinete tem um revestimento protetor e tampas superior e inferior, enquanto o rack não tem.

Os racks, diferentemente dos gabinetes, costumam ser chamados de "estruturas". Ambos têm formato retangular. O chassi de servidor de 19″ foi projetado para caber dentro de um gabinete, assumindo uma forma retangular e aderindo a limitações específicas de altura, de modo que os chassis produzidos por diferentes fabricantes possam caber em gabinetes projetados com as mesmas especificações.

2- Origens dos racks e gabinetes para servidores de 19

Originalmente, os racks e gabinetes de servidor de 19″ eram um padrão para os instrumentos de controle eletrônico do exército dos EUA. O objetivo desse padrão era unificar as dimensões desses dispositivos e facilitar sua rápida montagem, substituição e manutenção. Por fim, esse padrão foi adotado pelo setor civil, tornando-se amplamente utilizado no mundo dos negócios.

3- Tipos de produtos de rack de servidor de 19

3-1- As vantagens dos gabinetes incluem fornecer proteção para racks de servidores e facilitar a expansão. Eles foram inicialmente usados para sistemas de controle industrial, mas, nos últimos anos, devido ao desenvolvimento das redes, têm sido cada vez mais usados para equipamentos de comunicação de rede.

Portanto, seus tipos de produtos podem ser amplamente divididos em duas categorias principais: produtos para uso em escritórios e produtos para uso industrial.

3-2- Produtos para uso em escritórios

• 3-2-1- Servidores
• 3-2-2- Produtos de telecomunicações
• 3-2-3- Produtos de Internet/Intranet
• 3-2-4- Outros produtos relacionados a periféricos de computador

3-3- Produtos de uso industrial

• 3-3-1- IPC (PC industrial)
• 3-3-2- Painéis de controle
• 3-3-3- Outros produtos relacionados com assistência de máquinas

II. Dimensões externas do rack de servidor de 19″ e especificações do gabinete

1- Especificações do gabinete

Os gabinetes não são apenas caixas, como o próprio nome sugere; eles têm vários formatos, como mostrado nas três figuras abaixo. Todos esses gabinetes são produtos da HP, mas sua aparência e dimensões variam de acordo com o ambiente operacional.

Todos os gabinetes são fabricados de acordo com as especificações relevantes, com larguras, alturas e profundidades definidas e cobertas pelas séries IEC-60297 e EIA-310. As duas especificações definem a unidade de altura como U (1U = 1,75″ = 44,45 mm), a largura como 19″ (existem outras especificações de largura, mas 19″ é a mais comum) e a profundidade tem algumas variações.

1-1- Definição da unidade de altura U: 1U = 1,75 polegadas = 44,45 mm. Os gabinetes usam U como unidade básica, portanto, um gabinete de 35U pode acomodar uma altura total de 35U de racks de servidor, mas a altura total do gabinete não é de 35U.

1-2- A definição da largura de 19 polegadas (482,6 mm) refere-se à largura máxima visível do rack de servidor quando visto de frente, que geralmente é a largura dos flanges de montagem em ambos os lados do rack de servidor, e não a largura do próprio gabinete. A largura dos gabinetes de 19″ é limitada pelas dimensões do rack de servidor, quase sempre excedendo 500 mm (já que os racks de servidor de 19″ têm cerca de 483 mm de largura). As larguras atuais dos gabinetes no mercado variam de 500 mm a 800 mm, com algumas especificações especiais que excedem 1.000 mm, mas o mais comum é um gabinete com 600 mm de largura.

1-3- Embora existam normas para a profundidade do gabinete, elas raramente são mencionadas, pois não limitam os projetos de racks de servidor, como altura e largura. Até mesmo racks de servidor curtos podem ser usados em gabinetes longos, desde que suas especificações de projeto estejam em total conformidade. Os fabricantes de gabinetes produzem várias especificações de profundidade, sendo que os gabinetes com 600 mm, 700 mm e 800 mm de profundidade são os mais comumente usados (a profundidade refere-se à profundidade externa do gabinete, excluindo os puxadores).

2- Relação entre a aparência externa do rack de servidor e o gabinete durante o projeto

2-1- Dimensões externas: O projeto do rack de servidor é limitado pelo tamanho do gabinete, portanto, os projetistas devem considerar os seguintes pontos:

2-1-1- Em termos de altura: Como a altura é medida em U, sendo 1U igual a 1,75″ ou 44,45 mm, um rack de servidor de 1U não pode exceder 44,45 mm de altura. Para facilitar o empilhamento e a montagem, a altura normalmente é projetada para ser inferior a 44 mm. Da mesma forma, a altura real dos racks de servidor com diferentes valores U será um pouco menor do que o valor U, permitindo um espaço entre cada rack de servidor no gabinete para facilitar a montagem e a desmontagem.

2-1-2- Em termos de largura: os gabinetes de 19″ têm chapa metálica (ou retangulares de alumínio) em cada canto para apoiar o gabinete e fixar o rack para servidor, de modo que a largura interna disponível para racks para servidor é de apenas 450 mm (aproximadamente 17,7″), e não a largura total de 19″. Para levar em conta a montagem, a largura do rack de servidor não pode ser definida como 450 mm e geralmente não excede 440 mm, deixando um espaço de 5 mm em cada lado. Se os trilhos deslizantes forem considerados para facilitar a montagem, a manutenção e a desmontagem, a largura do rack do servidor deverá ser reduzida ainda mais. As espessuras comuns dos trilhos deslizantes variam de 10 a 20 mm, e ambos os lados precisam de trilhos, de modo que a largura do rack de servidor se torna ainda mais estreita depois de considerar o dobro da espessura.

2-1-3- Em termos de profundidade: As considerações sobre a profundidade incluem a necessidade de que os racks de servidores dentro dos gabinetes tenham espaço para dissipação de calor, gerenciamento de cabos e outros arranjos de componentes. Como o espaço em ambos os lados é limitado, os projetistas devem utilizar os espaços frontal e traseiro. Normalmente, há pelo menos 75 mm de espaço na parte frontal e traseira (dependendo da localização do suporte de montagem). Portanto, para um gabinete de 600 mm, é melhor projetar racks de servidor com profundidade inferior a 450 mm.

2-2- Orifícios de montagem do gabinete: Os racks de servidor devem ser fixados em ambos os lados quando colocados em um gabinete, com orifícios de montagem geralmente localizados nos flanges de montagem. As dimensões e as posições desses furos são mostradas na figura abaixo (fonte de dados: EIA-310-D). A figura mostra três dimensões de largura, cada uma com três números. A camada superior de dimensões é o tamanho padrão para gabinetes de 19 polegadas (ou seja, 450, 465 e 483,4). As três dimensões representam o seguinte:

450 mm - Largura máxima que um rack de servidor pode ocupar dentro do gabinete. 465 mm - Distância entre os orifícios de montagem no rack do servidor e no gabinete. 483,4 mm - Largura máxima permitida entre os flanges de montagem no rack do servidor.

31,8 mm - Distância entre os dois orifícios de montagem em uma altura de 1U. Se houver três orifícios de montagem em uma altura de 1U, a distância entre os orifícios será a metade de 31,8 mm, ou seja, 15,9 mm.

12,7 mm - Distância mais próxima entre os orifícios de montagem de duas unidades U adjacentes, especificamente, a distância entre o orifício inferior da U superior e o orifício superior da U inferior. A junção entre 1U e 1U está localizada no meio da distância de 12,7 mm.

6,75 mm - Distância entre o orifício de montagem superior (ou inferior) do rack do servidor e a parte superior (ou inferior) interna do gabinete.

2-3- Alças frontais: Os racks de servidores são empurrados para dentro e puxados para fora pela frente, portanto, as alças geralmente são projetadas na parte frontal do rack de servidores para facilitar a operação. Ao projetar as alças, deve-se tomar cuidado para não interferir nos orifícios de montagem dos parafusos para a montagem do rack do servidor e do gabinete, pois esses orifícios também estão localizados nas laterais do rack do servidor.

2-4- Almofadas para os pés: Alguns racks de servidor são projetados para operar de forma independente fora do gabinete, de modo que suas bases costumam ser equipadas com pés. Isso evita danos às superfícies quando colocadas sobre uma mesa ou escrivaninha. Entretanto, ao instalar o rack de servidor em um gabinete, os pés podem interferir no rack de servidor abaixo. Por isso, é preferível projetar apoios para os pés que possam ser facilmente removidos e reinstalados.

III. Tabela de tamanhos de gabinetes padrão de 19 polegadas

O gabinete padrão que comumente vemos é o gabinete padrão de 19 polegadas. Atualmente, a maioria das larguras de painel de equipamentos de nível de engenharia usa a especificação de tamanho de 19 polegadas. Como resultado, o gabinete de 19 polegadas se tornou um gabinete padrão natural.

Com relação ao gabinete padrão, sabemos que sua estrutura não é muito complicada, consistindo normalmente na estrutura básica do gabinete, no sistema de suporte interno e nos componentes do sistema de refrigeração e da fonte de alimentação.

O objetivo da padronização das dimensões do servidor é garantir que ele mantenha o tamanho adequado para ser colocado em um rack de metal ou alumínio. O rack tem orifícios para parafusos para fixar o servidor, alinhando-se com os orifícios para parafusos do servidor e, em seguida, fixando-o com parafusos para facilitar o espaço necessário para cada servidor.

As dimensões padrão de um servidor são a largura (48,26 cm = 19 polegadas) e a altura (um múltiplo de 4,445 cm). Como a largura é de 19 polegadas, às vezes um rack que atende a esse padrão também é chamado de "rack de 19 polegadas". A espessura é baseada em uma unidade de 4,445 cm, sendo 1U igual a 4,445 cm.

As dimensões específicas e os padrões de tamanho são mostrados na tabela abaixo:

Dimensões do gabinete padrão de 19 polegadas

Dimensões do gabinete 42U

As dimensões do gabinete 42U são, na verdade, bastante semelhantes às do gabinete padrão de 19 polegadas, sendo que a única diferença é a altura, que é de 42U. A altura do equipamento instalado em um gabinete padrão de 19 polegadas é expressa em uma unidade especial chamada "U", em que 1U equivale a 44,45 mm.

Os painéis de equipamentos de dispositivos que usam gabinetes padrão de 19 polegadas geralmente são feitos de acordo com o padrão nU. Para um gabinete de 42U, o espaço interno disponível é de 42U, permitindo que você escolha o tamanho do gabinete com base no número de dispositivos que possui.

Os gabinetes Totem oferecem opções de 18U, 22U, 27U, 32U, 37U, 42U e 47U para você escolher.

Como são definidas as dimensões de um armário? Vamos dar uma olhada em uma introdução mais detalhada abaixo, esperando que ela ajude na escolha de um armário.

As dimensões da altura H₁ pode ser vista na tabela abaixo:

Observação: Na tabela, 1U = 44,45 mm. Quando não houver necessidade de gabinetes combinados, H₁ é a dimensão de referência.

Explicação das dimensões do gabinete do servidor:

Quando falamos sobre o "U" de um servidor, trata-se de uma unidade que representa as dimensões externas do servidor. É uma abreviação de "Unidade" e é determinada pela Associação Americana da Indústria Eletrônica (EIA) como um padrão do setor. O objetivo da padronização das dimensões do servidor é garantir que os servidores mantenham as dimensões adequadas para caber em racks de ferro ou alumínio.

As dimensões padrão de um servidor são a largura (48,26 cm = 19 polegadas) e a altura (múltiplos de 4,445 cm). Como a largura é de 19 polegadas, os racks que atendem a esse padrão também são chamados de "racks de 19 polegadas", que é a largura de um servidor montado em rack.

Escolhendo considerações sobre o espaço do gabinete do servidor:

Planeje e liste todos os equipamentos a serem instalados no gabinete e suas medidas exatas: altura, comprimento, largura e peso. Ao resumir o volume e o espaço ocupado por esses dispositivos, você decidirá a altura do gabinete que escolherá. Claramente, os gabinetes mais altos podem conter mais equipamentos e economizar espaço.

Maximizar a altura do gabinete não é a única consideração; a parte de trás do gabinete também tem uma grande área disponível para uso. Essa é a razão para medir a profundidade do gabinete. A escolha de um gabinete mais profundo permite que você instale dois conjuntos de equipamentos lado a lado e, em seguida, instale ainda mais dispositivos.

Depois de calcular o espaço do gabinete (em unidades "U" ou de 1,75 polegadas), considere o tamanho total do gabinete. Ninguém gostaria de descobrir que precisa adicionar mais equipamentos logo após encher o gabinete. Portanto, como regra geral, permita um espaço extra de 20% a 30% na altura do gabinete para a expansão do sistema. Esse espaço extra também melhora a ventilação do equipamento.