Инженерная инфраструктура центров обработки данных (ЦОД)

Все больше и больше новостей появляется о системах жидкостного охлаждения серверов, которые позволяют повысить эффективность использования электроэнергии в ходе эксплуатации ЦОД. В это статей я расскажу о новом решении, которое была анонсировано недавно на конференции Supercomputing 2009. Компания Iceotope впервые в серверах использовала технологию модульного жидкостного охлаждения компонентов сервера, позволяющая существенно снижать расходы на охлаждение центра обработки данных и экономить десятки и сотни тысяч долларов в ходе его эксплуатации. Эта технология впервые была продемонстрирована на конференции Supercomputing 2009 в Портленде, штат Орегон.

Сравнение стандартной системы охлаждения серверов и предлагаемой Icetope

Владельцы обычных центров обработки данных с воздушным охлаждением вынуждены тратить около 30% расходов на электроэнергию для охлаждения ЦОД. Эксплуатация системы кондиционирования воздуха компьютерного зала (CRAC) и связанной с ней холодильной установки (чиллеров) энергетически очень затратна – подаются большие объемы холодного воздуха, которым обдуваются электронные компоненты внутри серверов, размещаемые дата-центре.

Охлаждение типичного центра обработки данных, обслуживающего около 1,000 серверов, обходится в среднем по оценкам американских экспертов в $250000-$300000 ежегодно. С помощью системы компании Iceotope владельцы центров обработки данных смогут сократить расходы или отказаться от использования CRAC и охладителей, подключив серверы с жидкостным охлаждением к рециркуляционному источнику «теплой» (а не охлажденной) воды, которая используется для сбора и отведения тепла выделяемого серверами. Компания Iceotope назвала эту технологию «сквозным жидкостным» охлаждением. В центре обработки данных, в котором все серверы охлаждаются подобным образом, расходы на охлаждение можно существенно снизить на 50% и более процентов.

Повышение эффективности ЦОД за счет снижения площадей

Кроме того, при более компактном размещении серверов, не отражающемся на эффективности охлаждения, та же самая технология позволяет уменьшать площадь, занимаемую серверами, на 84% и тем самым еще больше сокращать расходы и повышать эффективность центра обработки данных.

Еще одно преимущество технологии жикостного погружения

Основное преимущество технологии жидкостного погружения над другими формами «компонентного» жидкостного охлаждения (такими как использование «водяных емкостей») состоит в том, что помимо поглощения тепла, выделяемого процессорами, можно эффективно отводить тепло от источников питания, жестких дисков, ПЗУ и других микросхем; это важно, поскольку на долю самих процессоров приходится меньше 50% тепловой энергии, выделяемой сервером.

Мнения экспертов о системе охлаждения серверов

«Становится все более очевидным, что повышение спроса на высокоэффективные и сверхкомпактные центры обработки данных требует замены системы воздушного охлаждения», говорит Лиам Ньюкомб, директор отдела научных исследований в Romonet Limited. «Вода намного эффективнее в отношении своих теплопроводных свойств; главная проблема заключается в наилучшем сопряжении (источника) воды с серверами. После всех рассмотренных нами подходов нам кажется, что технология прямого жидкостного погружения от компании Iceotope имеет явные преимущества в отношении теплопроводности и эксплуатационных качеств».

Краток о технологии жидкостного охлаждения серверов от компании Icetope

В технологии «сквозного жидкостного охлаждения» компания Iceotope полностью отказалась от использования воздуха в системе теплообмена между серверами и воздухом, окружающим центры обработки данных, и заменила его рядом жидкостей, в том числе водой. Вода уже используется для переноса тепловой энергии во многих центрах обработки данных, хотя обычно за пределами главного зала серверов, так как в этой роли она приблизительно в 3500 раз эффективнее воздуха. С ростом энергопотребления серверов и повышением спроса на серверные емкости делались разнообразные попытки приближения (источника) воды к серверам, в том числе «стендовая» система водного охлаждения, которая охлаждает воздух в непосредственной близости от серверов, и «компонентное» охлаждение, которое подводит воду к «водным емкостям», прикрепленным к процессору.

В технологии компании Iceotope жидкость (в большинстве случаев используется инертный синтетический охладитель, а не вода) подается прямо на уровень компонентов. Это делается путем погружения всего содержимого серверов в «ванну» из охладителя в герметической емкости, представляющей собой охлаждающий модуль. Эти модули вставляются в монтажную панель; стандартный шкаф 19 центра обработки данных вмещает несколько таких панелей. Эта панель снабжает каждый модуль электрической энергией и обеспечивает подключение к местной системе водоснабжения, которая подает воду в каналы в подключенных модулях для отведения тепла от тесно сопряженного, но (герметизированного) отсека материнской платы. В действительности, каждый модуль представляет собой тесно сопряженное устройство обмена теплом между охладителем и водой.

В монтажной панели есть дополнительная водная система теплообмена, которая переносит тепловую энергию в «общую» систему водоснабжения, которая существовала ранее или была специально установлена. Повышенная теплопроводность предыдущих этапов, обусловленная заменой воздуха жидкостями, означает, что эту воду можно подавать при более высоких температурах (почти без всякого охлаждения) или в меньших объемах, чем в эквивалентной системе с воздушным охлаждением.

Исполнительный директор Iceotope Ltd о результатах работы новой технологии

«Мы потратили 18 месяцев на разработку этой технологии, используя средства ряда заинтересованных клиентов», говорит Дэн Честер , исполнительный директор компании Iceotope. «Мы в восторге от полученных нами результатов. Мы думаем, что когда люди узнают, насколько простым является развертывание этих систем, спрос на серверы с жидкостным охлаждением значительно увеличится».

О компании Iceotope Ltd

Компания Iceotope была основана в 2005 г. для разработки концепций охлаждения серверов методом жидкостного погружения. После венчурного капиталовложения в начале 2008 г. компания занималась разработкой современных, сверхкомпактных дата-центров с естественным охлаждением.

Компания Iceotope производит серверы, используя свои технологии модульного жидкостного погружения и сквозного жидкостного охлаждения, которые она продает на некоторых рынках. Компания Iceotope также выдает лицензии на использование своей технологии другим производителям серверов и оборудования для центров обработки данных.