Жидкостное охлаждение ЦОД: прошлое, настоящее, будущее

Содержимое машзалов современных дата-центров серьезно отличается от IT-инфраструктуры, размещавшейся внутри ЦОД несколько десятилетий назад. Повышение уровня плотности мощности оборудования внутри стоек, новые типы рабочих нагрузок (искусственный интеллект и когнитивные системы), растущая зависимость общества от систем передачи, обработки и хранения данных – эти и иные факторы меняют ЦОД.

Причем на первый план выходит необходимость более эффективно использовать пространство машзалов, повышая плотность мощности и попутно сохраняя возможность масштабирования критически важных ресурсов и снижая энергопотребление. Достижению цели способствует жидкостное охлаждение серверов.

История жидкостного охлаждения серверов

Распространенное заблуждение состоит в том, что концепция жидкостного охлаждения цифровой инфраструктуры относительно нова. Многие считают, что идея использовать определенные виды жидкостей для оптимизации температурного режима серверов возникла в последнее десятилетие. Однако подобная технология существует уже довольно давно.

Жидкостное охлаждение вычислительных узлов использовалось еще в мэйнфреймах, получивших широкое распространение в период между 1970 и 1995 гг. В 90-е годы прошлого века широкое распространение стали получать игровые и специализированные персональные компьютеры, использующие жидкостное охлаждение для удовлетворения высоких требований пользователей к производительности.

В период с 2005 по 2010 гг. жидкостное охлаждение стало активно применяться внутри дата-центров в виде модулей охлаждения дверцы серверной стойки на монтажной стороне с применением жидкостного теплообменника класса RDHX (Rear Door Heat Exchanger). Кроме того, с начала «десятых» жидкостное охлаждение использовалось в системах для высокопроизводительных вычислений (HPC) в форме прямоконтактных и иммерсионных решений (полное погружение электроники в диэлектрический хладагент).

Понимая растущую значимость жидкостного охлаждения в секторе ЦОД, важно взглянуть на ключевые рыночные тенденции, влияющие на мировой рынок в целом и представленные на нем продукты.

Ключевые рыночные тренды

Если 2020 год, отметившийся началом пандемии, и научил человечество чему-то, так это тому, что простые обыватели и бизнес сегодня полагаются на цифровую инфраструктуру гораздо больше, чем когда-либо прежде. Данное обстоятельство стимулирует рынок систем жидкостного охлаждения серверов, позволяющих сократить энергопотребление ЦОД, которое быстро увеличивается – вместе с соответствующей статьей в эксплуатационном бюджете дата-центров.

По оценкам консалтинговой компании Gartner, затраты ЦОД на электроэнергию в среднесрочной перспективе будут увеличиваться минимум на 10% ежегодно вследствие роста стоимости киловатт*часа (кВт*ч) и плотности мощности серверов.

Одни из мощнейших и крупнейших в мире дата-центров способны вмещать несколько десятков тысяч IT-устройств и требуют мощности более 100 мегаватт (МВт), чего достаточно для удовлетворения потребностей в электроэнергии около 80 тыс. среднестатистических домохозяйств. Расходы на охлаждение ЦОД в подобном случае оказываются колоссальными.

Согласно расчётам экспертов, опрошенных изданием The Independent, в 2016 году все дата-центры планеты использовали 416,2 тераватт*часов электричества, что почти на 40% больше энергопотребления Великобритании в том же году. На долю индустрии ЦОД пришлось 3% от мирового энергопотребления. Согласно недавним прогнозам, к 2025 году сектору ЦОД может понадобиться не менее 1/5 мировой электроэнергии.

Для решения столь серьезной проблемы необходимы глобальные усилия. И развитие мирового рынка жидкостного охлаждения входит в их число. Благодаря усилиям многочисленных компаний, расширяющих ассортимент и улучшающих продукты, делая их еще более привлекательными, рыночный оборот быстро растет.

По данным аналитиков из Stratistics MRC, мировой рынок жидкостного охлаждения дата-центров оценивался в 0,64 миллиарда $ в 2015 году. Ожидается, что к 2022 году его оборот достигнет 3,56 миллиарда $. Иными словами, можно говорить о среднегодовом темпе роста на уровне 27,7% в период с 2015 по 2022 гг . Авторы свежего тематического отчета из консалтинговой компании Technavio ожидают, что среднегодовой темп роста оборота рынка в течение следующей пятилетки (2021-2025 гг.) составит почти 16%.

Смежные рынки также быстро расширяются. Эксперты из Markets and Markets ожидают, что рынок решений для оптимизации воздушных потоков (охватывающий, помимо прочего, «горячие коридоры» и «холодные коридоры») для ЦОД, оборот которого в 2016 году составил 419,8 млн $, достигнет совокупного оборота в 807,3 млн $ к 2023 году, демонстрируя среднегодовой темп роста на уровне 9,24% в период между 2017 и 2023 гг.

Ключевыми драйверами спроса эксперты называют сокращение эксплуатационных расходов, увеличение холодопроизводительности, повышение надежности IT-оборудования и экологичности дата-центров.

Учитывая вышесказанное, можно с уверенностью говорить о «безоблачном будущем» мирового рынка систем жидкостного охлаждения серверов, спрос на которые стабильно растет благодаря владельцам коммерческих и корпоративных дата-центров по всему миру.