Инновационные системы охлаждения ЦОД медленно вытесняют блоки CRAC

Операторы ЦОД добиваются снижения эксплуатационных расходов всеми возможными способами. Одним из таких способов является внедрение менее затратных с точки зрения ежедневной эксплуатации и более экологически чистых систем охлаждения, заменяющих собой стандартные блоки CRAC (Computer Room Air Conditioning или Кондиционер для машзала). Тем не менее, последние по-прежнему широко используются и в ближайшие годы, вероятно, будут оставаться одним из наиболее распространенных инструментов для оптимизации температурного режима серверного оборудования ЦОД, несмотря на высокую стоимость эксплуатации. Таким мнением поделился Клайв Лонгботтом, аналитик консалтинговой фирмы Quocirca с головным офисом в Великобритании.

Согласно прогнозу коллеги Лонгботтома из исследовательской компании TechNavio Файзана Ахтара, операторы дата-центров приступят к массовой замене блоков CRAC на более прогрессивные аналоги ближе к концу 2023 года. На смену подобным устройствам будут приходиться системы естественного охлаждения с использованием наружного воздуха (фрикулинг), стандартные системы жидкостного охлаждения и системы охлаждения серверов погружением в хладагент (иммерсионное охлаждение). Ахтар полагает, что через восемь лет на долю систем жидкостного охлаждения серверов будет приходиться, по крайней мере, 75% от общего оборота мирового рынка систем охлаждения ЦОД в стоимостном выражении. В то же время блоки CRAC будут использоваться главным образом в странах и регионах с наиболее теплым климатом (Ближний Восток и Африка).

По словам Ахтара, стремление операторов ЦОД сделать подконтрольную инфраструктуру экономичнее в данном случае идет рука об руку желанием минимизировать негативное влияние ЦОД на экологию. При этом специалист подчеркнул, что операторы ЦОД изначально пытаются снизить затраты и повысить эффективность оборудования, лишь после этого они задумываются о снижении негативного воздействия на окружающую среду, а не наоборот.

По мнению еще одного аналитика из исследовательской компании TechNavio Кеша Кумара Панда, производители систем охлаждения ЦОД готовы развиваться в соответствии со спросом на определенную продукцию, добавляя передовые технологии для снижения потребления энергии и минимизации воздействия на окружающую среду. Тем не менее, спрос на соответствующее оборудование пока недостаточно высок, чтобы заставить вендоров пойти на кардинальное обновление ассортимента. Именно поэтому Панда полагает, что в ближайшие годы доминировать на рынке будут стандартные блоки CRAC, способные эффективно оптимизировать температурный режим серверного оборудования, размещаемого в монтажных стойках дата-центров со средней плотностью (на уровне 15 кВт или меньше).

Ахтар, в свою очередь, отметил, что все больше операторов дата-центров со всего мира, стремящихся повысить плотность размещения оборудования в машзалах, всерьез рассматривают возможность внедрения систем жидкостного охлаждения погружением. Эксперт полагает, что спрос на подобное оборудование начнет стремительно расти через 3-4 года. Тем не менее, из-за высокого уровня сложности развертывания и достаточно большого ценника систем иммерсионного охлаждения серверов возможность установки подобных элементов вспомогательной инфраструктуры ЦОД будет доступна главным образом компаниям с большими бюджетами.

Еще одной интересной тенденцией станет постепенное повышение средней температуры в машзалах. Пусть такой подход требует использования более надежных серверов, соответствующих требованиям самых свежих стандартов, но при этом он позволяет существенно снизить нагрузку на систему охлаждения ЦОД и даже отключить часть вспомогательного оборудования. В результате операторы дата-центров могут экономить деньги и снижать углеродный след бизнеса без чрезмерных капительных расходов на покупку нового оборудования.

Эксперты сходятся во мнении о том, что системы косвенного испарительного естественного охлаждения с теплообменниками типа воздух/воздух и воздух/вода, предполагающие непрерывную рециркуляцию воды или воздуха по замкнутому контуру внутри ЦОД, в ближайшие годы будут использоваться не вместо блоков CRAC, чиллеров и прочих энергозатратных систем, а вместе с ними. В случае установления экстремально жаркой погоды, эти системы фрикулинга с низким уровнем эксплуатационных затрат, будут отключаться, уступая место тем же блокам CRAC. В конечном итоге технология фрикулинга будет набирать популярность по всему миру. Как отметил Лонгботтом, даже на Ближнем Востоке фрикулинг может быть использован по 200-250 дней в году.

Лонгботтом полагает, что еще один актуальный рыночный тренд будет касаться внедрения программных инструментов управления инфраструктурой ЦОД следующего поколения вроде DCIM-решений. С помощью таких инструментов появится возможность снижения эксплуатационных расходов на 20% — 30% за счет динамического регулирования холодопроизводительности: определенные охлаждающие устройства будут отключаться синхронно с понижением нагрузки на серверы.

При этом одним из самых редких инструментов охлаждения серверов (но, возможно, самым интересным) в ближайшие годы будет оставаться Kyoto Wheel . По словам Лонгботтома, в настоящее время данная технология используется только в нескольких десятках дата-центров по всему миру. В данном случае большой колесо разделяет воздушные потоки со стороны ЦОД и со стороны внешней среды. Тепло передается внешнему воздушному потоку, когда колесо вращается. Эксплуатации системы обходится довольно дешево, при этом охлаждение серверов осуществляется весьма эффективно. Колесо может достигать 7 метров (20 футов) в поперечнике.

Что касается ситуации в целом на мировом рынке систем охлаждения ЦОД всех типов (включая среди прочего блоки CRAC, чиллеры, градирни, экономайзеры, увлажнители, СЖО и системы иммерсионного охлаждения), она будет весьма благоприятной для производителей соответствующего оборудования. Эксперты компании Research Beam полагают, что в период с 2015 по 2019 гг. оборот этого рынка будет расти в среднем на 23.37 процента в год. При этом в число ключевых поставщиков, работающих на этом рынке, будут входить следующие компании: 3M, Daikin, DataAire, Eaton, Emerson Network Power, Rittal, Schneider Electric, Stulz, Airedale, Belden, Munters, Pentair, Trane, ClimateWorx, Ecosaire, Fuji Electric, HP и Huawei.