سنخبرك كيف تعمل تقنية معدات التبريد بالغمر في مراكز البيانات. دعونا نتحدث عن حلنا ، الذي تم تطويره بالتعاون مع شركة Allied Control الفرعية ، وإعطاء أمثلة على طرق "سائلة" أخرى لخفض درجة حرارة الرقائق.
/ Bitfuryلماذا هناك حاجة إلى تقنيات التبريد الجديدة
وفقًا لمجلة Nature ، تستهلك جميع مراكز البيانات في العالم حوالي 200 تيراواط ساعة من الكهرباء سنويًا. هذا المبلغ مشابه لاستهلاك الكهرباء في بعض
الدول ، مثل أستراليا. مراكز البيانات هي أيضا واحدة من الملوثات البيئية الرئيسية. أنها تمثل 0.3 ٪ من انبعاثات CO2 العالمية. هذا الرقم يبدو صغيراً ، لكن نفس الكمية من ثاني أكسيد الكربون يتم
توليدها بواسطة طائرات جميع شركات الطيران في العالم.
يتم
إنفاق ما يقرب من نصف الطاقة التي تستهلكها مراكز البيانات
على أجهزة خادم
التبريد . لهذا السبب ، تقوم العديد من الشركات بتطوير التقنيات التي يجب أن تقلل من "استهلاك" الكهرباء وتزيد من كفاءة أنظمة تكييف الهواء.
Bitfury تشارك أيضًا في هذه المشكلة. بالتعاون مع شركة تابعة لـ Allied Control ،
أنشأنا نظام تبريد غمر على مرحلتين . إنه مصمم للعمل في مراكز البيانات المحملة بدرجة كبيرة والتي تستهلك كميات كبيرة من الكهرباء أثناء معالجة كميات كبيرة من البيانات (على سبيل المثال ، مزارع التعدين).
يستهلك النظام كميات أقل من الكهرباء ويشغل مساحة أقل مقارنة بمكيفات الهواء التقليدية لتبريد الهواء. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن لوحات الدوائر المطبوعة المصممة للتبريد بطريقة الغمر لا تحتوي على مشعات. يمكن وضع المكونات عليها بشكل أكثر كثافة.
نظرًا لأن الخوادم (في حالتنا ، رقائق ASIC) مغمورة في سائل ، يصبح مركز البيانات صامتًا تقريبًا. تساعد أنظمة التبريد هذه مركز البيانات على توفير ظروف عمل مريحة للموظفين. لقد تم تطبيق نظام التبريد بالغطس في مركز البيانات الخاص بنا بسعة 45 ميجاوات في جورجيا. هذا هو واحد من أكبر تطبيقات التبريد الغمر اليوم. لقد أعددنا مقطع فيديو قصير نتحدث فيه عن إمكانيات نظام التبريد:
كيف يعمل الحل
يتم وضع أجهزة الخادم في خزانات كبيرة تشبه أحواض السمك. تمتلئ بسائل خاص
3M Novec 7100 . إنه لا يوصل الكهرباء ولا يحترق ولا ينبعث من السموم ولا يضر بالخوادم. لهذا السبب ، تسمى سوائل 3M التجارية أيضًا "الماء الجاف".
يتم تبريد المعدات على مرحلتين. تسخن الرقائق وتولد الحرارة ، يتغلي السائل Novec ويتحول إلى بخار. ترتفع الأبخرة إلى ملف المكثف ، والتي لها شكل لفائف الربيع.
ثم تبدأ المرحلة الثانية - يحول الملف (به مياه تبريد نفسه) البخار إلى سائل ، ويتدفق مرة أخرى إلى الخزان. تستغرق عملية التكثيف القليل جدًا من الوقت ، حيث يغلي Novec 7100 عند 61 درجة مئوية فقط. هذا النهج يوفر ما يصل إلى 95 ٪ من الطاقة مع الحد الأدنى من فقدان السوائل.
يتيح لك نظام التبريد الجديد تقليل
معامل PUE في مركز البيانات إلى 1.02 وزيادة كثافة المعدات - لا توجد مساحة إضافية مطلوبة لمحطات التبريد. يؤدي "نظام التبريد" نفسه دور الحامل ويتواءم بشكل فعال مع 40 ميغاواط من الطاقة الحاسوبية (252 كيلو واط لكل رف) دون استهلاك الكهرباء بشكل مفرط.
طرق التبريد البديلة
كما قلنا ، وتطوير أنظمة التبريد الغمر تشارك في العديد من الشركات العالمية. إحدى التقنيات الشائعة هي غمر المعدات في الزيت المعدني ، الذي يزيل الحرارة الزائدة. على سبيل المثال ، يتم استخدام مثل هذا الحل بواسطة Green Revolution Cooling. يستخدمون خليطًا شفافًا من الزيوت المعدنية
ElectroSafe كسائل نقل الحرارة. وفقًا لمؤلفي المشروع ، فإن هذا النهج أكثر كفاءة ألف مرة من تبريد الهواء ، وتبلغ سعة النظام 100 كيلو واط لكل رف.
يشبه مبدأ التشغيل لأنظمة الزيت المبدأ الذي نستخدمه في Bitfury ، فقط من أجل إزالة الحرارة هنا ، هناك حاجة إلى مضخات إضافية لنقل المبردات (النفط أكثر لزوجة من الماء). في نظامنا ، يحدث تداول "الماء الجاف" بشكل سلبي ، بسبب الحرارة المتولدة أثناء تشغيل رقائق ASIC.
ولكن هناك أيضًا طرقًا تغمرها تمامًا مركز البيانات ، وتغرق في المحيط. في هذه الحالة ، يدخل الماء مشعات على الرقائق عبر أنابيب خاصة ويزيل الحرارة الزائدة. يعود السائل المستهلك إلى الخزان. ومع ذلك ، فإن هذا لا يتسبب في أضرار جسيمة للنظام الإيكولوجي - حيث يتم تسخين المياه حول مركز البيانات المغمورة من قبل بضعة آلاف من الألف درجة مئوية.
تم "
غمر " النموذج الأولي الأول لمركز البيانات هذا في المحيط الهادي قبل خمس سنوات قبالة ساحل كاليفورنيا. كان يعمل دون انقطاع لمدة 105 أيام. هذا العام ،
أرسلت الشركة إلى أسفل مركز البيانات التجريبية الثاني. وقع الغوص بالقرب من
جزر أوركني ، على بعد 16 كم من اسكتلندا. وفقًا للخطة ، يجب أن يعمل مركز البيانات لمدة خمس سنوات. إذا سارت الأمور على ما يرام ، فإن مركز البيانات "القتالي" ، المستخدم في حل المشكلات الحقيقية ، سوف يمر تحت الماء.
العيب الرئيسي لهذا النهج هو صعوبة إصلاح وتحديث البنية التحتية. أيضا ، مثل هذا المركز للبيانات عرضة للتآكل والهجوم البحري. لكن الشركة تعمل على حل هذه القضايا.
نحن مقتنعون أنه نظرًا لارتفاع أسعار الكهرباء والحاجة إلى إدخال تقنيات بيئية جديدة في المستقبل ، فإن المزيد والمزيد من الشركات ستبدأ في إدخال أنظمة تبريد غاطسة. تم تحديد الاتجاه بالفعل ، وسيتطور بمرور الوقت أكثر فأكثر.سكرتير خاص لدينا أول Habrapost باللغة الإنجليزية: كيف تحول Exonum من الحديد إلى Actix على شبكة الإنترنت .