ترند سرور غوطه ور تراشه های قدرت تغییر آب و هوا

تمایل به گزینه‌های پایدار برای مراکز داده و موج گرمایی ناشی از تراشه‌های رایانه‌ای قوی‌تر باعث پذیرش سیستم‌هایی می‌شود که رایانه‌ها را با غوطه‌ور کردن آنها در مایعات خنک می‌کنند.

با اجرای یک رک سرور غوطه ور در یک مایع خاص، گرما را می توان به طور غیر فعال از سخت افزار به مایع هدایت کرد، به یک مبدل حرارتی پمپ کرد و پس از حذف گرما به کامپیوتر بازگرداند.

گرگ پریم، معاون بازاریابی جهانی در GRC، ارائه‌دهنده غوطه‌وری، توضیح داد: مایعاتی که ما استفاده می‌کنیم غیر سمی هستند، زیست تخریب‌پذیر هستند، تبخیر نمی‌شوند و برای 15 سال یا بیشتر طراحی شده‌اند. تکنولوژی خنک کننده

او به دیجیتال تو گفت: مایعات در از بین بردن گرما از هوا حدود 1200 برابر کارآمدتر هستند. “هوا در واقع یک وسیله انتقال حرارت ضعیف است.”

او گفت: “برخی تغییرات نسبتاً جزئی باید انجام شود – مانند حذف فن های هوا و اصلاح هیت سینک ها – برای اینکه سیستم ها در مایع بهتر رفتار کنند، اما در غیر این صورت مانند یک سرور با هوا خنک می شود.”

وی افزود، اگرچه رایج ترین مایعات مورد استفاده بر پایه نفت است، اما مایعات مبتنی بر روغن نباتی در بازار ظاهر می شوند.

خنک کردن چیپس داغ

Abhijit Sunil، تحلیلگر ارشد در Forrester Research، خاطرنشان کرد که خنک کننده مایع اکنون به دلیل نیاز به انرژی ریزتراشه ها در کانون توجه قرار گرفته است.

او به دیجیتال تو گفت: «سی‌پی‌یو و پردازنده‌های گرافیکی مدرن مقادیر زیادی انرژی مصرف می‌کنند و این به نوبه خود بر مراکز داده فشار می‌آورد تا تکنیک‌های خنک‌کننده کارآمدی داشته باشند.

او ادامه داد: «تغییر هدایت انرژی به تکنیک های خنک کننده، PUE مراکز داده را افزایش می دهد. بنابراین، تکنیک های خنک کننده کارآمدتر مهم هستند. این امر به ویژه در مراکز داده ای که برای مدیریت بارهای کاری تخصصی مانند AI/ML ساخته شده اند صادق است.

اثربخشی مصرف انرژی (PUE) معیاری است که برای اندازه گیری کارایی انرژی یک مرکز داده استفاده می شود. PUE با تقسیم مقدار کل توان ورودی به یک مرکز داده بر توان مورد استفاده برای کارکرد تجهیزات فناوری اطلاعات در آن تعیین می شود.

پریم افزود: «انرژی مصرف شده توسط پردازنده‌های گرافیکی و پردازنده‌های مرکزی در حال حاضر بسیار بسیار سریع در حال رشد است. سیستم های معمولی 400 وات هستند. برخی از سیستم ها با 700 وات شروع می شوند.

او توضیح داد: “این چیزها مقدار زیادی انرژی مصرف می کنند و در نتیجه مقدار زیادی گرما تولید می کنند.” “ما به نقطه ای می رسیم که هوا دیگر نمی تواند این تراشه ها را خنک کند. شما نمی توانید هوا را به اندازه کافی سرد کنید و آن را به اندازه کافی سریع حرکت دهید تا سیستم هایی که گرمای زیادی تولید می کنند خنک شوند. بنابراین خنک کننده مایع تنها گزینه است.»

Sunil افزود: “ما از اکثر ارائه دهندگان زیرساخت های بزرگ شنیده ایم که سرمایه گذاری در خنک کننده مایع یک استراتژی کلیدی برای آینده آنها است.” ما همچنین از اپراتورهای مراکز داده در مورد اهمیت سرمایه گذاری در خنک کننده مایع شنیدیم.

خارج از مرکز داده قرار دهید

با این حال، برخی از فناوران معتقدند که خنک کننده غوطه ور می تواند بهتر در خارج از مرکز داده استفاده شود.

راب اندرل، رئیس و تحلیلگر اصلی در گروه Enderle، یک شرکت خدمات مشاوره در Bend، Ore، خاطرنشان می کند: به طور کلی، خنک کننده غوطه وری در یک مرکز داده به اندازه سایر فناوری های خنک کننده هدفمندتر مانند خنک کننده آب گرم موثر نیست.

او به دیجیتال تو گفت: «با این حال، برای سرورهای توزیع شده خارج از یک مرکز داده، بهتر است زیرا از سرور در برابر تداخل فیزیکی و مسائل محیطی محافظت می‌کند و به ویژه در محیط‌های بسیار سخت ایده‌آل است».

او گفت: «مراکز داده معمولاً ایزوله و مجهز به خنک کردن سرورها هستند، بنابراین رفتن به غوطه وری معمولاً بیش از حد است. این فناوری در جایی که مرکز داده ندارید واقعا می درخشد.

جفری هویت و فیلیپ داوسون، تحلیلگران گارتنر، به نتیجه مشابهی در مورد خنک کننده غوطه ور در گزارش Hype Cycle برای Edge Computing 2022 شرکت مشاوره و فناوری این شرکت دست یافتند.

هیویت و داوسون نوشتند: «سیستم‌های خنک‌کننده غوطه‌وری کوچک‌تر، بی‌صداتر و کارآمدتر از سیستم‌های رک سنتی هستند». “مقدار اولیه آنها به احتمال زیاد خارج از مرکز داده خواهد بود، جایی که آنها چگالی محاسباتی بالاتر با راندمان انرژی بالاتر و نویز کمتر را ممکن می کنند.”

آنها افزودند: «اگرچه هزینه های سرمایه سیستم معمولاً به دلیل زیرساخت های مکانیکی و خنک کننده درگیر بیشتر است، اما محیط هایی وجود دارد که این سیستم ها از هر جایگزینی بهتر عمل می کنند.

چالش های تعمیر و نگهداری

هیولت و داوسون همچنین خاطرنشان کردند که خنک کننده غوطه وری به سرورهای لبه اجازه می دهد تا در مکان های متخاصم کار کنند.

آنها توضیح دادند که گره های محاسباتی لبه متوسط ​​یا گره های مخابراتی بی سیم اغلب تحت محدودیت های حرارتی، فضایی و انرژی یک پناهگاه، قطب یا کمد سرور راه دور کار می کنند. این فضا و بهره وری انرژی همچنین به نفع مراکز داده موبایلی مبتنی بر کشتی یا کامیون است.

آنها افزودند که این سیستم‌ها یک راه‌حل عملی محلی برای برخی وظایف ابررایانه‌ای کوچک مبتنی بر GPU هستند. جداسازی اجزاء نیز استفاده از آنها را در مکان هایی با سطوح بالای آلاینده های ذرات معلق مانند گرد و غبار تسهیل می کند.

با وجود مزایایی که دارند، سیستم‌های خنک‌کننده شناور می‌توانند یک چالش برای نگهداری باشند. اندرل گفت: “شما باید افرادی را که به کامپیوترها سرویس می دهند، تخلیه مایع خنک کننده بسازید و تجهیزات محافظ ویژه ای تهیه کنید تا کارگران بتوانند مایع خنک کننده را کنترل کنند، آموزش دهید.”

وی افزود که مایع خنک کننده نارسانا است، بنابراین نگرانی های معمول در مورد تجهیزات الکتریکی و آب اعمال نمی شود. وی ادامه داد: با این حال، باید از آلوده شدن مایع خنک کننده یا ایجاد نشتی قابل توجه جلوگیری کنید.

Enderle همچنین خاطرنشان کرد که مبدل های حرارتی برای خنک کننده ممکن است نیاز باشد که در خارج از ساختمانی که سیستم در آن قرار دارد قرار داده شود، یا ممکن است ظرفیت HVAC در داخل ساختمان برای کنترل گرمای اضافی افزایش یابد. در غیر این صورت، دستگاه ممکن است به طرز ناراحت کننده ای گرم شود.

مقاومت نهادی

Primm اشاره کرد که سیستم های خنک کننده غوطه وری نیز می توانند با چالش های سازمانی مواجه شوند. او ادامه می دهد: «اپراتورها و طراحان مرکز داده بسیار پذیرای تغییرات هستند. برای اکثر مردم، این روش جدیدی برای انجام کاری است که عادت دارند به روش دیگری انجام دهند.”

او ادامه داد: «آنچه که اپراتورها و طراحان مراکز داده واقعاً در آن متخصص هستند، حمل و نقل هوایی است. آن‌ها باید مهارت‌های فوق‌العاده‌ای را در خنک‌کردن هوا، انتقال آن از کنار اجزای داغ و خارج از مرکز داده توسعه می‌دادند تا از در دسترس بودن و قابلیت اطمینان مرکز داده اطمینان حاصل کنند. تغییر کامل آن زیرساخت با چیزی که آنچه را که ترس از نوع جدید ایجاد می کند از بین می برد.

وی افزود: «یکی از بزرگ‌ترین چیزها این است که بسیاری از اپراتورهای مرکز داده سرمایه‌گذاری هنگفتی در زیرساخت‌های خنک‌کننده با هوا دارند و می‌خواهند تا زمانی که می‌توانند بیشترین بهره را از آن ببرند».

به گفته Forrester، فناوری اطلاعات می تواند منبع قابل توجهی برای انتشار کربن باشد. این نشریه خاطرنشان کرد: در حالی که ممکن است 2 تا 4 درصد مصرف جهانی انرژی در مقایسه با سایر منابع تقاضای انرژی زیاد به نظر نرسد، بسته به کشور و صنعت می تواند مقدار قابل توجهی باشد. به عنوان مثال، مصرف انرژی مرکز داده 14 درصد از مصرف برق ایرلند را تشکیل می دهد.

پریم گفت: «پایداری در حال تبدیل شدن به یک عامل تعیین کننده برای مردم است. آنها می‌خواهند ردپای کربن خود را کاهش دهند و یکی از سریع‌ترین راه‌ها برای انجام این کار در مرکز داده، حذف خنک‌کننده هوا تا حد امکان است.»