По оценкам экспертов, охлаждение серверного оборудования методом погружения в жидкости значительно снижает затраты на охлаждающую инфраструктуру ЦОД и повышает плотность размещения вычислительной аппаратуры, что позволяет эффективней использовать отведённые под дата-центры площади.
Существуют разнообразные системы жидкостного охлаждения оборудования, как встроенные, так и наружные, с использованием различных охлаждающих жидкостей. Главными их преимуществами по отношению к системам воздушного охлаждения являются:
• уменьшение затрат на инфраструктуру и экономия занимаемой площади;
• отведение большего количества тепла от источника;
• значительное снижение уровня шума.
В ходе оптимизации работы и попыток сэкономить расходуемую дата-центрами электроэнергию (в настоящее время – около 2% от общего объёма мировых поставок), охлаждающее оборудование стало одним из наиболее важных аспектов в проектировании и строительстве новых ЦОД.
Инновации от 3M
Многие разработчики предлагали свои решения в области охлаждения вычислительной техники. Как пример можно рассмотреть суперкомпьютер, созданный компаниями Intel и SGI и работающий в условиях погружения в <<сухую воду>> 3M Novec.
Специалисты Intel и SGI заявляют, что применённая в этом суперкомпьютере система 2-фазного охлаждения от 3М способна существенно (до 95%) сократить расходы на охлаждение. Притом для её размещения требуется в 10 раз меньше пространства, чем при охлаждении воздухом систем аналогичной производительности. Ещё одним преимуществом используемой системы является то, что она потребляет энергию нагретой жидкости.
Жидкости под маркой Novec производства компании 3М на протяжении ряда лет применялись в военных компьютерах и системах радиолокации. Теперь же взоры руководства компании обратились на высокопроизводительное вычислительное оборудование. По словам Ил Джи Кима, менеджера по маркетингу компании 3М, в 2000 году они не могли представить, что эта технология станет настолько востребованной на рынке; но теперь, в связи с возникшей задачей охлаждения оборудования ЦОДов, число которых постоянно растёт, её время наступило.
Биткойн как двигатель прогресса
Фермы для майнинга биткойнов используют высокопроизводительное вычислительное оборудование для подтверждения транзакций в сети Bitcoin, поэтому именно они активно начали внедрять системы погружного охлаждения в своих дата-центрах. Передовым разработчиком и поставщиком систем иммерсионного охлаждения оборудования дата-центров является компания Allied-Control, которая в партнёрстве с 3М спроектировала и изготовила подобную систему для недавно запущенной в Гонконге биткойн-фермы на 500кВт. Центр располагается в одном из гонконгских небоскрёбов. Площадь, занимаемая оборудованием составила всего лишь 15м?!
Представители 3М сообщают, что благодаря применённой системе, при создании центра обработки данных был достигнут ряд преимуществ.
1. Экономия расхода электроэнергии на охлаждение составила порядка 90%.
2. Значительно уменьшилась инфраструктура охлаждающей системы (порядка 87%), соответственно и расходы на её изготовление.
3. Повышена плотность размещения оборудования.
Отдельную заинтересованность в подобных инновациях проявила компания Intel, поскольку развитие систем погружного охлаждения позволит выпускать комплектующие для производимой ими электроники без дополнительных расходов, которых требует массово используемое воздушное охлаждение.
По заявлению Майкла Патерсона, старшего архитектора Intel, его компания пока не инвестирует больших средств в развитие иммерсионного охлаждения, но внимательно следит за темпами её развития и внедрения. В то же время, по его мнению, эта технология будет внедрена в ЦОДах большинства компаний в ближайшие 15-20 лет.
Альтернативный метод от LiquidCool
Компания LiquidCool Solutions презентовала своё решение данного вопроса. По заявлениям представителей LCS, их модульный подход снизит количество потребляемого системой охлаждения электричества на 98% (по сравнению комплексами воздушного охлаждения).
Новый продукт под названием Clamshell представляет собой герметичный резервуар, содержащий охлаждающую жидкость, в которую полностью погружается серверное оборудование. В роли хладагента в Clamshell выступает диэлектрик, который в процессе работы может нагреваться до температуры 52?С. При этом на выходе из стойки она всё ещё настолько горяча, что может использоваться, например, для отопления; достаточно всего лишь дополнительно подключить к системе теплообменник.
Такая модульная структура охлаждающего оборудования позволяет в любую минуту подсоединять устройства в систему, не нарушая имеющейся инфраструктуры.
Такая схема была использована для охлаждения вычислительной техники Университета Миннесоты. В результате научному учреждению удалось не только повысить производительность суперкомпьютеров при уменьшении площади занимаемого ими пространства, но также снизить расход электроэнергии и минимизировать отрицательное влияние на окружающую среду.
На видео: Liquid Cool в действии.
