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.
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:
- Взгляд изнутри: unboxing all-flash СХД NetApp AFF A300
- Unboxing серверов Cisco UCS M4308
- Как команда Sauber F1 повысила эффективность своей инфраструктуры
Автор: it_man
