Охлаждение серверов в ЦОД – новости от Asperitas, Schneider Electric, IBM и EPTA

Вот уже несколько десятилетий операторы ЦОД и поставщики оборудования для дата-центров обсуждают перспективу резкого роста плотности размещения аппаратного обеспечения в стойках внутри машзалов. Достижение более высокой плотности размещения комплектующих повышает эффективность ЦОД при одновременном сокращении счетов за электроэнергию. Но одновременно с этими также возникает риск отказа системы охлаждения или перебоев в ее работе. По мере роста плотности «железа» в стойках проектировщики дата-центров и производители оборудования для них вынуждены создавать все более эффективные и, что не менее важно, надежные решения для охлаждения серверов. Подобные продукты фигурируют в свежих новостях от таких вендоров как Asperitas, Schneider Electric и EPTA.

Asperitas – новый игрок на рынке систем иммерсионного охлаждения серверов

Размещение серверов в емкости с маслом порождает ассоциации с приготовлением картофеля фри. Но инженеры голландского стартапа Asperitas используют минеральное масло для охлаждения серверов, а не приготовления еды, называя множество экономических аргументов в пользу такого подхода.

Погружение серверов в диэлектрик — не совсем новый подход к охлаждению подобного оборудования. Но к настоящему моменту данная технология пока еще не получила широкого распространения в индустрии ЦОД. Этим и хотят воспользоваться инженеры из стартапа Asperitas, базирующегося в Нидерландах.

Предложенная ими идея достаточно проста. Голландцы предлагают операторам ЦОД взять серверные материнские платы вместе с блоками питания, дисковым накопителем и остальными комплектующими, чтобы вместо стандартного корпуса с шасси, предназначенного для воздушного охлаждения с использованием шумных вентиляторов и воздуховодов, поместить все этот аппаратное обеспечение в резервуар с диэлектрическим маслом. Ключевым преимуществом в данном случае является способности такого хладагента поглощать в 1500 раз больше тепла, чем воздух.

В процессе охлаждения используется естественная конвекция, позволяющая перемещать прохладное масло со дна резервуара кверху, удаляя тепло с установленных вертикально материнских плат и прочей электроники. Сверху масло стекает вниз по боковым каналам, соприкасаясь с наполненными водой теплообменниками, после чего оно попадает обратно на дно. Затем цикл повторяется.

К числу достоинств своей системы представители вендора относят возможность достижения близкой к 100% загрузки машин и, как следствие, максимально эффективного использования ресурсов. Благодаря этому один погруженный в диэлектрик сервер может заменить три или более сервера с воздушным охлаждением. Со стороны программного обеспечения это уменьшит количество необходимых лицензий на операционные системы и прочий софт, поскольку в дата-центре будет запускаться меньше физических серверов.

Исследование Asperitas показало, что использование охлаждения погружением в дата-центре размером 2 МВт может привести к уменьшению количества серверов на 50%, росту плотности комплектующих внутри IT-систем в четыре раза, сокращению капитальных затрат по меньшей мере на 10% и снижению совокупной стоимости владения ЦОД как минимум на 25%.

Инженеры Asperitas уже создали прототип, позволяющий охлаждать 48 материнских плат. В демонстрационной системе использовались матплаты Supermicro и комплектующие от HPE. Вендор собирается вывести свой продукт на рынок уже в ближайшее время.

Schneider Electric представляет линейку экономайзеров косвенного охлаждения воздуха Ecoflair

Европейский вендор Schneider Electric, специализирующийся на разработке и производстве систем электропитания и охлаждения IT-инфраструктуры ЦОД, представил новую линейку экономайзеров косвенного охлаждения воздуха Ecoflair, развертывание которых, как обещают представители вендора, позволит существенно повысить эффективность дата-центра.

Решения Ecoflair имеют модульную конструкцию, что делает их подходящим вариантом для корпоративных клиентов, которым нужна масштабируемая система охлаждения. Модульная конструкция также упрощает установку и повышает удобство обслуживания. Клиентам доступны модели с холодопроизводительностью в 250 кВт и 500 кВт.

Новые решения могут быть развернуты в зонах с различными климатическими условиями. Системы Ecoflair были разработаны, чтобы соответствовать потребностям не менее 80% всех дата-центров, рассредоточенных по территории большинства климатических зон на Земле.

Основой Ecoflair выступает легкий полимерный теплообменник с трубчатой конструкцией, разработанный специалистами Schneider Electric. Утверждается, что эта особенность, а также ряд технических усовершенствований, позволяют после перехода на Ecoflar снизить эксплуатационные расходы на 60% по сравнению с традиционными решениями, что может очень благотворно сказаться на коэффициенте PUE дата-центра.

Согласно расчетам, сделанным специалистами Schneider Electric, дата-центр мощностью в 1 мегаватт, базирующийся в Лондоне и использующий традиционную, но эффективную систему оптимизации температурного режима серверного оборудования на базе охлажденной воды, будет работать с PUE 1,14. Тогда как после перехода на использование системы Ecoflair в том же ЦОД PUE удастся уменьшить до 1,038.

Трубчатая конструкция предотвращает загрязнение, которое обычно происходит в случае с пластинчатыми теплообменниками. Это сводит к минимуму техническое обслуживание и негативное влияние на холодопроизводительность в течение всего срока службы теплообменника. Кроме того, полимер является очень коррозионно-стойким материалом по сравнению с другими аналогами, в которых используется алюминий с различными покрытиями, корродирующий во влажном состоянии или под воздействием агрессивной среды. Теплообменник также является модульным, поэтому его легко заменить, если потребуется, сводя к минимуму простои и неудобства.

Решение CO2 FTE Transcritical System от EPTA позволяет использовать хладагент CO2 в любых климатических зонах

Итальянский вендор EPTA разработал сверхкритическую систему охлаждения, которая позволяет использовать хладагент CO2 в любых климатических зонах. Продукт, который получил название Transcritical System, был представлен на выставке EuroShop 2017. Конструктивные особенности новинки обеспечивают экономию электроэнергии, а также снижение затрат на установку и обслуживание.

Представители вендора описывают систему как простую, эффективную и надежную. Решение использует затопленные испарители и многоуровневый ресивер жидкого хладагента, что снижает энергопотребление компрессоров высокого уровня. Система успешно прошла испытания, проработав более 30 000 часов в условиях повышенной температуры в Италии и Австралии в течение последних двух лет.

Предварительные тесты новинки, работавшей в комбинации с компрессорами EcoLine+, показали, что с ее помощью можно добиться снижения потребления электроэнергии на 10 процентов по сравнению с традиционными CO2-системами. Кроме того, переход на новый продукт позволяет добиться 20-процентного снижения затрат на установку и обслуживание.

Проточный редокс-аккумулятор от ETH Zurich и IBM Research способен охладить и запитать серверный процессор

Исследователи из лабораторий ETH Zurich и IBM Research Zurich создали крошечный проточный редокс-аккумулятор (на фото выше), способный одновременно охлаждать микрочипы и снабжать их электроэнергией.

В проточной батарее для получения электричества используется электрохимическая реакция двух жидких электролитов, которые нагнетают в батарейный элемент извне через замкнутый контур. Такие батареи обычно используются в крупномасштабных стационарных системах хранения энергии.

Ученые решили использовать две жидкости, которые подходят для применения в качестве электролитов в проточных батареях, в качестве рабочих тел для удаления избыточного тепло со стороны чипов. Они создали прототип батареи, которая имеет толщину около 1,5 миллиметров и может генерировать 1,4 Вт на квадратный сантиметр поверхности. Вычитая мощность, необходимую для перекачивания жидких электролитов в батарею, получившаяся чистая плотность мощности составляет 1 Вт на квадратный сантиметр.