नई लहर: क्यों डेटा सेंटर में पानी ठंडा लोकप्रियता प्राप्त कर रहा है

स्ट्रैटिस्टिक्स एमआरसी के पूर्वानुमानों के अनुसार, 2023 तक डेटा सेंटर में वाटर-कूलिंग प्रौद्योगिकियों के लिए बाजार $ 4.55 बिलियन तक पहुंच जाएगा। कटौती के तहत, हम इस तरह के विकास की बढ़ती मांग के कारणों को समझते हैं और इस क्षेत्र में विकसित होने वाली तकनीकों के बारे में बात करते हैं।


/ फोटो रॉल्फ ब्रिंक सीसी / विसर्जन शीतलन प्रणाली

बाजार की वृद्धि के कारणों में से एक संसाधित डेटा की मात्रा में वृद्धि है। आईडीसी के शोध के अनुसार , 2025 तक, मानवता द्वारा उत्पन्न आंकड़ों की मात्रा 163 zettabytes होगी। डेटा वॉल्यूम की वृद्धि के साथ, डेटा केंद्रों में सर्वर पर लोड भी बढ़ रहा है, विशेष रूप से उन में जो उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग (एचपीओ) में लगे हुए हैं। इस तरह के सिस्टम को ठंडा करने के लिए पारंपरिक वायु प्रतिष्ठान अब पर्याप्त नहीं हैं।

उदाहरण के लिए, Google टेंसर प्रोसेसर (टीपीयू) को ठंडा करने के लिए, जिसे टेन्सरफ्लो द्वारा तेज किया जाता है, आईटी दिग्गज को पहली बार पानी का उपयोग करना पड़ा । इस तथ्य के कारण कि नई पीढ़ी के प्रोसेसर (टीपीयू 3.0) इसकी शक्ति और उच्च बिजली की खपत से प्रतिष्ठित हैं , हवा ठंडा करना उनके लिए अनुपयुक्त हो गया।

वायु शीतलन क्यों जल शीतलन से हीन है

क्लियोसेरा, एक विश्लेषणात्मक कंपनी में सेवा निदेशक क्लाइव लॉन्गबॉटम, ध्यान दें कि हवा एक शीतलक के रूप में इतनी अच्छी नहीं है: पानी की तुलना में, यह 50 से 1000 गुना बदतर उपकरणों से गर्मी को हटा देता है।

इसके अलावा, पारंपरिक वायु शीतलन इकाइयां अधिक स्थान लेती हैं और अधिक ऊर्जा की खपत करती हैं। और इससे बिजली के बिल प्रभावित होते हैं। इसलिए, डेटा केंद्रों के मशीन कमरों में, जहां उपकरणों का घनत्व लगातार बढ़ रहा है, शीतलन के लिए हवा का उपयोग करना लाभहीन हो जाता है। इस कारण से, यूएस नेशनल सिक्योरिटी एजेंसी के डेटा सेंटर में प्रशंसकों को एक विसर्जन शीतलन प्रणाली द्वारा बदल दिया गया था (हमने एक पोस्ट में अन्य वैकल्पिक समाधानों के बारे में लिखा था)।

डेटा इंजीनियरिंग और यूटिलिटीज इंजीनियरिंग कंपनी सोरेल इंजीनियरिंग के अध्यक्ष वेली सोरेल और परामर्श कंपनी के सिस्का हेनेसी ग्रुप के मैनेजिंग पार्टनर मार्क ऑवरिकन का कहना है कि डेटा सेंटर उद्योग लेने और पूरी तरह से छोड़ने के लिए तैयार नहीं है। "हवा में निवेश" से और पूरी तरह से पानी ठंडा करने के लिए स्विच। इस मामले में, आपको पूरे डेटा सेंटर इन्फ्रास्ट्रक्चर का पूरी तरह से पुनर्निर्माण करना होगा, जो काफी महंगा है।

हालांकि, जिन कंपनियों को भारी भार के साथ काम करना है, वे पहले से ही तरल शीतलन प्रणाली का विकास और उपयोग कर रहे हैं।

डेटा सेंटर तरल शीतलन प्रौद्योगिकियों के बारे में

विसर्जन शीतलक। कई तरल शीतलन प्रौद्योगिकियों में से एक है विसर्जन शीतलन (जो हमने पहले ही ब्लॉग में बात की थी )। प्रौद्योगिकी में एक विशेष तेल वातावरण में उपकरणों का पूर्ण विसर्जन शामिल है। तकनीक का मुख्य लाभ यह है कि तेल में हवा की तुलना में अधिक तापीय चालकता होती है। यह प्रणाली को अधिक कुशलता से गर्मी को अवशोषित करने और अतिरिक्त गर्मी को हटाने में मदद करता है।

2015 में, क्षितिज कम्प्यूटिंग ने विसर्जन शीतलन के लिए सिस्टम पेश किया: कंपनी ने उन सर्वरों के लिए एक विशेष बॉक्स विकसित किया जो खनिज तेल से भरा है। बॉक्स का डिज़ाइन संवहन द्वारा उपकरणों के इष्टतम तापमान को बनाए रखता है। ऐसा "कंटेनर" एयर कंडीशनिंग के बिना सड़क पर काम करने में सक्षम है, और निर्माण की कम लागत और बॉक्स का सरल डिजाइन आपको डेटा सेंटर के बुनियादी ढांचे को बदलने के बिना इसका उपयोग करने की अनुमति देता है।

अप्रत्यक्ष तरल ठंडा। यह तकनीक पहले से ही फेसबुक डेटा सेंटरों में इस्तेमाल की जा रही है : जून की शुरुआत में, कंपनी ने बताया कि कैसे नए कूलिंग सिस्टम ने नॉर्थ कैरोलिना डेटा सेंटर को अधिक ऊर्जा कुशल बनाया।

फेसबुक के प्रतिनिधियों ने ध्यान दिया कि कुछ डेटा केंद्रों में कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों या वायु प्रदूषण के उच्च स्तर के कारण फ्रीकॉलिंग का उपयोग करना असंभव है (उदाहरण के लिए, चीन इस समस्या से जूझ रहा है)। इसलिए, कंपनी ने एक अप्रत्यक्ष तरल शीतलन प्रणाली विकसित करने का निर्णय लिया।

प्रणाली बाष्पीकरणीय शीतलन प्रौद्योगिकी पर आधारित है। सिस्टम के लिए पानी को एक विशेष झिल्ली परत के माध्यम से वाष्पित करते हुए, एक विशेष हीट एक्सचेंजर में ठंडा किया जाता है। तब यह डेटा सेंटर के अंदर हवा को ठंडा करता है, जबकि इष्टतम सर्वर तापमान को बनाए रखता है (प्रौद्योगिकी की योजना फेसबुक ब्लॉग से पोस्ट में पाई जा सकती है)।

प्रणाली के परीक्षण से पता चला कि यह डेटा केंद्र में पानी की खपत को 20% (गर्म और आर्द्र जलवायु वाले स्थानों में) और 90% (समशीतोष्ण और ठंडी जलवायु में) तक कम कर सकता है।


/ फोटो पूली सीसी

सर्वर रैक के पीछे हीट एक्सचेंजर्स। इस मामले में, ठंडा पानी सीधे उपकरण रैक में बह जाता है, जिससे अतिरिक्त गर्मी निकल जाती है। लेनोवो अपने नेप्च्यून प्रोजेक्ट में इस तकनीक का उपयोग करता है : कंपनी के 30% ग्राहक पहले से ही अपने एचपीसी सिस्टम के लिए हीट एक्सचेंजर्स का उपयोग करते हैं।

उल्लिखित हीट एक्सचेंजर के अलावा, नेप्च्यून परियोजना में एक थर्मल ट्रांसफर मॉड्यूल और एक डायरेक्ट टू नोड कूलिंग सिस्टम शामिल है।

मॉड्यूल विशेष ट्यूब से दुर्लभ हवा के साथ क्षेत्र में प्रोसेसर से अतिरिक्त गर्मी को स्थानांतरित करने के लिए एक गर्मी-अवशोषित टैंक से तरल का उपयोग करता है । सिस्टम आकार में कॉम्पैक्ट है, इसलिए यह आपको सर्वर रूम में पारंपरिक चर्चा को कम करने की अनुमति देता है। और प्रत्यक्ष शीतलन प्रणाली ठंडे पानी को सीधे यूनिट में पहुंचाती है और सिस्टम के प्रमुख घटकों से अतिरिक्त गर्मी को "हटा" देती है।

जल शीतलन प्रौद्योगिकी का भविष्य

उद्योग के विशेषज्ञों सोरेल और खुरिकेन के अनुसार, एयर कूलिंग पूरी तरह से पानी के लिए रास्ता दे देगा जब यह पूरी तरह से लाभहीन या उपयोग करने में असंभव है (उदाहरण के लिए, डेटा केंद्रों की भौतिक सीमाओं के कारण)। हालांकि, विशेषज्ञों का अनुमान है कि संक्रमण एक बार नहीं होगा। सबसे पहले, हाइब्रिड प्रौद्योगिकियां फैलेंगी (उदाहरण के लिए, बाष्पीकरणीय कूलर पर आधारित प्रणालियां, जैसा कि फेसबुक पर है), और फिर पानी से सीधे ठंडा करने के लिए एक संक्रमण किया जाएगा।

लेनोवो को भी उम्मीद है कि वॉटर कूलिंग का उपयोग एचपीसी-सिस्टम के दायरे से परे होगा और पारंपरिक डेटा केंद्रों के बीच लोकप्रिय होगा। इसके लिए, कंपनी उनके कार्यान्वयन की लागत को कम करने के लिए काम करेगी। उनका लक्ष्य साधारण कंपनियों के लिए पानी की शीतलन प्रणाली को सस्ता और अधिक सस्ता बनाना है।

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