Погружение в масло: новый подход к иммерсионному охлаждению

    По данным Технологического института Нью-Джерси (NJIT), к интернету подключены 20 миллиардов устройств. К 2020 году эта цифра увеличится до 30 миллиардов. Все вместе они будут генерировать 44 триллиона гигабайт, которые нужно где-то хранить. Для этого человечество строит дата-центры, число которых, по оценкам IDC, составляет 8 млн по всему миру.

    Крупные ЦОД в среднем потребляют 100 миллиардов кВт в год, но при этом 30% серверов в них работают вхолостую. Если сделать эти ЦОДы на 20% энергоэффективнее, можно сэкономить 20 миллиардов кВт или 2 миллиарда долларов.

    Поэтому многие организации придумывают и внедряют разные технологии охлаждения. На саммите OpenStack, проходившем в начале ноября в Сиднее, сразу две компании поддержали концепцию дата-центров, охлаждение оборудования в которых осуществляется путем погружения в минеральное масло. Об этом далее.


    / фото Robert CC

    Одна из компаний — Horizon Computing. Она представила решение RuggedPOD, которое является частью модульного дата-центра. Модуль представляет собой алюминиевый корпус размером 70x70x70 см, внутри которого могут располагаться четыре материнских платы microATX или восемь mini-ITX.

    Сам бокс заполнен минеральным маслом, не проводящим электричество, в котором «плавает» оборудование. Радиаторная конструкция продукта поддерживает нужную температуру серверов за счёт конвекции.

    Как заявляют разработчики, RuggedPOD может работать на улице в экстремальных условиях без кондиционирования воздуха и контроля влажности среды в течение продолжительного времени. Подключается устройство с помощью двух кабелей: один — электрический, второй — сетевой. Стоимость производства низкая, а простота конструкции позволит быстро поставить систему на поток.

    Вторая компания — итальянский провайдер облачных решений Enter Cloud Suite (ECS), и она занимается бета-тестированием этих «контейнеров». По мнению ECS, для работы RuggedPOD и их аналогов достаточно лишь системы управления Kubernetes.

    На саммите представители ECS рассказали о том, как они видят ближайшее будущее: серверные модули ЦОДов охлаждаются пассивно, в здании нет отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Нет даже окон, потому что циркуляция воздушных потоков не нужна. Но всё работает, и работает эффективно.

    Почему это выгодно


    Иммерсионное охлаждение маслом, как следует из названия, означает, что серверы полностью погружаются в масляную среду. Такой метод уже используется для охлаждения электрических трансформаторов и промышленных конденсаторов.

    В ИТ-индустрию эту технологию привлекла гонка за более энергоэффективными и безопасными для окружающей среды дата-центрами. Одним из примеров теплопроводящих жидкостей может быть ElectroSafe, которое представляет собой нетоксичную прозрачную смесь минеральных масел.

    Основное преимущество иммерсионного охлаждения — более высокая теплопроводность масла, по сравнению с воздухом. Повышенная теплопроводность помогает системе эффективнее поглощать тепло и удалять его избытки. Такие системы поддерживают низкую температуру процессора, даже если температура масла выше температуры воздуха.

    Если процессор работает на полной мощности при температуре воздуха 32°С, его средняя температура составит 85°С. Если этот же процессор погрузить в масло с температурой 34°С, средняя температура ЦП упадет ниже 65°С. При этом поддержание температурного режима в масляной ванне на уровне 34°C требует значительно меньше энергии, чем поддержание температуры воздуха в пределах 32°C.

    Это также позволяет довести плотность размещения компонентов в одной стойке до 65 кВт. По классификации ассоциации AFCOM, уже 8 кВт на стойку считается высоким показателем.

    Кроме того, жидкостные теплоносители имеют большую теплоемкость, чем воздух. Например, теплоёмкость масляного состава ElectroSafe больше теплоёмкости воздуха в 1200 раз. Это поможет в случае аварии: оборудование будет дольше нагреваться до критических температур. За счёт этого можно выиграть дополнительное время на устранение чрезвычайной ситуации.

    Ещё одно преимущество — долговечность. По словам Алекса Мак-Маниса (Alex McManis), инженера компании Green Revolution Cooling, тесты показывают, что масло можно не менять в течение 15 лет. Так получается, потому что температура масла ниже уровня, при котором происходит его деградация. Дополнительное преимущество охлаждения маслом — защита от коррозии. Компания Intel в своих тестах не зафиксировала каких-либо ухудшений в работе компонентов.

    Эксперты считают, что переход на альтернативные способы охлаждения — вопрос времени. Пока цены на электроэнергию растут, а недостаток воды из абстрактной проблемы превращается в реальность, дата-центрам придётся стать энергоэффективными и экологичными, чтобы сохранить конкурентоспособность на рынке.



    P.S. Еще несколько постов из нашего корпоративного блога:

    ИТ-ГРАД 248,02
    vmware iaas provider
    Поделиться публикацией
    Комментарии 6
    • –1
      Как при таком способе охлаждения производить замену оборудования?
      Например HDD. А также апгрейд серверов начинает занимать намного больше времени.
      • 0
        Думаю, если запихнуть обычный HDD в масло, он долго не протянет. Потому как негерметичен, а в масле блины не шибко раскрутишь.
        Другое дело SSD — там движущихся деталей нет.
        Интересны в этом плане надутые гелием HDD — они-то должны быть герметичны по определению, т.к. гелий через любое отверстие улетучится за считанные часы.
      • 0
        эм… ну не ново же…
        www.thg.ru/howto/20060123
        • 0
          Я не говорю, что это что-то новое.
          В статье описаны только плюсы, создается впечатление что это прям идеальное решение, а это не совсем так.
          Тем более статья от представителя хостинговой компании, интересно как бы вы решали такие проблемы?
        • 0
          «Дополнительное преимущество охлаждения маслом — защита от коррозии. Компания Intel в своих тестах не зафиксировала каких-либо ухудшений в работе компонентов.»

          А поконкретнее нельзя? А то это всё, как говорится, «бабка надвое сказала». Материнская плата это несколько более сложное изделие чем трансформатор. У электролитов например, даже у современных полимерных, используются полимерные прокладки, которые почти любое масло постепенно растворяет. Подберёшь инертную смесь, выяснится что что-нибудь другое она портит.

          Способ известен очень давно, вот только и подводных камней у него столько что до сих пор, по неким причинам, его использовать так и не начали.

          Помнится были ребята, у которых электроника работала в «сухой воде» (забыл как оно там по патенту называлось), только вот там у них проблемы с токсичностью возникали, хотя в роликах девушки в этой «воде» смело руки полоскали, так что дальше систем пожаротушения тоже, кажется, не пошло. Хотя могу ошибаться, давно не мониторил тему.
          • 0
            То вроде была какая-то ерунда на основе соединений фтора. Прозрачная и малоиспаряющаяся.

            С маслом самая большая проблема — хим. реакции. С резиной, пластиком, воздухом (растворение газов меняет свойства). К тому же в такой системе масло становится недешевым расходником.

          Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

          Самое читаемое