Dell Project Triton-Server und ihre Kühlsysteme

Die Ingenieure von Rechenzentren sind sich bewusst, dass Flüssigkeit eine effizientere Methode zur Kühlung von Geräten ist als Luft. Diese Lösung ist sehr beliebt und nicht nur im Bereich der Supercomputer zur Kühlung von Chips gefragt. Da die Technologie jedoch nicht stillsteht und die Dichte der Komponenten auf herkömmlichen Serverplattformen zunimmt, wurde diese Technologie zunehmend in herkömmlichen Rechenzentren eingesetzt. Es nutzt den eBay E-Commerce-Riesen .



Die Entwicklung wurde von der ESI-Abteilung (Extreme Scale Infrastructure) des amerikanischen Unternehmens Dell durchgeführt , die kundenspezifische Geräte für die größten Rechenzentren der Welt herstellt. Eine davon war die einzigartige Entwicklung eines Flüssigkeitskühlsystems (LLS) für Serverhardware für Ebay.



In der LSS ist das Hauptelement Wasser. Es ist erwähnenswert, dass das Dell-System seine Vorteile hat: Es überträgt Wasser direkt von den Kühltürmen des Rechenzentrums zu den Wärmetauschern auf jedem Chip im Gehäuse der Serversysteme. Das Design sieht nicht die zentralen Verteilungsblöcke des Arbeitsmediums vor, die sich in der Regel zwischen dem Kühlturm und den Server-Racks in Supercomputern und flüssigkeitsgekühlten Rechenzentren befinden. Ein weiteres Merkmal des Projekts mit dem Codenamen „Project Triton“ ist die Verwendung von wärmerem Wasser im Vergleich zu einem herkömmlichen Flüssigkeitskühlsystem.



Das von Dell entwickelte System wird bereits in einem Ebay-Rechenzentrum eingesetzt, in dem die Einlasswassertemperatur 33 Grad Celsius erreicht. Dies ist nicht die Grenze für Kühlmittelsysteme. Derzeit verwenden Wärmetauscher Wasser in heißen Prozessoren, die mit sehr hohen Taktraten arbeiten und sich durch eine erhöhte Wärmeableitung auszeichnen. Wenn Project Triton zusammen mit Prozessoren mit geringem Stromverbrauch verwendet würde, könnte die Temperatur des zugeführten Wassers 60 Grad Celsius erreichen.

EBay-Prozessoren benötigen eine effizientere Kühlung und bieten eine modifizierte Version der Chips aus der Intel Xeon E5 v4-Familie. Jeder Chip in der Basisversion enthält 22 physische Kerne und kann gleichzeitig bis zu 44 Befehlsströme ausführen. Der Cache ist 2,5 MB pro Kern, d. H. Insgesamt bis zu 55 MB. Abhängig von der Anzahl der Kerne liegt die TDP zwischen 55 und 145 Watt. In Broadwell-EP-Geräten können bis zu 40 PCI-Express-Leitungen und ein vierkanaliger DDR4-Controller festgestellt werden. Die Prozessoren sind für die Installation in der Buchse R3-Buchse ausgelegt. Außerdem haben die Ingenieure von eBay und Intel die Chips modifiziert und können jetzt mit einer höheren Frequenz arbeiten. Analog dazu entwickelt Intel seit mehreren Jahren Chips für andere hochskalierte Rechenzentren wie Facebook und Amazon.



Das Project Triton-System deckt nicht nur das Einkreis-LSS ab. Es handelt sich um eine Rack-Lösung: Das heißt, alle Komponenten des Racks (einschließlich Wärmetauscher, PDUs und Server) sind ganzheitlich als ein einziges System konzipiert. Die Ingenieure von Dell verfolgen einen ähnlichen Ansatz, wenn sie spezielle Lösungen für übergroße Rechenzentren entwickeln.

Händler von Rechenzentrumsgeräten haben sich traditionell auf die Entwicklung individueller autarker Produkte konzentriert - es spielt keine Rolle, ob es sich um Server, Speichersysteme oder Netzwerk-Switches handelt. Bei der Erstellung einer Rack-Lösung können Sie die wertvollen Ressourcen des Stromversorgungs- und Kühlsystems sowie den Rack-Platz und die Netzwerkverbindungen effizienter nutzen. Die aufgelisteten Ressourcen können rationaler zwischen Rechenknoten aufgeteilt werden, um die Gesamteffizienz des Rechenzentrums zu erhöhen.

Project Triton verwendet ein 21 Zoll breites Server-Rack, das dem Rack sehr ähnlich ist, das Facebook-Ingenieure im Rahmen der Open Compute Project-Initiative entwickelt haben. Das Wasser im System zirkuliert durch Kupferrohre, die mit Wärmetauschern über den Prozessoren in jedem Servergehäuse verbunden sind. Das Fehlen zusätzlicher Verteiler des Arbeitsmediums und der Pumpen ermöglicht einen sehr geringen Energieverbrauch. Das Energieeffizienzverhältnis (PUE) in einem Rechenzentrum mit Project Triton beträgt laut Dell nur 1,03.



Laut Dell verbraucht Project Triton 97 Prozent weniger Strom zum Kühlen von Servern als das durchschnittliche Luftkühlsystem eines Rechenzentrums. Darüber hinaus verbraucht die Neuheit bis zu 62 Prozent weniger Strom als die wassergekühlte Apollo 8000-Hochleistungsrechnerlösung des konkurrierenden HPE (Hewlett Packard Enterprise), über die er zuvor in diesem Artikel geschrieben hat.

Um die Betreiber des Rechenzentrums vor dem möglichen Austreten von Wasser in andere Elektronikgeräte zu schützen, testeten die Ingenieure von Dell Hochdruck-Schweißrohrverbindungen mithilfe von Simulationen. Somit steigt der Druck in der Leitung auf 350 PSI (während des normalen Betriebs beträgt der Druck des Wassers in den Rohren beim Zuführen 70 PSI). Darüber hinaus ist jedes Element im Server-Rack und im Server selbst mit zusätzlichen Lecksuchmechanismen und Notabschaltvorrichtungen ausgestattet. Die Ingenieure von Dell verwenden außerdem luftdichte Stopper, um mithilfe der Armeetechnologie zu verhindern, dass Flüssigkeit in die elektrischen Komponenten des Servers gelangt.

Source: https://habr.com/ru/post/de395261/