Технология охлаждения серверного оборудования в центре обработки данных путем его полного погружения в герметичный или частично открытый резервуар с жидким диэлектрическим хладагентом (иммерсионное охлаждение) до недавнего времени использовалась исключительно при создании мощных суперкомпьютерных решений. Но в последние годы она все чаще находит применение в обычных дата-центрах. Это происходит на фоне увеличения плотности размещения комплектующих в монтажных стойках ЦОД, а также стремления владельцев и операторов серверных ферм минимизировать расходы на эксплуатацию вычислительной техники. Число производителей, предлагающих подобные решения, постоянно расширяется. Сейчас в перечень таких компаний входят многие перспективные вендоры вроде Green Revolution Cooling, LiquidCool Solutions, Iceotope и Midas.
Конструкционные особенности систем иммерсионного охлаждения позволяют эффективно рассеивать выделяемое оборудованием тепло с помощью непроводящего ток хладагента, который циркулирует по всему резервуару, сообщающемуся с вторичным контуром охлаждения. При этом типичная система жидкостного охлаждения серверов погружением в диэлектрический хладагент потребляет минимальное количество электроэнергии. Электричество необходимо только для запитки одной или нескольких маломощных помп (некоторые решения могут и вовсе обходиться без насосов).
Помимо перечисленных выше преимуществ погружение серверов в резервуар с диэлектрической ходкостью для их охлаждения предлагает и менее очевидные бонусы:
• Бесшумная работа: Обычно перед помещением серверов в “диэлектрическую ванну” из корпусов машин удаляются все вентиляторы. Как следствие, операторам ЦОД удается заставить эти шумные машины “замолчать”. Некоторым скептикам это преимущество может показаться совсем уж незначительным, но те специалисты, у кого имеется опыт работы в течение нескольких часов подряд с серверами внутри серверной комнаты, понимают насколько это важно. Ведь минимизация шумового загрязнения самым благоприятным образом отражается на здоровье операторов ЦОД, помогая им сберечь слух и забыть про стресс, обусловленный непрерывным жужжанием тысяч громких вентиляторов.
• Электрохимическая миграция: Погружая свои серверы в диэлектрическую жидкость, владельцы и операторы ЦОД также минимизируют риски неконтролируемого перемещения ионов металлов между соседними металлическими проводниками. То есть иммерсионное охлаждение позволяет забыть про опасности, связанные с электрохимической миграцией, основными причинами которой являются влага, наличие подвижных ионов металлов и высокий градиент потенциала (в вольтах на единицу длины – например, В / см).
• Оловянные и цинковые “усы”: Из-за микроскопических электропроводящих проростков металла из зон пайки на печатных платах в составе серверов, также именуемых “усами”, очень часто случаются короткие замыкания. Такие инциденты способны серьёзно повредить или вывести из строя ценное оборудование. Эти структуры из олова или цинка, как правило, имеют 2 мкм в диаметре, и с течением времени они могут вырастать до нескольких миллиметров в длину. Под воздействием потоков воздуха внутри монтажной стойки с серверами он могут открываться от печатных плат и свободно перемещаться по всему машзалу, превращаясь в источник повышенной опасности для ценного серверного оборудования, время от времени оседая в самых неподходящих местах и становясь причиной коротких замыканий. Причем операторы ЦОД в конечном итоге даже не узнают, что именно стало причиной поломки. Системы иммерсионного охлаждения с помпами зачастую комплектуются специальными многослойными механизмами фильтрации, которые эффективно удаляют оловянные и цинковые “усы”.
• Уменьшение объема загрязнений и минимизация вибрации: Пыль, мусор, твердые частицы, вибрация и влажность несут огромный риск для любого дата-центра, вызывая множество аппаратных сбоев в работе серверного оборудования по всему миру практически каждый день. Благодаря технологии охлаждения серверов путем погружения в диэлектрик операторы ЦОД могут забыть обо всем этом, как страшном сне.
• Более стабильная и постоянная тепловая среда: Благодаря тому, что диэлектрическая охлаждающая жидкость равномерно циркулирует по резервуару и быстро удаляет тепло от любых горячих комплектующих, аппаратные компоненты IT-инфраструктуры дата-центра практически не подвергаются избыточным нагрузкам, связанным с колебаниями температуры. Внедрение рассматриваемой технологии позволяет раз и навсегда избавиться от “горячих точек” в серверной комнате. Операторам ЦОД больше не придется беспокоиться о развертывании дополнительных внутрирядных кондиционеров для оптимизации температурного режима оборудования внутри отдельных сильно перегруженных стоек. Они также могут забыть о необходимости детального планирования схемы размещения стоек для оптимизации воздушных потоков внутри машзала.
