Selon les
prévisions de Stratistics MRC, d'ici 2023, le marché des technologies de refroidissement par eau dans le centre de données atteindra 4,55 milliards de dollars. Sous la coupe, nous comprenons les raisons de la demande croissante pour de tels développements et parlons des technologies elles-mêmes qui se développent dans ce domaine.
/ photo Rolf Brink CC / Système de refroidissement par immersionL'une des raisons de la croissance du marché est l'augmentation du volume de données traitées.
Selon les recherches d'IDC , d'ici 2025, la quantité de données générées par l'humanité sera de 163 zettaoctets. Avec la croissance des volumes de données, la charge sur les serveurs dans les centres de données augmente également, en particulier dans ceux qui sont engagés dans le calcul haute performance (HPC). Les installations d'air conventionnelles ne suffisent plus pour refroidir de tels systèmes.
Par exemple, pour refroidir
les processeurs tenseurs Google (TPU), qui sont affinés par TensorFlow, le géant de l'informatique
a dû utiliser de l' eau pour la première fois. En raison du fait que la nouvelle génération de processeurs (TPU 3.0)
se distingue par sa puissance et sa consommation élevée, le refroidissement par air s'est avéré ne pas leur être applicable.
Pourquoi le refroidissement par air est inférieur au refroidissement par eau
Clive Londubat, directeur de service chez Quocirca, une société d'analyse,
note que l'air n'est pas aussi bon qu'un liquide de refroidissement: comparé à l'eau, il élimine la chaleur des équipements 50 à 1000 fois pire.
De plus, les unités de refroidissement à air traditionnelles occupent plus d'espace et consomment plus d'énergie. Et cela affecte les factures d'électricité. Par conséquent, dans les salles des machines des centres de données, où la densité des équipements augmente constamment, il devient inutile d'utiliser de l'air pour le refroidissement. Pour cette raison, les ventilateurs du centre de données de la US National Security Agency
ont été remplacés par un système de refroidissement par immersion (nous avons écrit sur d'autres solutions alternatives dans l'un des
articles ).
Vali Sorell, président de Sorell Engineering, une société d'ingénierie du bâtiment et d'ingénierie des services publics, et Mark Hourican, associé directeur chez Syska Hennessy Group, une société de conseil,
pensent que l' industrie des centres de données n'est pas prête à prendre et à abandonner complètement de «investir dans l'air» et passer complètement au refroidissement par eau. Dans ce cas, vous devrez reconstruire complètement toute l'infrastructure du centre de données, ce qui est assez coûteux.
Cependant, les entreprises qui doivent travailler avec de lourdes charges développent et utilisent déjà des systèmes de refroidissement liquide.
À propos des technologies de refroidissement liquide du datacenter
Refroidissement par immersion. L'une des nombreuses technologies de refroidissement liquide est le
refroidissement par immersion (dont nous avons déjà
parlé dans le blog ). La technologie implique l'immersion complète de l'équipement dans un environnement pétrolier spécial. Le principal avantage de la technologie est que l'huile a une conductivité thermique plus élevée que l'air. Cela aide le système à absorber la chaleur plus efficacement et à éliminer l'excès de chaleur.
En 2015, Horizon Computing a introduit le système de refroidissement par immersion: l'entreprise a développé un
boîtier spécial pour serveurs rempli d'huile minérale. La conception de la boîte maintient la température optimale de l'équipement par convection. Un tel «conteneur» est capable de travailler dans la rue sans climatisation, et le faible coût de fabrication et la conception simple de la box vous permettent de l'utiliser sans changer l'infrastructure du centre de données.
Refroidissement liquide indirect. Cette technologie est déjà
utilisée dans les centres de données de Facebook: début juin, la société a démontré comment le nouveau système de refroidissement a rendu les centres de données de Caroline du Nord plus économes en énergie.
Des représentants de Facebook notent que dans certains centres de données, il est impossible d'utiliser le freecooling en raison de conditions environnementales difficiles ou de niveaux élevés de pollution de l'air (par exemple, la Chine est
aux prises avec ce problème). Par conséquent, la société a décidé de développer un système de refroidissement liquide indirect.
Le système
est basé
sur la technologie de refroidissement par évaporation. L'eau du système est refroidie dans un échangeur de chaleur spécial, s'évaporant à travers une couche de membrane spéciale. Ensuite, il refroidit l'air à l'intérieur du centre de données, tout en maintenant la température optimale du serveur (le schéma de la technologie peut être trouvé
dans la publication du blog Facebook ).
Les tests du système
ont montré qu'il peut réduire la consommation d'eau dans le centre de données de 20% (dans les endroits à climat chaud et humide) et de 90% (dans les climats tempérés et froids).
/ photo poolie CCÉchangeurs de chaleur à l'arrière du rack de serveur. Dans ce cas, l'eau réfrigérée s'écoule directement vers le rack de l'équipement, éliminant l'excès de chaleur. Lenovo
utilise cette technologie dans son projet Neptune: 30% des clients de l'entreprise
utilisent déjà des échangeurs de chaleur pour leurs systèmes HPC.
En plus de l'échangeur de chaleur mentionné, le projet Neptune comprend un module de transfert thermique et un système de refroidissement direct à nœud.
Le module
utilise du liquide provenant d'un réservoir absorbant la chaleur pour déplacer l'excès de chaleur du processeur à travers des tubes spéciaux vers la zone contenant de l'air raréfié. Le système a des dimensions compactes, il permet donc de réduire le buzz traditionnel dans la salle des serveurs. Et le système de refroidissement direct
fournit de l'eau froide directement à l'unité et «élimine» l'excès de chaleur des composants clés du système.
L'avenir de la technologie de refroidissement par eau
Selon les experts de l'industrie Sorell et Khuriken, le refroidissement par air cède complètement la place à l'eau lorsqu'elle est totalement non rentable ou impossible à utiliser (par exemple, en raison des limites physiques des centres de données). Cependant, les experts prédisent que la transition ne sera pas unique. Tout d'abord, les technologies hybrides se répandront (par exemple, les systèmes basés sur des
refroidisseurs évaporatifs , comme sur Facebook), puis une transition vers le refroidissement direct avec de l'eau sera effectuée.
Lenovo
espère également que l'utilisation du refroidissement par eau dépassera le cadre des systèmes HPC et deviendra populaire parmi les centres de données conventionnels. Pour cela, l'entreprise s'efforcera de réduire le coût de leur mise en œuvre. Leur objectif est de rendre les systèmes de refroidissement à eau moins chers et plus abordables pour les entreprises ordinaires.
Ressources supplémentaires PS du premier blog IaaS d'entreprise:
PPS Articles liés de notre blog sur Habré:
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