Инженерная инфраструктура центров обработки данных (ЦОД)

В своем недавнем «эксклюзивном интервью» доктор Ганс Линденбрук, генеральный директор недавно созданной компании Polar Data Exchange, Ltd, сообщил, что PDX планирует построить первый в мире data center, использующий преимущественно геотермальную и солнечную энергию, и оборудованный компьютерами с суперохлаждающими системами. Вернее, это будут два дата-центра, удаленные географически, каждый из которых будет размещен в непосредственной близости от северного и южного полюсов в Арктике и Антарктике, соответственно.

     Если проект окажется успешным, это будут первые в своем роде сверхэффективные центры обработки данных. Изначально, они были задуманы в конце 1980-ых годов и финансировались DARPA (агентство передовых оборонных исследовательских проектов) в рамках секретного тогда проекта Ромул-Рем, обеспечивающего создание компьютерной системы управления высокой степени безотказности. После окончания «холодной» войны они были взяты на вооружение гражданскими проектами, и стали рассматриваться в качестве компьютерных систем, предназначавшихся для разработки бесперебойных сетей связи, не зависимых от углеродных источников энергии. Этот проект был вызван необходимостью удовлетворять постоянно растущую насущную потребность в Интернете для социальных сетей и мобильных приложений.

     Внешне, лежащая в основе этого проекта технология кажется простой. В презентации Линденбрука и группы ученых PDX, многих из которых раньше работали в агентстве NASA, показано, что разность температур замерзшего льда и солнечного коллектора могла бы постоянно быть не менее 300°F (около 149 градусов по Цельсию) днем и даже держаться на уровне 150°F (около 66 градусов по Цельсию) ночью. Эта разность температур позволит использовать охладители Пелтиера и механические стирлинг-генераторы для выработки электроэнергии, необходимой для работы компьютерных систем этого дата-центра.

     Для повышения энергоэффективности данной системы, предусмотрена ее работа от постоянного и переменного тока. Термоэлектрические охладители Пелтиера вырабатывают собственный ток низкого напряжения и используют его соответствующим образом. Механические генераторы будут генерировать трехфазный ток мощностью 415 вольт с частотой 400 Гц. Эта система предполагает отсутствие необходимости в каком-либо общей системе электроснабжения, которая обычно ограничивает частоту 60 Гц. Кстати, первый прототип этой системы был собран из лишних электрических компонентов самолета.

     Более того, из-за постоянных минусовых температур льда, можно всегда использовать систему так называемого полного «фрикулинга» (воздушный или водяной). Однако, это далеко не все возможности системы. Она будет использовать систему супер охлаждения компьютерных систем, в которой специально разработанные серверы будут работать при температуре близкой к минус 459°F (около 238 градусов по Цельсию) или абсолютному 0° по Кельвину (-273 градусов по Цельсию). При такой температуре электрические потери практически отсутсвуют, что делает их (серверы) сверхэффективными.

     Кроме того, поскольку серверы будут фактически размещаться и работать в резервуаре с жидким азотом, эта система охлаждения не будет расходовать энергию на вентиляторы. Не будет и никаких насосов, так как азот будет «закипать» и переходить в газообразное состояние под действием тепловой энергии, выделяемой компьютерным оборудованием. Затем он будет расширяться и подниматься вверх. Расширяющийся азот будет приводить в движение микро турбину, которая будет подзаряжать аккумуляторы роторной ИБП. Потом этот газ будет охлаждаться и превращаться в жидкость в трубах, размещенных глубоко в толще льда. Это основано на хорошо известном, но редко используемом термодинамическом процессу обратной энтропии.

Заключение

Этот проект представляет собой почти идеальную энергонезависимую систему охлаждения. В сущности, весь дата-центр будет иметь практически нулевой коэффициент выбросов парниковых газов, с проектным и невероятно низким коэффициентом PUE равным 0.02 (нет, это не опечатка), поскольку ему требуется только холод ледяных покровов и та же самая энергия солнечных лучей, которые иначе впустую тратились бы на обогрев этой территории.

     Эта простая комбинация реальных технологий могла бы обеспечить достаточное количество вычислительных мощностей для решения тайн вселенной если бы вся эта статья не была запоздавшей первоапрельской шуткой.