Korzyści płynące ze stosowania płynu chłodzącego w centrum danych wydaje się być olbrzymie i niezaprzeczalne. Niestety, jak zawsze jest jakieś „ale”, które powoduje wyhamowanie i spowolnienie rozwoju tej technologii. Z powodu stosunkowo wysokich kosztów ten tryb chłodzenia nie może nabrać rozpędu i na dobre zadomowić się w naszych domach dla serwerów. Czy kiedykolwiek chłodzenie cieczą zastąpi powietrze jako opcje domyślną dla chłodzenia centrów danych?

W odcieniach zieleni …

Systemy chłodzenia oparte na cieczy zapewniają zazwyczaj większą wydajność, niż systemy oparte na powietrzu, dlatego też coraz częściej punktują w różnych środowiskach pracy, poprzez zmniejszenie zużycia energii. Niestety menedżerowie centrum danych muszą też patrzeć na róże inne aspekty, w tym również te „zielone”, a dokładniej mówiąc: pieniądze ( a nie ekologiczne, które są tak modne w ostatnim czasie).

Obiekty przyjazne dla środowiska, ale nie przynoszące zysków dla firmy najzwyczajniej poupadają i będą musiały być zastąpione przez kogoś innego z większą siłą finansową, a więc przez kogoś, kto środki służące oszczędzaniu energii zmieścić w własnym budżecie. Co więcej, trzeba sobie zdać sprawę, że większa efektywność energetyczna nie oznacza niższych kosztów energii. Dlatego pamiętajmy, że wszelkie rozważania i podejmowanie decyzji musi być przeprowadzone w oparciu o zielony odcień świata i nie mówimy tutaj niestety o pięknej zieleni lasów…

Chłodzenie cieczą w skrócie

Rodzajów płynów chłodzący jest tyle ile smaków lub kolorów na świecie, a każdy z nich jest jeszcze w wielu innych wariantach lub odcieniach, po to aby dopasować się do różnych zastosowań i warunków w centrum danych.

Pierwszym krokiem od prostego chłodzenia powietrza (poprzez, na przykład, mechaniczne klimatyzatory w pomieszczeniach komputerowych, lub CRAC) do chłodzenia cieczą jest ciecz jako medium przenoszące ciepło z pokoju komputerowego obsługi do jakiejś innej formy „sprzedaży ciepła” do środowiska. Taka infrastruktura może obejmować chłodnie kominowe, mechaniczne instalacje agregatów lub nawet pasywne chłodzenie za pomocą temperatury otoczenia na zewnątrz. Kolejnym krokiem jest dostarczanie wody do poziomu regału lub serwera, zmniejszając objętość powietrza, które musi być chłodzone do określonej temperatury w celu zabezpieczenia urządzenia informatycznego. Ostatecznym krokiem w chłodzeniu cieczą jest zanurzenie, które omija niektóre elementy infrastruktury dostarczania cieczy (np. rur do serwerar) i przynosi korzyści termiczne płynąc bezpośrednio do elektroniki.

Korzyści z chłodzenia zanurzeniowego są ogromne. Według TechTarget,

„Połączenie prostej pompy lub układu wymiany ciepła i chłodzenia zanurzeniowego, które używa kąpieli z oleju mineralnego i innych mieszanek do chłodzenia, może zaoszczędzić pieniądze nie tylko na rachunkach energetycznych, ale także na konserwacji sprzętu w salach komputerowych. Systemy zanurzeniowe mogą wyeliminować potrzebę chłodzenia powietrzem, a dzięki ich skuteczności, pozwalają na uruchomienie maszyny w wyższych temperaturach. „

Asicminer w Hong Kongu, deklarują na przykład, że utrzymują 97% oszczędności z chłodzenia ich 500 kW systemu do wydobywania Bitcoinów w porównaniu z konwencjonalnymi sposobami, dzięki chłodzeniu w zanurzeniu.

Wady chłodzenia cieczą

Jak wszystkie nowe technologie, tak również chłodzenie napotyka na swojej drodze problemy, a sceptycy znajdują szereg wad, które według nich dyskwalifikują ją już na starcie. Oto kilka z nich:

  • Bałagan. Każda konserwacja, wymiana kabli lub innej działalności związanej z kontaktem z serwerami wymaga kontaktu z olejem mineralnym cieczy. Płyny te są wybrane, po to aby uniknąć toksyczności, ale wyciek może spowodować zagrożenie dla pracowników, nie wspominając o konieczności włożenia znacznego wysiłku w czyszczeniu.

  • Infrastruktura towarzysząca. Chłodzenie zanurzeniowe wymaga kadzi do przechowywania serwerów, jak również dużego zapasu płynu.

  • Specjalne dyski. Dyski twarde (HDD) zanurzone w cieczy, muszą być tak zaprojektowane, aby zapobiec zalaniu płynem lub być w inny sposób uszczelnione, ponieważ wirujące dyski muszą pracować w gazie, a nie płynie.

  • Koszty modernizacji. Projektowanie nowego centrum danych od podstaw, aby używać płynu chłodzącego jest mniej kłopotliwe niż modernizacja istniejącego centrum danych. Tak więc, inwestowanie w istniejące stanowisko tworzy barierę dla wielu obiektów.

Ponadto systemy chłodzenia cieczą, czy zanurzeniowego wymagają filtrowania cieczy, po to aby uniknąć problemów, takich jak tworzenie się zanieczyszczeń, nadmiernego osadu i wzrostu biologicznego. Do systemów wodnych , takich jak te, które zatrudniają chłodnie kominowe lub inne środki parowe, ilość osadów w danej objętości zwiększa się gdy para jest usuwana, wymagając tym samym separacji i usuwania produktów tego „odmulania.” Nawet po utylizacji tych produktów mogą powstawać problemy dla naszego infrastruktury. Ponadto, korzystanie – szczególnie z wody w suchych pomieszczeniach – jest problemem, zarówno w odniesieniu do zdolności użytkowej (w przypadku dużych centrów danych) i ograniczonej lokalnej sieci.

Komu jest potrzebne chłodzenie cieczą?

Chłodzenie cieczą jest koniecznością dla centrów danych o bardzo dużej gęstości rozmieszczenia, czyli takich, które wykonują obliczenia o wysokiej wydajności. W tych przypadkach, obiekty, które nie chcą przekroczyć określonej gęstości mocy po prostu nie mają wyboru, bez względu na koszty lub kłopoty związane z wdrażaniem. Pytanie jest, czy ciecz będzie ostoją w obiektach niższej gęstości.

Całkowity koszt posiadania (TCO) serwerów już zawdzięcza ponad połowę swojej wartości kosztom operacyjnym, a dokładniej energii. W pewnym momencie, rosnące ceny energii mogą spowodować, że nawet niewielkie ulepszenia wydajności będą warte wprowadzenia, więc niewykluczone, że kontynuujący trend wzrostu cen może uczynić płyn chłodzący bardziej atrakcyjną nawet dla mniejszych centrów danych, które mogą zostać w inny sposób zahamowane przez koszty.

Przepisy są kolejnym potencjalnym czynnikiem. Rządy mogą, ale oczywiście nie muszą nałożyć regulacje w zakresie efektywności energetycznej bezpośrednio w centrach danych. Istnieje jednak taka możliwość z powodu coraz większej ilości centrów danych oraz ich coraz większej roli jako odbiorcy energii.

Bycie pionierem wiąże się z ryzykiem. Wiele firm chcą uniknąć go uniknąć, jeśli chodzi o ich centra danych. Ale gdy szlak zostanie przetarty innym będzie łatwiej. Może warto więc zaryzykować?

Wnioski

Płyn chłodzący nadal napotyka na szereg przeszkód, szczególnie w mniejszych centrach danych i obiektach o stosunkowo niskiej gęstości mocy. Przy wysokich gęstościach, płyn chłodzący jest jednak jedyną możliwością i zarazem koniecznością. Ceny energii i przepisy mogą spowodować w niedalekiej przyszłości nawet konieczność wprowadzenia takiej technologii do naszych obiektów. Kluczem do jego przyjęcia jednak jest kolor zielony: ale jest on niestety spowodowany kolorem pieniędzy aniżeli chęcią ochrony środowiska naturalnego. Kiedy wszystkie aspekty się wyrównają -koszty, wykorzystanie powierzchni, konserwacja, wygoda i tak dalej – ciecz będzie miała większą szansę stać się dominującym sposobem chłodzenia i pewnie na długi czas zostanie opcją domyślną dla naszych obiektów.

Źródło: http://www.datacenterjournal.com/it/whats-stopping-liquid-cooling/

Image courtesy of highlander411 under a Creative Commons license