Le diremos cómo funciona la tecnología de los equipos de enfriamiento por inmersión en los centros de datos. Hablemos de nuestra solución, desarrollada en conjunto con la subsidiaria de Allied Control, y demos ejemplos de otras formas "líquidas" de "bajar la temperatura" de los chips.
/ BitfuryPor qué se necesitan nuevas tecnologías de enfriamiento
Según la revista Nature, todos los centros de datos del mundo consumen alrededor de 200 TWh de electricidad al año. Esta cantidad es comparable al consumo de electricidad de algunos
países individuales , como Australia. Los centros de datos también son uno de los principales contaminantes ambientales. Representan el 0.3% de las emisiones globales de CO2. La cifra parece pequeña, pero los aviones de todas las aerolíneas del mundo "
generan " la misma cantidad de dióxido de carbono.
Casi la mitad de la energía consumida por los centros de datos se
gasta en el hardware del servidor de
refrigeración . Por esta razón, muchas compañías están desarrollando tecnologías que deberían reducir el "consumo" de electricidad y aumentar la eficiencia de los sistemas de aire acondicionado.
Bitfury también está involucrado en este problema. Junto con una subsidiaria de Allied Control,
creamos un sistema de enfriamiento por inmersión de dos fases . Está diseñado para trabajar en centros de datos altamente cargados que consumen grandes cantidades de electricidad durante el procesamiento de grandes cantidades de datos (por ejemplo, granjas mineras).
El sistema consume menos electricidad y ocupa menos espacio en comparación con los aires acondicionados tradicionales para enfriar el aire. Esto se debe al hecho de que las placas de circuito impreso diseñadas para enfriar mediante el método de inmersión no tienen radiadores. Los componentes en ellos se pueden colocar más densamente.
Como los servidores (en nuestro caso, los chips ASIC) están sumergidos en líquido, el centro de datos se vuelve casi silencioso. Tales sistemas de enfriamiento ayudan al centro de datos a proporcionar a los empleados condiciones de trabajo más cómodas. El enfriamiento por inmersión se ha implementado en nuestro centro de datos con una capacidad de 45 MW en Georgia. Esta es una de las implementaciones más grandes de enfriamiento por inmersión en la actualidad. Hemos preparado un breve video en el que hablamos sobre las capacidades del sistema de enfriamiento:
Como funciona la solución
El equipo del servidor se coloca en grandes tanques similares a los acuarios. Están llenos de fluido especial
3M Novec 7100 . No conduce electricidad, no se quema, no emite toxinas y no daña los servidores. Por esta razón, los líquidos de la marca 3M también se denominan "agua seca".
El enfriamiento del equipo
se realiza en dos etapas. Las astillas se calientan y generan calor, el líquido Novec hierve y se convierte en vapor. Los vapores se elevan a la bobina del condensador, que tiene la forma de un resorte helicoidal.
Luego comienza la segunda fase: la bobina (tiene agua que se enfría) convierte el vapor en líquido y fluye de regreso al tanque. El proceso de condensación lleva muy poco tiempo, ya que el Novec 7100 hierve a solo 61 ° C. Este enfoque ahorra hasta un 95% de energía con una pérdida mínima de líquido.
El nuevo sistema de enfriamiento le permite reducir
el coeficiente PUE del centro de datos a 1.02 y aumentar la densidad del equipo; no se necesita espacio adicional para enfriar las plantas. El "sistema de refrigeración" en sí mismo desempeña el papel de un estante y hace frente con eficacia a 40 megavatios de potencia informática (252 kW por estante) sin un consumo excesivo de electricidad.
Métodos alternativos de enfriamiento.
Como hemos dicho, el desarrollo de sistemas de enfriamiento por inmersión está involucrado en muchas compañías globales. Una tecnología popular es sumergir el equipo en aceite mineral, que elimina el exceso de calor. Por ejemplo, Green Revolution Cooling utiliza dicha solución. Utilizan una mezcla transparente de aceites minerales
ElectroSafe como fluido de transferencia de calor. Según los autores del proyecto, este enfoque es mil veces más eficiente que la refrigeración por aire, y la capacidad del sistema alcanza los 100 kW por rack.
El principio de funcionamiento de los sistemas de aceite es similar al que usamos en Bitfury, solo para la eliminación del calor aquí se necesitan bombas adicionales para transferir refrigerante (el aceite es más viscoso que el agua). En nuestro sistema, la circulación de "agua seca" ocurre pasivamente, debido al calor generado durante la operación de los chips ASIC.
Pero también hay enfoques cuando el centro de datos se inunda por completo, hundiéndose en el océano. En este caso, el agua ingresa a los radiadores en las astillas a través de tubos especiales y elimina el exceso de calor. El líquido gastado vuelve al depósito. Sin embargo, esto no causa un daño significativo al ecosistema: el agua alrededor del centro de datos sumergido se calienta solo unas pocas milésimas de grado Celsius.
El primer prototipo de dicho centro de datos se "
inundó " en el Océano Pacífico hace cinco años frente a la costa de California. Trabajó sin interrupción durante 105 días. Este año, la compañía
envió al fondo el segundo centro de datos experimental. La inmersión tuvo lugar cerca de
las Islas Orcadas , ubicadas a 16 km de Escocia. Según el plan, el centro de datos debería funcionar durante cinco años. Si todo va bien, el centro de datos de "combate", que se utiliza para resolver problemas reales, quedará sumergido.
El principal inconveniente del enfoque es la dificultad de reparar y actualizar la infraestructura. Además, dicho centro de datos es susceptible a la corrosión y al ataque marino. Pero la compañía está trabajando para resolver estos problemas.
Estamos convencidos de que debido al aumento de los precios de la electricidad y la necesidad de introducir nuevas tecnologías ecológicas en el futuro, cada vez más empresas comenzarán a introducir sistemas de enfriamiento por inmersión. La tendencia ya se ha delineado, y con el tiempo se desarrollará cada vez más.PD Nuestro primer Habrapost en inglés: cómo Exonum cambió de Iron a Actix-web .