От IT часто требуется делать больше с меньшими затратами. К счастью, есть несколько потенциальных путей пдля решения задачи, включая сторонний аутсорсинг различных функций и обслуживания, улучшенный мониторинг и отчетность, а также технические инновации, которые могут снизить затраты на электроэнергию.
Потрясающая возможность для повышения энергоэффективности ЦОД — это иммерсионное охлаждение — может ли это стать ключом к оптимизированной IT-инфраструктуре?
Поскольку 1–1,5% потребления электроэнергии по всему миру приходится на центры обработки данных, компании занимаются инновациями, чтобы найти решение для жидкостного охлаждения, которое может снизить эту потребность в энергии. Иммерсионное охлаждение диэлектрической жидкостью — одно из решений, которое может увеличить плотность ЦП в центрах обработки данных, потребляя при этом меньше энергии.
Что такое диэлектрическая жидкость?
Охлаждение диэлектрической жидкостью зависит от использования теплопроводящей, но не электропроводящей жидкости, которая не будет нарушать работу электрических компонентов, таких как серверы. Примерами диэлектрических жидкостей являются минеральные углеводороды, синтетические фторуглероды и силиконовые жидкости.
Технология иммерсионного охлаждения может полагаться на диэлектрические жидкости, специально выбранные для того, чтобы оставаться в жидком состоянии, или жидкости, предназначенные для циклического перехода через жидкое и газообразное состояние внутри системы. Тип выбранной жидкости зависит от того, используется ли однофазная или двухфазная система.
Иммерсионное охлаждение против жидкостного охлаждения
Простыми словами, иммерсионное охлаждение — это подмножество нескольких исследованных методов жидкостного охлаждения. Другие типы жидкостного охлаждения включают прямое охлаждение на чипе (DTC), охлаждение серверной стойки с задней стороны, водяное охлаждение ЦОД и испарительное охлаждение.
Иммерсионное охлаждение против водяного охлаждения серверной стойки
При иммерсионном охлаждении все компоненты ЦОД напрямую погружаются в специально разработанный резервуар. Напротив, серверные стойки с водяным охлаждением очень похожи на традиционные серверы, монтируемые в стойку, но они объединены в сеть с помощью водоблоков и трубок, по которым циркулирует жидкость для рассеивания тепла.
Как работает иммерсионное охлаждение?
На фундаментальном уровне иммерсионное охлаждение компонентов ЦОД заключается в погружении их в диэлектрическую жидкость. С этого момента процесс может кардинально отличаться в зависимости от того, используется ли двухфазная или однофазная система иммерсионного охлаждения.
Однофазное иммерсионное охлаждение
При однофазном иммерсионном охлаждении тепло от погруженных компонентов сервера передается непосредственно в окружающую жидкость. Однако диэлектрическая жидкость не претерпевает «фазового перехода» из жидкости в газ. Вместо этого жидкость циклически выводится из иммерсионного бака с помощью насоса охлаждающей жидкости, который проходит через теплообменник, и возвращается в иммерсионный бак при более низкой температуре, где она продолжает этот цикл теплопередачи.
Двухфазное иммерсионное охлаждение
При двухфазном иммерсионном охлаждении тепло от погруженных компонентов сервера заставляет специальную иммерсионную жидкость кипеть. Полученный пар нагревает змеевик конденсатора в верхней части герметичной камеры. Охлаждающая жидкость в конденсаторной змеевике циклически выводится из камеры в механизм отвода тепла (градирня и т. д.). Затем охлаждающая жидкость отправляется обратно в герметичную камеру при более низкой температуре, готовая продолжить цикл теплопередачи.
Одним из ключевых элементов этого типа погружного охлаждающего бака является низкая температура кипения погружной жидкости. Однако одна из основных жалоб на двухфазное охлаждение включает в себя герметизирующую функцию погружной камеры.
Из-за пара от изменения фазы в двухфазном жидкостном погружном охлаждении камера должна быть герметизирована во время работы. Это означает, что выполнение обслуживания требует процесса охлаждения и разгерметизации, который стоит ценного рабочего времени.
Преимущества жидкостного иммерсионного охлаждения
От более высокой эффективности до меньшего шума в центре обработки данных, иммерсионное охлаждение серверов предлагает множество преимуществ для ваших ИТ-операций.
1. Иммерсионное охлаждение потребляет меньше энергии, чем воздушное
Средний коэффициент эффективности использования энергии (PUE) в центре обработки данных можно измерить, разделив общую потребляемую энергию на энергию, используемую вычислительным оборудованием. Это означает, что по мере того, как PUE приближается к 1, эффективность повышается. По данным The Register, PUE для традиционного центра обработки данных в 2022 году составлял приблизительно 1,58, в то время как однофазное иммерсионное охлаждение позволило снизить это число до диапазона 1,05–1,10.
2. Иммерсионные серверы не требуют кондиционирования воздуха
Традиционная инфраструктура центра обработки данных будет косвенно охлаждать серверы через фальшполы, блоки CRAC и стратегически размещенные блоки на полу центра обработки данных. Иммерсионное охлаждение устраняет это требование, которое составляет около 35–40 % мощности, используемой в центре обработки данных. Это устраняет необходимость в горячих и холодных островках, фальшполах и блоках CRAC.
3. Экономит место
Иммерсионное охлаждение не только повышает энергоэффективность центров обработки данных, но и может сэкономить ценное пространство. Согласно исследовательской статье 2023 года, иммерсионное охлаждение требует всего около трети пространства по сравнению с конфигурацией с воздушным охлаждением. Одним из основных факторов этой эффективности является улучшенная плотность мощности стойки за счет отсутствия необходимости обеспечивать поток воздуха внутри серверов.
Помните, что конфигурация сервера с иммерсионным охлаждением — это огромный отход от традиционного сервера, монтируемого в стойку. Эффективность пространства, скорее всего, не будет играть роли, если разместить один или два погружных резервуара для охлаждения сервера в вашем центре обработки данных. Может потребоваться масштабное изменение плана этажа центра обработки данных, прежде чем воспользоваться этим преимуществом.
4. Увеличивает плотность стоек
Средний полностью заполненный шкаф 42U центра обработки данных вмещает 5-7 кВт серверных вычислений. В качестве альтернативы полностью заполненные стойки 42U для погружения могут вмещать более 380 кВт вычислительной мощности. Преимущества безопасной плотности вычислений, которые обеспечивают решения для охлаждения с помощью погружения в жидкость, не подлежат сомнению. Не говоря уже о том, что эти погружные резервуары можно устанавливать в любом месте с подключением к электросети и сети.
5. Снижает шум в центре обработки данных
CRAC, один из основных традиционных методов охлаждения для центров обработки данных, зависит от использования вентиляторов. Это означает, что традиционные центры обработки данных очень шумные. Конфигурации серверов с иммерсионным охлаждением не зависят от вентиляторов и воздушного потока для охлаждения. Благодаря функции жидкостного охлаждения иммерсионное охлаждение, как было доказано, снижает шум в центре обработки данных.
6. Помогает защитить ваши инвестиции в будущем
Спрос на вычислительную мощность, более высокую плотность серверных стоек и отвод тепла постоянно растет. Внедряя иммерсионное охлаждение в вашем центре обработки данных, вы создаете себе больше возможностей для внедрения продуктов следующего поколения в вашу ИТ-среду. И хотя нестандартные компоненты для прямой установки на кристалл необходимо будет обновлять для каждого поколения, ваша ванна для погружения в жидкость будет работать даже по мере развития серверов.
Все оборудование Вектор Технологии можно установить в шкаф с иммерсионным охлаждением. Подробнее с оборудованием можно ознакомиться в нашем каталоге: Продукты Вектор Технологии
Полный расчет системы с иммерсионным охлаждением можно получить, оставив заявку на нашем сайте.