Immer mehr Unternehmen stellen auf virtuelle Infrastruktur um, weshalb die Belastung der Server in den Rechenzentren und damit der Stromverbrauch zunimmt. Im Jahr 2017 machte die Leistung von Rechenzentren 3% des gesamten auf dem Planeten erzeugten Stroms aus. In einigen Fällen werden 40% des Stroms
in den Klimaanlagen der Maschinenräume
verbraucht .
Um die Kosten für die Wartung der Geräte zu senken und den „Check“ für Strom zu reduzieren, werden in der Branche neue technologische Lösungen entwickelt. Als nächstes werden wir über Tauchkühlung, intelligente Klimaanlage und 3D-Druck von Heizkörpern sprechen.
/ Foto Rolf Brink CC BY-SA Tauchkühlung
Wasser optimiert effektiv die Kosten für Kühlgeräte im Rechenzentrum. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass Flüssigkeit, die durch Heizkörper fließt, Wärme besser von Geräten abführt als Luft. Moderne Rechenzentren kümmern sich jedoch nicht nur um die finanzielle Komponente des Problems, sondern auch um das Image. Allmählich werden Rechenzentren „grüner“ und reduzieren den Wasserverbrauch.
Aus diesem Grund achtet die Industrie häufig auf die Immersionskühlungstechnologie, bei der spezielle dielektrische Flüssigkeiten verwendet werden, in die Serverplatinen vollständig eingetaucht sind. Dieser Ansatz entzieht dem Bügeleisen besser Wärme und trägt
dazu bei, das für Rechenzentren im Maschinenraum typische Geräusch
zu reduzieren .
Im Jahr 2017 stellte Horizon Computing seine Entwicklung in diesem Bereich vor. Sie erstellten ein modulares Rechenzentrum, das aus mehreren Boxen bestand. Die Kisten sind mit Eisenöl gefüllt, das Eisen enthält. Strukturell ist das Modulgehäuse ein Kühler, sodass das Produkt aufgrund der natürlichen Konvektion automatisch die gewünschte Servertemperatur beibehält.
Ein weiteres Beispiel für Immersions-Technologie ist das Green Revolution Cooling-Projekt. Wir sprechen von einer
speziellen Ölflüssigkeit , die laut Hersteller sicherstellt, dass sie die Ausrüstung tausendmal effizienter als Luft von den Geräten abführt. Mit dieser Funktion haben Administratoren des Rechenzentrums mehr Zeit, um Ausfälle zu beheben, da das Bügeleisen länger braucht, um kritische Temperaturen zu erreichen.
Große IT-Unternehmen haben beschlossen, noch weiter zu gehen. Jetzt tauchen sie ganze Rechenzentren unter Wasser. Es gibt sogar eine
Meinung, dass die Rechenzentren der Zukunft unter Wasser sein werden. Ein solches Zentrum namens Natick, das vor den schottischen Inseln im Meer liegt,
kann live beobachtet werden .
Um die Server zu kühlen, haben die Entwickler die Technologie, die sie in U-Booten verwenden, angepasst, um die Temperatur von Reaktoren zu senken. Die Klimaanlage entnimmt Wasser direkt aus dem Meer und liefert es an Heizkörper auf Gestellen mit Ausrüstung. Danach geht sie zurück zum Meer. Dies spart Wasser und reduziert die Kosten für die Klimaanlage.
KI-Systeme für das Kühlermanagement
Künstliche Intelligenzsysteme werden aktiv eingesetzt, um verschiedene Probleme im Rechenzentrum zu lösen. Sie
optimieren beispielsweise
die Geräteleistung und schützen Netzwerke vor Hackerangriffen. Das Kühlungsmanagement ist ein weiterer strategischer Bereich für AI.
Im Jahr 2018
vertraute Google den Verwaltungsalgorithmus für Kühlsysteme einem seiner Rechenzentren an. Es verwendet ein Netzwerk von Sensoren, die das System anhand verschiedener Parameter überwachen - von der Luftfeuchtigkeit bis zur Windgeschwindigkeit auf der Straße. Basierend auf den KI-Daten werden Vorhersagen darüber getroffen, wie sich die Umgebungsbedingungen auf die Temperatur im Rechenzentrum und den Energieverbrauch auswirken.
Prognosen ermöglichen es dem Algorithmus, die beste Entscheidung zu treffen und Empfehlungen an die Klimaanlage zu senden. Sobald das System selbständig „geraten“ hat, im Winter kalte Luft von der Straße zu verwenden, um Wasser in Kältemaschinen zu kühlen. Dies hat dazu beigetragen, die Energiekosten um 30% zu senken.
/ Foto von Alexis Lê-Quôc CC BY-SAEine ähnliche Lösung wurde in Litbit vorgestellt. Das „intelligente“ System analysiert Ultraschallfrequenzen und abnormale Bodenvibrationen im Maschinenraum. Anhand der erhaltenen Daten kann sie feststellen, ob alle Geräte ordnungsgemäß funktionieren. Ein weiteres Beispiel ist die Nlyte Software-Lösung. Es sammelt Daten über die Temperatur im Maschinenraum, den Stromverbrauch usw. Basierend auf diesen Daten gibt das System Administratoren Ratschläge, was verbessert werden kann.
3D-Druckkühlung
Die heutige IT-Branche verbessert nicht nur die Kühlmethoden für den gesamten Maschinenraum. Es werden Technologien zur Wärmeabfuhr von einzelnen Prozessoren angeboten. Vor nicht allzu langer Zeit haben Ingenieure der Binghamton University eine Lösung vorgestellt, die Wasser und Kältemittel direkt an Serverchips liefert. In Zukunft könnte die Entwicklung Wärmeleitpaste ersetzen.
Die Ingenieure trugen eine Schicht aus Titan, Zinn und Silberlegierung auf den Kristall auf. Dann bildeten sie mittels 3D-Druck Kanäle für den Durchgang von Kühlmittel. Die Dicke des erhaltenen Materials überschreitet nicht den Durchmesser eines menschlichen Haares, wodurch das Kältemittel überschüssige Wärme direkt vom Chip aufnehmen kann.
Experten glauben, dass diese Methode den Energieverbrauch in Rechenzentren im Vergleich zu bestehenden Technologien um 5% senken kann. Diese Methode wurde im Labor der Universität getestet, jedoch bis zur kommerziellen Verwendung.
Was wird als nächstes passieren?
Branchenexperten
sagen, dass die Infrastruktur in Rechenzentren immer mehr verteilt wird und separate Geräte weniger Platz beanspruchen. Dies erfordert neue Anforderungen an Kühlsysteme - Rechenzentren benötigen wahrscheinlich weniger Platz als jetzt, produzieren jedoch mehr Wärme pro Quadratmeter. Dies bedeutet, dass die Punktmethoden (z. B. die Verwendung von Kühlkörpern auf Prozessoren) und die Tauchkühlung immer relevanter werden.
Gleichzeitig engagiert sich die IT-Branche für die Automatisierung, sodass Systeme für künstliche Intelligenz eine immer wichtigere Rolle bei der Verwaltung von Rechenzentren spielen werden. Einschließlich in Bezug auf die Kühlung.
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