Как скоро системы жидкостного охлаждения серверов станут мейнстримом в ЦОД?

С каждым годом выставка-конференция SC, посвященная суперкомпьютерам, демонстрирует рост экспонентов из числа производителей серверных систем жидкостного охлаждения, а также расширение ассортимента таких вендоров. Еще три десятилетия назад системы жидкостного охлаждения были прерогативой таких вендоров как Cray-2 и IBM, использующих СЖО в своих продуктах премиум-класса вроде мэйнфреймов. Но времена меняется. Сейчас наблюдается рост числа серверных СЖО самых разных видов: от прямоконтактных до систем с полным погружением электроники в диэлектрическую жидкость.

Большинство операторов ЦОД знают, что жидкостное охлаждение является гораздо более эффективным по сравнению с воздушным охлаждением с точки зрения теплопередачи. Кроме того, оно является более экономичным, позволяя в некоторых случаях добиться снижения эксплуатационных расходов на целых 40 процентов. Более эффективное использование электричества также позволяет операторам ЦОД уменьшить количество выбросов углекислого газа, попадающих в атмосферу в результате эксплуатации серверных ферм, и тем самым внести позитивный вклад в повышение экологичности индустрии ЦОД. Но есть и другие очевидные преимущества вроде повышения плотности размещения компонентов в стойке.

Большинство операторов ЦОД и систем высокопроизводительных вычислений знакомы с рейтингом Top500, у которого с недавнего времени имеется «зеленый» брат-близнец Green500. Составители этого списка ранжируют суперкомпьютеры из Top500 по энергоэффективности. Интересно, что в первой десятке самой свежей версии рейтинга Green500 представлено сразу несколько систем, использующих жидкостное охлаждение.

Этот рейтинг был опубликован на выставке-конференции SC16, в ходе которой все желающие смогли ознакомиться с системами жидкостного охлаждения серверов от упомянутых ниже вендоров. Рост ассортимента этих вендоров и качества их продуктов позволяет надеяться на то, что системы жидкостного охлаждения серверов станут мейнстримом уже в самое ближайшее время.

В ходе SC16 компания Aquila показала разработанную ранее серверную систему Aquarius с водяным охлаждением для размещения в стойках на базе спецификаций Open Compute Project (OCP). Партнером вендора по данному проекту стала компания Clustered Systems, предложившая свою технологию охлажденных пластин. Фирма Aquila также сотрудничает с ТАС Energy для разработки микро-ЦОД.

Поставщик прямоконтактных систем жидкостного охлаждения с использованием теплой воды Asetek продемонстрировал готовые решения для систем высокопроизводительных вычислительных, созданные вместе с многочисленными партнерами, такими как Cray, Fujitsu, Format, Penguin, HPE, NVIDIA и Intel. Представители Asetek также похвастали тем фактом, что создатели многих топовых суперкомпьютеров из списка Green500 использовали решения вендора – включая разработчиков оказавшейся на 5-м месте машины QPACE3 (Университет Регенсбурга).

Еще один поставщик прямоконтактных СЖО CoolIT Systems показал решения на базе своих продуктов, в перечень которых вошли следующие системы: Hewlett Packard Enterprise Apollo 2000 System, Dell PowerEdge C6320, NEC Blue Marlin, а также Lenovo NeXtScale. Кроме того, вендор представил созданный совместно с компанией STULZ микро-ЦОД.

Инженеры компании Ebullient, которая была основана в 2013 году и привлекла $ 2,3 млн. в январе 2016 года от сторонних инвесторов, показали систему двухфазного охлаждения для серверов внутри дата-центров, которая использует охлаждающую жидкость с низким давлением. Рабочее тело 3M Novec 7000 прокачивается через гибкий шланг в герметичные модули, установленные на процессорах в каждом сервере. Жидкость получает тепло от процессоров и переносит его обратно в центральный блок для рекуперации. Система может использоваться с любым сервером – независимо от марки или модели.

На выставке также демонстрировалась система иммерсионного охлаждения CarnotJet System от Green Revolution Cooling. Она совместима со стоечными серверами от любого OEM-поставщика. Эти машины могут быть установлены в специальных стойках, заполненных диэлектрическим минеральным маслом. В ходе выставке SC16 на стенде Green Revolution Cooling был показан сервер Minimus собственной разработки вендора, который создавался для дальнейшего снижения общей стоимости серверного оборудования. В декабре прошлого года вендор объявил о стратегическом партнерстве с Heat Transfer Solutions (HTS), в рамках которого HTS будет оказывать финансовую поддержку партнеру для расширения присутствия на рынке решений для дата-центров.

Компания LiquidCool Solutions, которая была основана в 2006 году как Hardcore Computing и провела ребрендинг в 2012 году, также представила решение для охлаждения электроники путем полного погружения в диэлектрическую жидкость собственной разработки. Компания продемонстрировала два новых сервера на основе платформы Clamshell: Submerged Cloud Server (4-хузеловой сервер высотой 2U для облачных платформ ) и Submerged GPU Server (2-хузловой GPU-сервер высотой 2U, который может быть оснащен четырьмя GPU-картами или четырьмя ускорителями Xeon Phi).

Вендор LiquidMips продемонстрировал концепцию системы охлаждения сервера с единственным процессорным чипом путем погружения в хладагент 3M Fluorinert. У вендора пока нет коммерчески жизнеспособного продукта, поэтому компании предстоит пройти долгий путь, прежде чем она сможет захватить серьезную долю на рынке систем охлаждения ЦОД.

Китайская Inspur Systems Inc., которая является частью Inspur Group, показала на SC16 системы жидкостного охлаждения двух типов растворов, включая решение для охлаждения чипов через прямой контакт с жидкостью. По словам разработчиков, внедрение этого продукта позволяет пользователям серьезно увеличить производительность и снизить эксплуатационные расходы.

Представители компании Allied Control, которая специализируется на 2-фазных решениях для охлаждения высокопроизводительных вычислительных систем погружением в диэлектрик, похвастались причастностью вендора к созданию крупнейшего в мире 40-мегаваттного дата-центра с системой иммерсионного охлаждения. Эта система позволила размещать оборудование с плотностью на уровне 252 киловатт на одну стойку. Продукты Allied Control используют диэлектрическую жидкость 3M Novec.

Китайская компания Huawei анонсировала сервер следующего поколения HPC FusionServer X6000, который использует систему жидкостного охлаждения. Эта СЖО использует для отвода тепла от процессора микро-каналы. Кроме того, охлаждающая жидкость течет через модули памяти. Эта модульная конструкция предполагает использование жидкости с температурой на входе в 50ºC, что обеспечивает высокую энергоэффективность и снижает совокупную стоимость владения (TCO).