Охлаждение серверов с помощью погружения в диэлектрик – прогрессивный подход к оптимизации температурного режима критически важного IT-оборудования. Эта технология планомерно развивалась в течение последних десятилетий. Но в 2019 году случился настоящий бум.
Практически на каждой корпоративной выставке демонстрировались серверы, которые используют этот подход к охлаждению оборудования в центрах обработки данных. В такой высококонкурентной среде вендорам становится все сложнее выделиться и привлечь внимание потенциальных покупателей к своему продукту.
Но инженерам компании TMGcore это удалось. Они разработал полностью автономный и автоматизированный ЦОД под названием ОТТО, внутри которого имеются контейнеры с диэлектрическим хладагентом для размещения серверных систем.
Руководство компании, видя рост числа операторов ЦОД, которые сталкиваются с необходимостью повышения плотности мощности IT-оборудования внутри имеющихся серверных стоек, решило изменить парадигму.
В обычной ситуации для повышения плотности мощности IT-оборудования операторам ЦОД приходится развертывать “горячие коридоры” и “холодные коридоры” с целью оптимизации воздушных потоков, а также мощные системы вентиляции и кондиционирования воздуха. Это, в свою очередь, приводит к росту шумового загрязнения и количества сетевых и силовых кабелей, размещенных повсюду.
Такой подход совсем не способствует повышению энергоэффективности центров обработки данных, в отличие от более прогрессивного метода в форме двухфазного иммерсионного охлаждения серверов.
В данном случае вместо использования воздуха для охлаждения серверного оборудования соответствующие устройства (причем как отдельные серверы, так и целые стойки с ними) помещаются в жидкость с низкой температурой кипения. При этом для удаления излишков тепла используется фазовый переход вместе с конвекцией.
Управление инфраструктурой, необходимой для двухфазного иммерсионного охлаждения, отличается от управления инфраструктурой традиционного центра обработки данных. Приходится делать поправку на жидкости, теплообменники, электропитание, техническое обслуживание и тот факт, что далеко не все операторы ЦОД привыкли к тому, что дорогое оборудование погружают в нечто, похожее на воду.
Вот почему демонстрация системы иммерсионного охлаждения на той или иной выставке обычно собирает толпу. Несмотря на то, что соответствующие продукты демонстрируются из года в год, есть много людей, которые пока еще не видели их вживую.
Инженеры TMGcore решили устранить большинство из перечисленных выше “подводных камней” путем полной автоматизации инфраструктуры и обслуживания. Их продукт под названием OTTO – это автономный автоматизированный центр обработки данных с двухфазным жидкостным иммерсионным охлаждением. Все, что нужно для ввода его в эксплуатацию, это подключение к электросети, сети передачи данных и водопроводу.
Новое семейство продуктов от TMGcore, созданное совместно с партнерами компании, спроектировано таким образом, что после установки оборудования его обладателю не нужно ничего настраивать. Различные модификации OTTO бывают разных размеров, и клиенты могут масштабировать свои потребности, просто заказывая больше устройств.
“Горячая замена” аппаратного обеспечения выполняется локально или удаленно с применением внутренней системы. Энергия повторно используется теплообменниками, и типичный показатель PUE, который отражает энергоэффективность центра обработки данных, составляет всего 1,028, по сравнению с 1,05 / 1,06 в случае наиболее эффективных дата-центров с воздушным охлаждением. Это означает, что на каждый мегаватт вычислительных мощностей дата-центру OTTO от TMGcore требуется только 1,028 мегаватт энергии в целом.
Еще один козырь новинки от TMGcore – высокая плотность размещения вычислительного оборудования. Данный показатель может достигать 42 кВт на квадратный метр. Вендор предлагает решения из линейки OTTO трех основных типоразмеров: 1,5 кв. метра, 3 кв. метра и 15 кв. метров (60 кВт, 120 кВт и 600 кВт, соответственно). Блоки могут быть быстро развернуты или демонтированы, если потребуется. Они могут храниться в транспортных контейнерах.
Очевидно, что одна из ключевых проблем, связанных с автономным и автоматизированным оборудованием, заключается в том, что когда аппаратное обеспечение выходит из строя и его нужно менять, возникают серьезные сложности.
В этом контексте следует отметить, что одно из ключевых достоинств двухфазного иммерсионного охлаждения серверов заключается в том, что температуру аппаратного обеспечения можно четко контролировать, чтобы продлить срок его службы.
В случае же фактической поломки OTTO извлечение вышедшего из строя узла из резервуара с диэлектриком не должно вызвать сложностей благодаря продуманной конструкции и ряду уникальных технологий.
В частности, инженеры TMGcore внедрили роботизированные манипуляторы, разработанные совместно с Olympus Controls, которые позволяют осуществлять «горячую замену» серверов, блоков питания и других устройств, удаляя неисправный компонент из резервуара и заменяя его новым.
Робот-манипулятор OTTO может найти нужный сервер, вытащить его из погружного резервуара и поместить в корпус рядом с резервуаром, в котором размещены резервные серверы, а также имеются свободные слоты для неисправных машин. Затем система захватывает один из резервных серверов, помещает его в резервуар и соединяет с объединительной платой plug-n-play.
Каждая система OTTO не зависит от окружающей среды. Это означает, что инновационные дата-центры могут интегрироваться с существующими серверными фермами или могут напрямую подключаться к инфраструктуре нового ЦОД.
Также предусмотрена программная платформа для управления всеми элементами центра обработки данных. Представители вендора заявляют, что компания планирует начать поставки готовых продуктов уже в первом квартале 2020 года. Система может быть развернута по цене в 3,2 миллиона долларов США из расчета на один мегаватт.
