Диоксид кремния, заменитель алмазов и предиктивные прогнозные модели
Снижение температуры в дата-центре любого размера — жизненно важная задача. Но, к сожалению, ее решение зачастую требует большого количества ресурсов — энергии, а следовательно и денег. Да и эффективность ряда систем охлаждения вызывает вопросы и желание найти более результативный метод охлаждения оборудования.
Исследованиями в этой сфере занимается большое число различных компаний и организаций — как частных, так и государственных. По прогнозу компании Global Market Insights (GMI) к 2023 году объем рынка систем охлаждения для ЦОД составит более $6 миллиардов. Новые технологии, которые появляются сейчас, возможно, помогут владельцам дата-центров значительно снизить затраты на эксплуатацию систем охлаждения. Конечно, не все новинки пойдут в ход, но какие-то обязательно станут стандартом. Корпорация Google, кстати, вышла из положения, использовав наработки своего подразделения в сфере ИИ. Не менее интересные решения предлагаются и другими компаниями.
Военные США ищут заменитель алмаза для теплопроводов
Управление военно-морских исследований (Office of Naval Research; ONR) Министерства обороны США сейчас занимается поиском аналогов алмазов для теплопроводов своих дата-центров. В проекте участвует команда ученых из шести различных университетов США. Основная задача — поиск материала, равного по теплопроводности алмазу. Этот показатель самый высокий среди всех известных твердых тел — 20-24 Вт/см.
Понятно, что чистые или даже синтетические алмазы никто не будет использовать с целью охлаждения оборудования — слишком это дорого. Но если бы удалось найти схожий по параметрам заменитель, тогда можно было бы создать уникальные по эффективности теплопроводы для дата-центров. Один из предполагаемых заменителей, арсенид бора, уже исследуется. Его теплопроводность близка к алмазу, а вот стоимость — гораздо ниже.
Основная задача сейчас — это получение чистого арсенида бора высокого качества, только в этом случае можно говорить о высоких показателях теплопроводности.
«Песок» в дата-центрах
Команда специалистов из Технологического института Джорджии опубликовала результаты исследования по возможности использования сверх-малых частиц диоксида кремния для создания полимерных покрытий систем охлаждения электронного оборудования. У этого материала высокая диэлектрическая проницаемость. Также этот материал способен увеличить теплопроводность поверхности в 10-20 раз.
По словам ученых, охлаждение нагретой поверхности с таким покрытием происходит благодаря особому электромагнитному эффекту, который возникает на поверхности наночастиц (исследователи называют их «песком»). Благодаря своим свойствам покрытие с мельчайшими частицами диоксида кремния обеспечивает высокий уровень теплопроводности наравне с дорогими полимерными материалами, обычно используемыми для отвода тепла от оборудования.
Теплопроводящий материал от Noelle Industries
Эта компания разработала новый тип материала на основе кремния, который получил рабочее наименование 804-24. По словам создателей материала, он представляет собой гомогенную термопасту с уникальными характеристиками теплоотдачи. Достоинством ее является и то, что во время нагревания, даже до высоких температур, паста не выделяет жидкость или газ, а также никаким образом не взаимодействует с материалами электронных компонентов.
Как уже говорилось выше, создан этот материал на основе кремния. Верхняя температурная граница для 804-24 составляет 200 ° С. Удельное объемное сопротивление — 2.0*1015 Ом/см. Диэлектрическая плотность материала 450 вольт/
мил.
Прогнозное моделирование от Fujitsu
Кроме материалов нового типа, используются и другие технологии. Так, Fujitsu предлагает высокоточную технологию прогнозирования таких важных для микроклимата ЦОД показателей, как температура и влажность. Эта технология позволяет снизить затраты и увеличить общую эффективность использования систем охлаждения.
Дело в том, что на системы кондиционирования уходит до половины всей электроэнергии, которую потребляет ЦОД. Система Fujitsu создает прогнозную модель нагрузки на оборудование, используя массив собранной ранее информации. Благодаря этому удается предугадать рост тепловыделения ЦОД в определенный период времени, и повышать нагрузку на системы охлаждения. Все остальное время они могут работать с пониженной мощностью.
В системе используется ряд датчиков, которые передают в общую систему большое количество информации. Это температура, влажность, уровень загрузки серверного оборудования, скорость вращения вентиляторов и многое другое. При тесте такой системы в ЦОДе на 1000 стоек, где на систему охлаждения уходило 22 млн кВТ*ч в год энергии, энергопотребление удалось снизить на
4,5 млн кВт*ч.
Системы жидкостного охлаждения от Asetek
Датская компания Asetek представила новую систему жидкостного охлаждения на основе платформы RackCDU D2C. Это специализированная система, которая позволяет оптимизировать температурный режим высоконагруженных систем. Она позиционируется, как возможность снизить нагрев ряда элементов сверхмощных вычислительных систем. Благодаря такой системе в дата-центрах можно добиться повышения плотности размещения комплектующих внутри серверов и вычислительных узлов. По словам разработчиков, при этом существенно сокращаются затраты на охлаждения.
В целом, инновационные системы охлаждения решают еще одну задачу — это снижение количества воды, которая используется дата-центрами. Как известно, многие ЦОД потребляют огромное количество воды, особенно это актуально для серверных ферм телекоммуникационных гигантов. К примеру, в прошлом году только компания Facebook использовала в своих дата-центрах 836 млн литров воды. И потребление воды дата-центрами постоянно растет. Конечно, снижение потребления водных ресурсов дата-центрами нельзя решить вдруг и сразу, но с течением времени сделать это вполне возможно.
Другие наши публикации:
- Искусственный интеллект помог Google сократить потребление энергии системами охлаждения в дата-центрах на 40%
- Как сбой в дата-центре может привести к отмене тысяч рейсов крупнейших авиакомпаний
- Аварии в дата-центрах, которые было (почти) невозможно предусмотреть
- Рейтинг языков программирования в 2016 году
- Как Facebook сэкономил 75% энергии, которая требуется для хранения фоточек котиков и селфи пользователей
Автор: King Servers
