Инновации, продукты и партнерства: дайджест о решениях для охлаждения ЦОД

Современные ЦОД требуют всё более инновационных решений для эффективного управления теплом и снижения энергетических затрат. Недавние разработки в области охлаждающих технологий открывают новые горизонты для устойчивого развития сектора и повышения энергоэффективности ЦОД.

Компании активно экспериментируют с передовыми методами охлаждения, включая геотермальные системы, магнитное и жидкостное охлаждение, а также интеграцию искусственного интеллекта. Партнерства между технологическими лидерами и инновационными стартапами обеспечивают быстрое внедрение новых подходов.

В данном дайджесте представлены свежие инициативы, включая использование геотермальной энергии от Bedrock Energy, механизм стабилизации магнитного охлаждения от Magnotherm, революционные системы жидкостного охлаждения от Nexalus и Compal Electronics, а также передовые решения Microsoft по минимизации водопользования. Читайте подробности о новейших продуктах, технологиях и партнерствах в обзоре.

Bedrock Energy предлагает использовать геотермальную энергию для охлаждения ЦОД

Компания Bedrock Energy развивает технологии охлаждения ЦОД с помощью геотермальной энергии, которая использует стабильную температуру Земли на больших глубинах. В большинстве регионов стандартная глубина скважин, позволяющих использовать геотермальную энергию, составляет около 150 метров. Это требует значительных территориальных ресурсов. Bedrock предлагает бурить скважины глубиной от 244 до 366 метров (800–1200 футов), что позволяет увеличить энергоэффективность в два-три раза без увеличения занимаемой площади на поверхности.

Компания завершила два проекта в коммерческом секторе: один в офисном здании в Остине, штат Техас, и другой на курорте в Юте (США). Эти проекты доказали возможность сокращения издержек. Благодаря этим и другим инициативам Bedrock ожидает выхода на прибыльность в следующем году.

Осенью 2024 года компания начала сотрудничество с Dominion Energy для изучения внедрения геотермального охлаждения в дата-центрах. Ключевая сложность применения технологии в ЦОД заключается в том, что серверы производят тепло круглосуточно, что приводит к постоянной нагрузке на систему. Для сравнения, офисные здания чередуют режимы охлаждения и отопления, что обеспечивает сбалансированное потребление энергии.

Однако инженеры Bedrock обнаружили, что такие факторы, как быстродвижущиеся грунтовые воды, значительно ускоряют охлаждение. Анализ Bedrock показывает, что, работая в сочетании с солнечными фермами, геотермальные установки могут стать оптимальным решением для охлаждения ЦОД. Расчеты также показали, что при бурении для нужд ЦОД требуется выдерживать большего расстояния между скважинами, что увеличивает затраты.

Геотермальное охлаждение особенно эффективно в регионах с жарким и влажным климатом, где системы водяного и воздушного охлаждения менее продуктивны. Анализ Bedrock показал, что геотермальные системы примерно в два раза эффективнее традиционных методов охлаждения в пиковые периоды. К тому же, благодаря стабильной температуре Земли, насосы работают равномерно, что помогает снизить пиковые нагрузки и затраты на электроэнергию.

Для финансирования дальнейших исследований и расширения бизнеса компания Bedrock привлекла инвестиции в размере $12 млн. Средства также будут направлены на автоматизацию процессов и ускорение внедрения технологии.

Стабилизатор сплава от Magnotherm улучшает магнитное охлаждение

Компания Magnotherm из Германии сделала значительный шаг в развитии технологии магнитного охлаждения, которая считается перспективной альтернативой традиционным системам охлаждения на основе газовой компрессии. Её инженеры добились устранения коррозии и механических разрушений в магнетокалорических сплавах, включая лантан-железо-кремний.

Эти сплавы обладают высоким потенциалом в контексте коммерческого применения, но их хрупкость и подверженность коррозии ранее ограничивали долговечность устройств на основе подобных соединений. Magnotherm решила проблему, применяя уникальное медное покрытие в сочетании с антикоррозионной смесью, разрабатываемой индивидуально для каждого сплава. Тесты показали, что это решение практически полностью устраняет механические повреждения, функциональные потери и коррозию при использовании в течение минимум трех месяцев.

Особенностью технологии магнитного охлаждения является использование воды как безопасного и экологичного теплоносителя, что делает систему доступной для массового применения. Демонстрация стабильной работы материалов открывает путь к широкому коммерческому использованию систем магнитного охлаждения, которые безопасны, практически не требуют обслуживания и не используют традиционные хладагенты. Достижение немецких исследователей – важный этап на пути к созданию устойчивых и энергоэффективных систем охлаждения, которые могут найти применение как в ЦОД, так и в других секторах.

Разработчики графенового термоинтерфейса из NovoLINC получили финансирование

Стартап NovoLINC, специализирующийся на разработке графеновых термоинтерфейсов и основанный учеными из Университета Карнеги-Меллон (США), объявил о привлечении финансирования от M Ventures, Foothill Ventures и TDK Ventures. Цель компании – улучшить теплопередачу между охладителями и высокопроизводительными микрочипами, включая CPU и GPU. Это особенно актуально для ЦОД, работающих с ИИ-нагрузками.

Инновационная технология NovoLINC представляет собой нанокомпозитный термоинтерфейс с рекордно низким термическим сопротивлением — менее 1 мм²•K/Вт, что делает его в 10 раз эффективнее традиционного припоя и до 1000 раз лучше термопаст и гелей. Материал обладает высокой долговечностью, выдерживая более 1000 циклов изменения температур в диапазоне от -55 °C до 125 °C. Эта особенность делает его идеальным для современных систем жидкостного охлаждения. Технология NovoLINC также решает проблему перегрева чипов за счет снижения теплового сопротивления и повышения надежности охлаждающих систем.

Компания сотрудничает с крупными производителями полупроводников и владельцами гипермасштабных ЦОД, а также активно масштабирует производство. Финансирование позволит NovoLINC ускорить коммерциализацию технологии, которая может значительно снизить энергозатраты на охлаждение серверов.

Microsoft делится опытом в сфере минимизации водопользования в ЦОД

Microsoft предпринимает значительные шаги для снижения водопотребления в ЦОД. Корпорация представила систему охлаждения серверов с нулевым испарением воды. Первые ЦОД с этой системой будут введены в эксплуатацию в 2026 году в США. Они разместятся Финиксе (штат Аризона) и Маунт-Плезант (штат Висконсин). Система сможет сохранять эффективность даже при высоких температурах. Утверждается, что эта технология позволит сократить потребление воды более чем на 125 млн литров в год из расчета на один ЦОД. Кроме того, компания расширяет использование альтернативных источников воды, включая переработанную жидкость.

Основным показателем эффективности системы является Water Usage Effectiveness (WUE), который рассчитывается как объем воды, потребляемой для увлажнения и охлаждения, деленный на общее энергопотребление IT-оборудования. В 2024 финансовом году Microsoft достигла среднего WUE на уровне 0,3 литра/кВт*ч, что на 39% лучше показателя 2021 года.

Переход к использованию систем с нулевым испарением воды, по мнению экспертов, станет важным шагом в достижении устойчивого будущего. Однако отказ от испарительных систем увеличивает энергопотребление, поэтому Microsoft также активно внедряет технологии прямоконтактного охлаждения микрочипов, которые позволяют эффективно использовать жидкость с повышенной температурой.

ИИ-приложение Copeland упрощает устранение неполадок в системе охлаждения ЦОД

Поставщик теплохладотехники Copeland, ассортимент которого включает решения для ЦОД, представил обновленное мобильное приложение Copeland Mobile с интеграцией искусственного интеллекта. Основной элемент нового релиза — чат-бот Scout AI, который помогает пользователям устранять неисправности, получать доступ к технической документации и находить спецификации оборудования в режиме реального времени.

Scout AI — самообучающийся инструмент, который обеспечивает мгновенный доступ к многочисленным ресурсам, включая видеоролики, гарантии и рекомендации по обслуживанию. Приложение позволяет сканировать таблички оборудования Copeland и даже устройств конкурентов, чтобы предоставить информацию о замене и технических характеристиках. Основные функции:

• Диагностика неисправностей в режиме реального времени.
• Доступ к инструкциям по техническому обслуживанию и документации.
• Сканирование и обработка данных о продукции конкурентов.

Castrol предлагает новую охлаждающую жидкость для непосредственного нанесения на чипы

Компания Castrol, известная инновациями в области смазочных материалов, представила новую жидкость для прямоконтактного охлаждения микрочипов — Castrol ON Direct Liquid Cooling PG 25. Этот пропиленгликолевый раствор специально разработан для современных дата-центров. Основные характеристики:

• Прямое охлаждение чипов: Жидкость подается непосредственно на критически нагруженные компоненты, что обеспечивает более быструю теплопередачу по сравнению с традиционными методами.
• Защита от коррозии и биологических загрязнений: Формула PG 25 предотвращает коррозию металлов и рост бактерий, что увеличивает надежность и срок службы системы.
• Готовность к использованию: Жидкость не требует предварительного разбавления, что упрощает внедрение и эксплуатацию.
• Экологичность: Продукт безопасен для окружающей среды и совместим с широким спектром материалов охлаждающих систем.

В 2022 году компания Castrol вложила £50 млн в исследовательский центр в Пэнгборне (Великобритания), где тестируются современные методы жидкостного охлаждения, включая системы погружного охлаждения. Помимо этого, Castrol сотрудничает с рядом профильных партнеров, включая Submer и Hypertec, для стандартизации и разработки передовых охлаждающих жидкостей.

Nexalus демонстрирует новый метод жидкостного охлаждения ЦОД с рекуперацией тепла

Ирландская компания Nexalus разработала инновационную систему жидкостного охлаждения, которая не только улучшает теплопередачу в ЦОД, но и позволяет использовать избыточное тепло, сгенерированное серверами. Особенности технологии Nexalus:

• Прямое охлаждение чипов: Система использует микроструйное охлаждение, при котором жидкость подается через небольшие отверстия на «горячие зоны» чипа. Такой подход снижает давление в системе и обеспечивает эффективную теплопередачу.
• Закрытая конструкция серверов: Серверы заключены в герметичные боксы, где дополнительные компоненты охлаждаются вентиляторами, а тепло удаляется через теплообменники.
• Рекуперация тепла: Нагретая жидкость используется в теплообменниках для передачи тепла во внешние системы отопления или на промышленные объекты. Это позволяет снизить энергопотребление зданий или производств, расположенных рядом.
• Водопотребление: Замкнутый цикл охлаждения снижает потребление воды до нуля, что делает систему особенно полезной в регионах с ограниченными водными ресурсами.

Nexalus уже сотрудничает с такими гигантами как Hewlett Packard Enterprise (HPE) для интеграции своих решений в популярные серверы. Компания видит перспективы в создании ЦОД, которые одновременно служат источниками тепловой энергии для зданий поблизости.

Compal Electronics демонстрирует новую систему жидкостного охлаждения серверов Targeted Flow

Компания Compal Electronics совместно с Intel, BP Castrol, JWS и Priver Technology представила передовую систему жидкостного охлаждения Targeted Flow, разработанную для серверов с высокой плотностью размещения компонентов. Особенности системы Targeted Flow:

• Интеграция технологий Intel: Использование запатентованных технологий Intel, включая Targeted Flow Tank и Targeted Flow Heat Sink, позволяет направлять охлаждающую жидкость точно в зону максимального тепловыделения.
• Жидкость BP Castrol: Декларируется применение передовой охлаждающей жидкости DC 20, которая снижает сопротивление в системе жидкостного охлаждения почти втрое по сравнению с традиционными решениями.
• Высокая эффективность: Система обеспечивает снижение температурных пиков и возможность повторного использования выделяемого чипами тепла, что способствует созданию более устойчивых дата-центров.

Система Targeted Flow была протестирована в разных условиях, продемонстрировав надежность и эффективность. Это решение особенно актуально для дата-центров, работающих с ИИ-приложениями. В Compal Electronics заявили, что система Targeted Flow будет предлагаться в виде модульных решений, адаптированных под конкретные нужды клиентов.

Vertiv приобретает технологию производства чиллеров у BiXin Energy

Компания Vertiv объявила о покупке технологий и активов по производству центробежных чиллеров у китайской BiXin Energy Technology (BSE). Сделка укрепляет позиции Vertiv на рынке охлаждающих систем для ЦОД. В Vertiv отметили, что технологии BSE находятся на ранних этапах разработки, что открывает возможности для их совершенствования и дальнейшей интеграции в продукты Vertiv.

Сделка позволит Vertiv масштабировать технологии BSE для удовлетворения потребностей мирового рынка. Ранее компании уже сотрудничали, выпуская продукцию под брендом Vertiv для клиентов в Китае и Азии. BSE специализируется на производстве безмасляных магнитноподшипниковых центробежных чиллеров с водяным и воздушным охлаждением. Продукция китайцев обеспечивает холодопроизводительность до 5,5 МВт, что делает ее идеальной для крупных ЦОД.

Verizon проводит масштабное тестирование покрытия Enercoat для змеевиков от Ener.co

Американская телекоммуникационная компания Verizon успешно завершила тестирование инновационного покрытия Enercoat от фирмы Ener.co. Тестировались системы охлаждения в 36 ЦОД. Рассматриваемое покрытие, наносимое на конденсаторные змеевики, позволило существенно сократить эксплуатационные расходы и добиться значительного роста энергоэффективности. Результаты тестирования:

• Снижение энергопотребления: Экономия составила около 7,7 миллиона кВт*ч в год, что эквивалентно снижению расходов на электроэнергию на $1,28 млн ежегодно.
• Уменьшение выбросов CO₂: Применение покрытия позволило сократить выбросы парниковых газов на 1 700 тонн в год.
• Короткий срок окупаемости: Инвестиции в покрытие окупились менее чем за 30 месяцев благодаря энергосбережению.

Покрытие Enercoat восстанавливает эффективность работы змеевиков, что уменьшает нагрузку на системы кондиционирования и увеличивает срок их службы. Заявляется максимально широкое применение: технология подходит как для модернизации существующих систем, так и для внедрения в новых ЦОД.

Xing Mobility и Eneos объединяются для развития технологии иммерсионного охлаждения

Компании Xing Mobility и Eneos Corporation подписали меморандум о стратегическом партнерстве для совместной разработки систем иммерсионного охлаждения батарейных блоков, включая решения для дата-центров, промышленных объектов и транспортных средств. Цели партнеров:

• Разработка оптимальных охлаждающих жидкостей для иммерсионных систем, опираясь на опыт Eneos в производстве смазочных материалов и теплопроводящих жидкостей.
• Адаптация технологий иммерсионного охлаждения Xing Mobility, проверенных в автомобильной промышленности, для применения в дата-центрах и других областях.
• Расширение рынка за счет внедрения решений в Японии и за ее пределами.

Батарейные блоки в таких системах полностью погружаются в изолирующую охлаждающую жидкость, что значительно повышает эффективность теплопередачи по сравнению с воздушным и водным охлаждением. Иммерсионное охлаждение уменьшает риск перегрева, повышая стабильность и долговечность батарей. Технология способствует энергосбережению и снижению экологического воздействия за счет уменьшения энергозатрат на охлаждение.

Eneos уже запустила серию охлаждающих жидкостей ENEOS IX, специально разработанных для серверов в ЦОД. Комбинируя эти наработки с технологиями Xing Mobility, компании планируют создать решения, способные справляться с растущими тепловыми нагрузками современных систем.

DeepCoolAI и Sanmina будут вместе разрабатывать высокоплотную IT-инфраструктуру с жидкостным охлаждением

Компания DeepCoolAI, специализирующаяся на инфраструктуре для ИИ, и производитель вычислительного оборудования Sanmina Corporation заключили соглашение о стратегическом партнерстве с целью разработки и масштабирования решений в области жидкостного охлаждения для ЦОД. Основные направления партнерства:

• Инновационные решения для охлаждения: Разработка и интеграция систем жидкость-жидкость и жидкость-воздух, включая блоки распределения охлаждающей жидкости (CDU) и модульные решения, которые обеспечивают до 300 кВт холодопроизводительности на стойку.
• Масштабируемость и гибкость: Совместные усилия направлены на быструю разработку и внедрение стандартных и кастомизированных систем, которые позволят клиентам повысить эффективность охлаждения серверов в ЦОД.
• Глобальный охват: Декларируется намерение использовать глобальную производственную сеть Sanmina для обеспечения высокого качества, надежности и быстрого развертывания решений в любой точке мира.

Telehouse открывает лабораторию жидкостного охлаждения серверов в лондонском ЦОД

Компания Telehouse, один из ведущих провайдеров услуг ЦОД в Европе, объявила об открытии лаборатории жидкостного охлаждения в своем лондонском дата-центре. Проект реализован в сотрудничестве с такими технологическими партнерами как Accelsius, EkkoSense, JetCool и Legrand. Лаборатория расположена на кампусе Telehouse South, который является частью крупнейшего в Европе телекоммуникационного хаба для дата-центров. Основные технологии, которые будут демонстрироваться и дорабатываться в лаборатории:

• Accelsius NeuCool: Двухфазное прямоконтактное охлаждение чипов с использованием безводного непроводящего хладагента. Эта технология удаляет тепловую нагрузку до 250 Вт/см². Декларируется возможность управления «горячими точками» с тепловой нагрузкой свыше 500 Вт/см².
• JetCool® SmartPlate System: Компактное решение для жидкостного охлаждения в форм-факторах 1U и 2U. Система не требует модификации помещений, используя запатентованную микроконвекционную технологию для охлаждения процессоров мощностью до 3 500 Вт.
• Legrand ColdLogik CL20 RDHx: Технология заднего теплообменника (Rear Door Heat Exchanger) с мощностью охлаждения до 90 кВт на стойку, устраняющая смешивание потоков воздуха.
• EkkoSense: ИИ-платформа для мониторинга и оптимизации охлаждения, которая предоставляет 3D-визуализацию, прогнозные сценарии «что если?» и диагностику аномалий в режиме реального времени.

KoolLogix и A*Star запускают лабораторию решений для охлаждения стоимостью $8 млн

Сингапурская компания KoolLogix и местное государственное агентство A*Star (Agency for Science, Technology and Research) объявили о создании исследовательской лаборатории для разработки и тестирования энергоэффективных решений в области охлаждения серверов. Лаборатория, стоимость которой оценивается в $8 млн, будет сосредоточена на разработке технологий для дата-центров с высокой плотностью размещения вычислительного оборудования. Ключевые направления работы лаборатории:

• Разработка решений для удаления тепла: Лаборатория будет заниматься созданием технологий, способных справляться с возрастающими тепловыми нагрузками, генерируемыми мощными серверами.
• Использование передовых технологий: KoolLogix применит свои наработки в области жидкостного охлаждения, включая недавно представленную серию продуктов HRM50, которые способны удалять до 50 кВт тепла с одной стойки без использования насосов и компрессоров, что упрощает эксплуатацию и снижает затраты на обслуживание.
• Внедрение ИИ и IoT: Инженеры A*Star предложат ряд технологий, включая системы на базе искусственного интеллекта и интернета вещей (IoT), а также «цифровые двойники». Эти технологии будут использоваться для мониторинга оборудования и прогнозирования производительности охлаждающих систем.

Ожидается, что запуск лаборатории станет важным шагом в развитии технологий охлаждения, предлагая решения для снижения затрат и повышения надежности инфраструктуры дата-центров.