О жидкостном охлаждении

Тему жидкостного охлаждения за последние десять лет поднимают все чаще - тепловая нагрузка на серверные и ЦОДы растет, а самой распространенной технологией охлаждения все еще является климат-контроль и встроенные вентиляторы серверов, что не всегда эффективно.

Технология, впрочем, не стоит на месте - сначала ведь речь шла о жидкости в кондиционерах, затем о подаче ее прямо в корпусы работающих компьютеров и, наконец, о погружении в охлаждающую жидкость работающих плат.

Все три варианта называются "жидкостным охлаждением", но наиболее радикальный из них, третий, вызывает больше всего надежд на будущее и применяется сегодня все чаще. Не парадокс ли это? Давайте разбираться.

Погружное жидкостное охлаждение

Жидкостное охлаждение, происходящее непосредственно в кондиционере, кажется логичным. Доставка жидкости в корпус работающего компьютера или сервера - рискованной. Но погружение в жидкость плат? С первого взгляда это по крайней мере странно, но на самом деле такой подход - самый "древний", его использовали еще в 1920-х годах для охлаждения высоконагруженного оборудования. Да и сейчас его можно встретить часто, просто в соответствующих устройствах: электротрансформатора высокого напряжения, электроподстанциях, конденсаторах.

Кроме того, использоваться для охлаждения погружением будет, конечно, не вода, а масло - как правило, белое минеральное масло, отличный хладагент с низкой вязкостью, высокой теплоемкостью, нетоксичное и экологичное. Кроме того:

• Этот способ охлаждения дешевле. Хладагент можно поддерживать на уровне всего сорока градусов по Цельсию (воздух приходится охлаждать до 24), серверные вентиляторы задействовать больше не нужно - а это экономия до 20% электроэнергии, шедшей на сервер!
• Этот способ позволит плотнее располагать оборудование. Немалый вклад в дизайн корпусов Rackmount или Blade внесен необходимостью располагать в них вентиляторы - но теперь в них нет нужды. Зачастую даже в индивидуальных корпусах она пропадает.
• Погружное охлаждение делает работу оборудования более надежной. Пыль серверы собирать перестают, поломка вентилятора не будет причиной сбоя, температура распределяется по стойке равномерно - срок эксплуатации сервера увеличивается!
• После аварийных ситуаций вернуться в штатный режим проще, а иногда такие ситуации и не возникают: если у вас вышло из строя воздушное охлаждение, то оборудование перегреется за несколько минут, а если жидкостное, то процесс займет от 1 до 4 часов.
• Жидкостное охлаждение снижает вибрацию конструкции. Работающий вентилятор же производит такую вибрацию, что может даже приводить к ошибкам чтения и записи жестких дисков.

Конечно, не все так уж радужно, или все серверы уже давно были бы избавлены от корпусов и погружены в масло. Для установки такого охлаждения сервер придется модифицировать, обычные стойки, конечно же, не подойдут, а те, которые подойдут, очень массивны - займут больше места и будут больше весить (прикиньте сколько масла нужно на 42U!)

Последние несколько лет ведутся активные разработки оборудования, которое работало бы в таком вот новом форм-факторе - и так энергозатраты на охлаждение получается уменьшить на 90%, а общие энергозатраты - на 25%. В случае с центрами обработки данных это был бы существенный плюс к прибыли!

Однако главным противником широкого распространения масляного охлаждения является не это, а инерция рынка - даже обширные ЦОДы и корпоративные серверные, способные получить от такого перехода немалую прибыль, еще не приняли технологию как актуальную.