Как сократить расходы на охлаждения серверов – новые технологии и решения на службе операторов ЦОД

По прогнозу экспертов, опубликованному авторитетным изданием The Guardian, мировое потребление энергии для целей кондиционирования воздуха вырастет в 33 раза к 2100 году. Уже сейчас в одних только США для охлаждения зданий используется столько же электричества, сколько расходуется во всей Африке. Китай и Индия быстро догоняют американцев. Если текущий тренд сохранится, наша цивилизация будет использовать больше энергии для целей охлаждения, чем для отопления. По мнению экспертов, переломный момент наступит уже к середине текущего века.

Системы охлаждения в 21-ом веке стали ключевой частью инфраструктуры в странах с развитой экономикой: кондиционеры охлаждают дома и офисы, продукты питания и лекарства, химикаты и многие другие материалы. Охлаждают они и серверы внутри дата-центров по всему миру. На самом деле без этих устройств ЦОД не смогут нормально функционировать, и интернет рухнет в считанные минуты.

В то же время следует помнить, что на долю электроснабжения систем охлаждения серверов приходится около половины от общего энергопотребления ЦОД по всему миру, которое растет из года в год. По данным Computer Weekly, совокупное энергопотребление дата-центров во всем мире увеличилось в четыре раза за период с 2007 по 2013 гг. Эксперты прогнозируют, что показатель увеличится еще почти в два раза снова в течение ближайших 15 лет.

Как следствие, для сокращения расходов на эксплуатацию серверных ферм необходимо уже сейчас начать их перевод на более прогрессивные и энергоэффективные технологии охлаждения серверов, о которых вы узнаете их этой статьи.

Исследователи: графен способен сократить расходы на электроснабжение дата-центров

Исследователи из Стэнфордского университета провели ряд экспериментов, которые показали возможность радикального сокращения количества электроэнергии, потребляемой вычислительным и телекоммуникационным оборудованием. Суть предложения ученых сводится к переходу от использования кремния при производстве чипов памяти к изготовлению таких микрочипов из графена. Снижение энергопотребления чипов приведет к сокращению их тепловыделения и, как следствие, снижению нагрузки на системы охлаждение серверов в ЦОД.

Очищенный родственник грифеля обычного карандаша под названием графен формируется, когда атомы углерода собираются вместе в листы с двумерной структурой и толщиной в один атом. Графен прочнее стали при этом с точки зрения проводимости похож на медь, имея ряд полезных свойств для изготовления наноразмерной электроники.

Эксперименты ученых из Стэнфордского университета продемонстрировали возможность изготовления с помощью графена энергонезависимой памяти RRAM с повышенной плотностью хранения данных и пониженным энергопотреблением, если сравнивать с кремниевыми аналогами. Исследователи не исключают, что их технология может быть коммерциализирована уже в ближайшее время.

Управление пузырьками в кипящей воде позволит повысить эффективность теплообмена

Системы жидкостного охлаждения серверов характеризуются более высокой энергоэффективностью по сравнению с традиционными аналогами, предполагающих принудительное нагнетание охлажденного воздуха к горячим элементам серверных систем. Но несмотря на плюсы СЖО, операторы ЦОД пока еще в большинстве своем опасаются их внедрять на подконтрольных объектах из соображений безопасности – даже если в качестве хладагента в СЖО используются диэлектрики с очень низкой электропроводимостью.

Но в ближайшее время все может измениться. Благодаря новой технологии системы жидкостного охлаждения серверов могут стать еще эффективнее и, как следствие, привлекательнее для операторов ЦОД. Исследователи из Массачусетского технологического института в США ведут работу над технологией, которая позволит управлять механизмом формирования пузырьков при температуре кипения. По мнению ученых, упорядочение этого процесса позволит добиться существенного повышения эффективности теплообмена между закипающим жидким хладагентом и охлаждаемой поверхностью.

Чтобы добиться нужного эффекта, команда американских исследователей в настоящее время работает с различными поверхностно-активными веществами, которые могут изменить поверхностное натяжение для достижения более равномерного и эффективного кипения с использованием меньшего количества энергии.