Виділені сервери під водою, буквально!? Перспективи вирощування риб в серверах? Bashny.Net

Ми знаємо, що вода і електроніка небезпечне поєднання, але вони завжди? Чи може сучасна технологія змінити це сприйняття?

3250Р. 3700Р.



У статті ми розглянемо можливість, переваги та недоліки розміщення серверів в рідині та обговорити можливі оперативні проблеми. Давайте подивимося, як все виглядає на практиці і дійсно працює. Ми також будемо обговорювати, чому риба не може плавати на серверах.

Упродовж тривалого часу втрата енергоресурсів і витрат на охолодження при роботі серверів висохнула багато, в тому числі і кількість серверів, що використовуються нашими абонентами, постійно зростає, ми все частіше замислюємося про створення власного центру даних в очікуваному майбутньому. І коли на повітряному охолодженні витрачається більше половини енергії, завдяки чому можна зняти тепло від обладнання, не більше коефіцієнта ефективності 1,7, ви добровільно дивитеся, як можна підвищити ефективність охолодження і мінімізувати втрати енергії.



З перебігу фізики відомо, що повітря є надзвичайно неефективним провідником тепла, оскільки його теплопровідність в 25 разів нижче теплопровідності води. Підходить для теплоізоляції, ніж для видалення тепла. І має дуже невелику теплоємність, що означає, що вона постійно повинна бути інтенсивно змішаною і поставляється в великих обсягах охолодження. Ще одне - вода і рідини. Вони використовуються в системах охолодження центрів обробки даних у вигляді теплообмінника для збільшення загального коефіцієнта ефективності, але рідина не безпосередньо контактує з серверами, тільки через повітряний шар і / або радіатор (для охолодження чіпсета, наприклад), що дозволяє збільшити механічну ефективність системи охолодження (mPUE) до 1.2 або навіть до 1.15 при використанні зовнішнього середовища для охолодження цілей.



Як швидко охолодити сервер? Єдиний вихід – розмістити його повністю в рідині (звичайно діелектричний), бажано з максимально теплопровідністю і теплоємністю, що не буде негативно впливати на компоненти сервера. І такий діелектрик може бути мінеральною олією. Ідею, заспокійливою, не була нова - вона була розроблена і реалізована кількома компаніями різних варіацій і з різною ефективністю протягом декількох років. Сучасна технологія дозволяє побудувати «підводний» дата-центр! Але які переваги і недоліки цього розчину?

Охолодження в рідині вже економить до 95 відсотків електроенергії, яка зазвичай використовується для охолодження в дата-центрах і, в результаті, до 50% всієї енергії, що споживається Центром даних.

Габаритний зображення

Система охолодження рідини дозволяє економити до 60% коштів під час будівництва ЦОД, так як не потрібно купувати дорогі охолоджувачі, HVAC (теплення вентиляційного повітряного охолодження) системи, будівництво холодних / гарячих коридорів, використання помилкового підлоги і т.д.



SSD-накопичувачі можуть занурюватися в охолоджувачі, звичайно, зберігаючи продуктивність :, без будь-яких модифікацій, як в інших і інших стандартних компонентів сервера, за винятком жорстких дисків. Жорсткі диски вимагають використання додаткових пристроїв, оскільки вони не зможуть ефективно обертати рідину.



Оскільки теплоносій є діелектричним (не проводить електрику), немає необхідності висушувати сервери і злити всю систему для роботи в шафі або з певним сервером. Однак ця рідина повинна бути нетоксичною, без запаху (з мінімальним випаровуванням) і не агресивною до компонентів сервера, наприклад, не розчиняється гумова ізоляція проводів і т.д. Вибір правильної та ефективної мінеральної олії не є простим завданням. Не кожна мінеральна олія підходить для охолодження в рідині. І в залежності від обраної олії ми отримаємо різну допустиму потужність обладнання в 42-х шафі, тепло від якого система здатна видалити.



Якщо говорити про ефективність охолодження рідини в цілому, система дозволяє досягти PUE 1.03. Але як це можливо, ви попросите, якщо використовувати мінеральне масло для охолодження тільки економить 95% енергії? Як досягти додаткової 2% ефективності?

1619595

Відповідь тут проста, охолодження в рідині дозволяє економити енергію, що сервери споживають, через те, що вони більше не потрібно ставити охолоджувачі для охолодження, а також через те, що витік струмів від чіпів знижується, оскільки вони надійно ізольовані і діють при постійній температурі (зміна температури сприяє витоку струмів). І в результаті ми економимо на охолодженні системи, так як тепер може зайняти менший обсяг, тому що потрібно зняти менше тепла. Це те, що дає вам можливість отримати 2 відсотків на охолодження, але це не просто. Сервери використовують 10-20 відсотків менше енергії, ніж сервери з іншим охолодженням. Вирощування ПУБЛІЧНОЇ ГАЛУЗІ

Мінеральна олія здатна ефективно захистити від корозії і пилу, через те, що на відміну від повітря не містить води і кисню, продовжити термін служби обладнання. Нетоксичний і без запаху, що означає, що він практично не випаровується. Але це може бути різної ефективності і вибору правильної мінеральної олії є справжнім мистецтвом.



Багато компаній мають багаторічну справу з цими питаннями, тісно і мають різні успіхи завдяки використанню різних мінеральних олій, створюють власну ноу-хау. Про місяць тому Intel і SGI оголосила «новини», що вони здатні, завдяки використанню мінеральної олії і власної розвиненої системи охолодження на основі неї, яка забезпечує експлуатацію серверів в рідині, для забезпечення тепловідведення від шафи декількох десятків кіловат і ще більше. Але у них все ще виникають проблеми, особливо їх звіт згадують, що звичайні оптичні кабелі в їх мінеральній олії, швидше за все, не здатні працювати, з якоїсь причини, олія помітно з'являється до них. Розчин знаходиться далеко від комерційної експлуатації.



Ще одна компанія, GRC вже давно використовує набагато ефективніше мінеральне масло, пропонує готовий комерційний розчин і не має подібних проблем, не опублікував його як «новини», тоді як кажуть, що вони здатні видалити тепло від шафи до 100 кВт або більше, що означає значно перевершити успіх Intel! Щоб стати більш важливими для всіх новин. Якщо одна компанія стверджує, що вона не означає, що інший не придумав кращу ідею, деякі можуть бути на початку своєї поїздки в новому напрямку для них. Як зазначено вище, Intel ще довгий шлях від комерційного використання цього рішення, але без нього рішення компанії буде остаточно не обійтися.

На сьогоднішній день материнські плати викладаються на дистанціях «великогабаритних» дистанціях для максимального розсіювання тепла для використання в якості повітряного охолоджувача, що є надзвичайно неефективним охолоджувачем. Завдяки охолоджуванню рідини ви можете почати виробництво серверів з більш щільно упакованими контурами, які враховують роботу в рідині і властивість тепловідведення рідиною, оскільки рідина не тільки підвищена теплопровідність, ніж повітря, але набагато вище теплоємність. Найефективніші мінеральні масла сьогодні мають теплову ємність, яка перевищує теплоємність повітря більш ніж 1 200 разів!

р.

Це дозволяє не тільки зняти тепло набагато ефективніше, але і в разі зупинки системи охолодження, щоб отримати набагато більше часу для ремонту його перед переходом в критичний стан через підвищення температури, так як властивості рідини (велика теплоємність і щільність) дозволяють поглинати набагато більше тепла, поки рідина не стане перегріватися самостійно, тим самим відштовхуючи поріг «критого перегріву» в часі.

Для суперкомп'ютерів, що працюють в рідині, економія енергії і простору під час експлуатації високопродуктивного обладнання величезна.



Ви можете працювати без занурення в рідині. Переваги величезні, практично немає недоліків, крім того, що шафи зараз повинні бути розміщені не вертикально, але горизонтально, що дещо незвично. Завдяки цьому можна збільшити «знижку» обладнання в Центрі даних, а також забезпечити додатковий рівень безпеки. Якщо раптом дата-центр буде затоплений водою в результаті катастрофи, вода не вплине на сервери, так як вони вже занурюються в рідину, припливають з різною щільністю, але при цьому надійно ущільнюються в шафах.

Економія понад 60% витрат на будівництво: не потрібно купувати дорогі охолоджувачі, HVAC (теплення вентиляційного повітряного охолодження) системи;
Не потрібно будувати холодні / гарячі коридори, використовувати помилковий підлогу;
кількість генераторів, акумуляторів незворотних енергетичних систем (УПС) на Н одиниць обладнання знижується, завдяки зменшенню споживання енергії цим обладнанням при роботі в рідині;
Вартість інфраструктури за Вт становить 73% менше, ніж у повітряно-зварених дата-центрах і 55% нижче, якщо дата-центр використовує зовнішнє середовище для охолодження.
Вартість інфраструктури на сервері дає приріст 86 і 70 відсотків відповідно.



Економія понад 50% при експлуатації: – обладнання, що відбувається в рідині, споживає 10-20% менше енергії, в залежності від типу, через відсутність охолоджувачів і втрат струмів від чіпів, через їх розташування в діелектриці і забезпечення їх постійної температури;
90-95% енергії зберігаються через охолодження серверів в рідині і відсутність великих систем охолодження в дата-центрі, так як тепер тепло від шафи з серверами в мінеральній олії може бути ефективно видалено за допомогою випаровної охолоджуючої вежі (без механіки, тільки випаровування води) або за допомогою схеми з холодною водою;
У зв’язку з тим, що необхідно мати менше акумуляторів ДБЖ, включаючи;
мінеральне масло майже вічний, не потрібно міняти і практично не потрібно додавати (крім випадків витоку), на відміну від інших охолоджувачів в дата-центрах;
Якщо середній сервер споживає близько 230-270 Вт потужності і 50-170 Вт охолодження, в залежності від використовуваного методу охолодження, використання охолодження в рідині знижує середнє споживання енергії сервера до 210 Вт, а енергія, необхідну для його охолодження становить близько 10 Вт!



Ви можете видалити більше 100 кВт тепла від 42-ти тумби зануритися в мінеральну олію! Крім того, значно знизити вартість серверного обладнання, до 50% на різні компоненти, і все тому, що зараз постійна робоча температура становить близько 20 градусів нижче, ніж в повітрі, можна використовувати навіть настільні компоненти без страху, так як вони працюють при значно менших температурах.

З серверів «підмарину» на комп'ютери охолоджуються рідиною, або як створити робочу станцію в рідкому будинку, звичайно, ця ідея не отримала і не отримає такого широкого застосування в персональному комп'ютерному ринку, просто тому що більшість вже перейшли на ноутбуки і інші гаджети, домашні робочі станції в кузові «підверніть» часто використовуються тільки професіоналами, так як вони потребують більшої продуктивності і видалення великої кількості тепла. Для них занурення свого дорогоцінного заліза в рідині може бути дуже корисним!

Виявляється, щоб реалізувати це в домашніх умовах не складно і можливо, і було зроблено багатьма любителями модування і досить довго. Деякі компанії навіть пропонують готовий розчин на основі мінеральної олії «Кристал Плюс 70Т», який доступний для продажу і відповідно до експериментів, ідеально підходить для цього завдання, має теплову ємність 750 разів вище, ніж повітря і щільність нижче води.



Перехід рідини може здійснюватися через проходження повітря через мінеральне масло або навіть звичайний комп'ютер охолоджувача, який обертається набагато повільніше в мінеральній олії, ніж в повітрі, але зберігає свою ефективність. До питання про те, що робити з водяною парою, яка буде потрапити в мінеральну олію при проходженні повітря з метою змішування, розробники відповіли, що через різну щільність (велика в воді), вода накопичиться в нижній частині «акваріум», де немає електричних компонентів, але вони ще не бачили, що в процесі довгої роботи з'явилася хоча б крихітна кількість води, інакше водойма почне нагадувати «лава лампа».

Я хочу рибу в серверах! Я хочу визнати, що дивитися різні риби під водою - це незабутнє задоволення. Я дайвер і не дам робочу станцію в домашніх умовах у вигляді акваріума з тропічною або несотропічною рибою.

Але алас, генетична інженерія все ще бореться за модою в ІТ, риба загине, якщо вони розміщені в мінеральній олії, вона надзвичайно далеко від властивостей води так необхідно для риби. Ми сподіваємося, що це ідея, або через використання новітніх технологій або через генетичну інженерію, буде реалізована кимось в майбутньому, але в той же час ви можете використовувати робототехнічну рибу!

Я буду першим замовити робототехніку!



І звичайно, не забудьте підтримати будівництво нашого майбутнього підводного центру даних (Я не сумніваюся про ідею якого) - замовлення виділених серверів з нас, так далеко в Нідерландах і США і від $49, і в подальшому на Бар'єр-риф!

Джерело: habrahabr.ru/company/ua-hosting/blog/222669/