Охолодження центрів обробки даних: історія та майбутнє

Не секрет, що центри обробки даних є одними з найбільших споживачів електроенергії у світі, і галузь останнім часом переживає значне збільшення щільності потужності, а отже, і більшу проблему охолодження. Як результат, системи охолодження продовжують розвиватися, оскільки щільність стійок продовжує зростати. Це есе буде зосереджено на історії, а також майбутньому систем охолодження центрів обробки даних.

Системи фальшпідлог

Протягом останніх 20 років у комп'ютерних кімнатах та центрах обробки даних для подачі холодного повітря до серверів використовувалися системи фальшпідлог. На підлозі, де розміщено сервер, є отвори для вентиляції. Холодне повітря від блоків CRAC та кондиціонерів комп'ютерних кімнат (CRAH) стискається в простір під фальшпідлогою, а потім протікає через перфоровані плитки до основного простору перед сервером. Після проходження через сервер нагріте повітря повертається до CRAC/CRAH для охолодження, зазвичай після змішування з холодним повітрям.

Такого розташування було достатньо для подолання розсіювання тепла від серверів у ті часи, коли центри обробки даних були переважно завантажені низькощільним ІТ-обладнанням. Тому це популярний метод охолодження протягом останніх кількох десятиліть, незважаючи на його низьку ефективність та нерівномірне охолодження, .

Схеми утримання гарячих та холодних проходів

Приблизно у 2005 році експерти та оператори центрів обробки даних випробували ідею утримання. Вони додали фізичні бар'єри, щоб відокремити холодний повітряний потік від входу сервера від гарячого повітряного потоку від сервера. Уникнення змішування холодного повітря, що подається, та гарячого, що випускається, може значно покращити ефективність охолодження та досягти економії енергії.

Замкнуте пов'язане охолодження

В останні роки, оскільки щільність потужності на стійку зросла до 20 кВт, блоки CRAC та обмеження гарячого та холодного проходів може не забезпечувати належного охолодження. Щоб вирішити цю ситуацію, постачальники систем охолодження для центрів обробки даних розробили технологію замкнутого зв'язаного охолодження (CCC). Мета CCC — наблизити теплопередачу до її джерела: стійки обладнання. За допомогою mрозміщення кондиціонера ближче до стійки з обладнанням дозволяє заощадити енергію. Більше того, він може виправляти гарячі точки. Завдяки комбінації розташування «Холодний прохід»/«Гарячий прохід» технологія може мають більшу ефективність.

Замкнуто зв'язаний Технологія охолодження включає рядне, стійкове, кімнатне, надстієве тощо.

Внутрішньорядні кондиціонери: Вони встановлюються всередині рядів стійок. Потоки повітря зазвичай рухаються короткими та лінійними шляхами, зменшуючи таким чином необхідну потужність для запуску вентиляторів та підвищуючи енергоефективність.

Внутрішньостійкове охолодження — шляхи повітряного потоку в стійці ще коротші та точно визначені, завдяки чому повітряні потоки повністю не залежать від будь-яких варіацій встановлення чи обмежень приміщення. Він є найгнучкішим, найшвидшим у впровадженні та досягає надзвичайної щільності, але потребує додаткових витрат.

Рішення з рідинним охолодженням

Ще одним методом підвищення ефективності охолодження є рідинне охолодження чіпів. Коли щільність розміщення ваших стійок досягає 100 кВт на стійку, ви можете спробувати його. Це дорого, але ефективніше, оскільки вода передає тепло ефективніше, ніж повітря, і це екологічно чисте рішення. Google оголосив про використання рідинного охолодження у своїх центрах обробки даних у 2018 році, а Facebook використовував морську воду для охолодження одного зі своїх центрів обробки даних.

Майбутні тенденції охолодження вашого центру обробки даних

Повітряні системи охолодження та рідинне охолодження продовжуватимуть змінювати значення охолодження для сектора центрів обробки даних. «Високопродуктивні обчислення, ймовірно, використовуватимуть рідинне охолодження, тоді як корпоративні центри обробки даних та інтернет-центри обробки даних (такі як центри обробки даних Microsoft) продовжуватимуть використовувати методи охолодження з повітряним охолодженням». Саїд Беладі, колишній інженер компанії Hewlett-Packard.