Kami akan memberi tahu Anda bagaimana teknologi peralatan pendingin imersi bekerja di pusat data. Mari kita bicara tentang solusi kami, yang dikembangkan bersama dengan anak perusahaan Allied Control, dan berikan contoh cara "cair" lainnya untuk "menurunkan suhu" chip.
/ BitfuryMengapa teknologi pendingin baru dibutuhkan
Menurut majalah Nature, semua pusat data di dunia mengkonsumsi sekitar 200 TWh listrik setiap tahun. Jumlah ini sebanding dengan konsumsi listrik di beberapa
negara , seperti Australia. Pusat data juga merupakan salah satu pencemar lingkungan utama. Mereka menyumbang 0,3% dari emisi CO2 global. Angka itu tampaknya kecil, tetapi jumlah karbon dioksida yang sama "
dihasilkan " oleh pesawat semua maskapai di dunia.
Hampir setengah dari energi yang dikonsumsi oleh pusat data
dihabiskan untuk mendinginkan perangkat keras server. Untuk alasan ini, banyak perusahaan mengembangkan teknologi yang harus mengurangi "konsumsi" listrik dan meningkatkan efisiensi sistem pendingin udara.
Bitfury juga terlibat dalam masalah ini. Bersama dengan anak perusahaan dari Allied Control, kami
menciptakan sistem pendingin rendam dua fase . Ini dirancang untuk bekerja di pusat data yang sangat banyak yang mengkonsumsi listrik dalam jumlah besar selama pemrosesan data dalam jumlah besar (misalnya, pertanian pertambangan).
Sistem ini mengkonsumsi lebih sedikit listrik dan menghabiskan lebih sedikit ruang dibandingkan dengan pendingin udara tradisional untuk mendinginkan udara. Ini disebabkan oleh kenyataan bahwa papan sirkuit tercetak yang dirancang untuk pendinginan dengan metode pencelupan tidak memiliki radiator. Komponen pada mereka dapat ditempatkan lebih padat.
Karena server (dalam kasus kami, chip ASIC) direndam dalam cairan, pusat data menjadi hampir hening. Sistem pendingin seperti itu membantu pusat data menyediakan kondisi kerja yang lebih nyaman bagi karyawan. Pendinginan perendaman telah diterapkan di pusat data kami dengan kapasitas 45 MW di Georgia. Ini adalah salah satu implementasi pendinginan perendaman terbesar saat ini. Kami telah menyiapkan video pendek di mana kami berbicara tentang kemampuan sistem pendingin:
Bagaimana solusinya bekerja
Peralatan server ditempatkan di tangki besar yang mirip dengan akuarium. Mereka diisi dengan cairan khusus
3M Novec 7100 . Itu tidak menghantarkan listrik, tidak terbakar, tidak memancarkan racun, dan tidak membahayakan server. Karena alasan ini, cairan merek 3M juga disebut "air kering".
Pendinginan peralatan
berlangsung dalam dua tahap. Chip memanas dan menghasilkan panas, cairan Novec mendidih dan berubah menjadi uap. Uap naik ke koil kondensor, yang memiliki bentuk pegas koil.
Kemudian fase kedua dimulai - koil (memiliki pendingin air sendiri) mengubah uap menjadi cairan, dan mengalir kembali ke tangki. Proses kondensasi memakan waktu sangat sedikit, karena Novec 7100 hanya mendidih pada 61 ° C. Pendekatan ini menghemat hingga 95% energi dengan kehilangan cairan minimal.
Sistem pendingin baru memungkinkan Anda untuk mengurangi
koefisien PUE dari pusat data menjadi 1,02 dan meningkatkan kepadatan peralatan - tidak ada ruang tambahan yang diperlukan untuk pendinginan pabrik. "Sistem pendingin" itu sendiri menjalankan peran rak dan secara efektif mengatasi daya komputasi 40 megawatt (252 kW per rak) tanpa konsumsi listrik yang berlebihan.
Metode pendinginan alternatif
Seperti yang telah kami katakan, pengembangan sistem pendingin imersi terlibat di banyak perusahaan global. Salah satu teknologi populer adalah merendam peralatan dalam minyak mineral, yang menghilangkan panas berlebih. Misalnya, solusi semacam itu digunakan oleh Pendinginan Revolusi Hijau. Mereka menggunakan campuran transparan minyak mineral
ElectroSafe sebagai cairan transfer panas. Menurut penulis proyek, pendekatan semacam itu seribu kali lebih efisien daripada pendingin udara, dan kapasitas sistem mencapai 100 kW per rak.
Prinsip operasi dari sistem oli mirip dengan yang kami gunakan di Bitfury, hanya untuk menghilangkan panas di sini pompa tambahan diperlukan untuk mentransfer refrigeran (oli lebih kental daripada air). Dalam sistem kami, sirkulasi "air kering" terjadi secara pasif, karena panas yang dihasilkan selama operasi chip ASIC.
Tetapi ada juga pendekatan ketika pusat data dibanjiri seluruhnya, jatuh ke laut. Dalam hal ini, air memasuki radiator pada chip melalui tabung khusus dan menghilangkan panas berlebih. Cairan bekas dikembalikan ke reservoir. Namun, ini tidak menyebabkan kerusakan signifikan pada ekosistem - air di sekitar pusat data yang terendam dipanaskan oleh hanya beberapa ribu derajat Celcius.
Prototipe pertama dari pusat data seperti itu "
dibanjiri " di Samudra Pasifik lima tahun lalu di lepas pantai California. Dia bekerja tanpa henti selama 105 hari. Tahun ini, perusahaan
mengirim ke bawah pusat data eksperimental kedua. Penyelaman terjadi di dekat
Kepulauan Orkney , yang terletak 16 km dari Skotlandia. Menurut rencana, pusat data harus bekerja selama lima tahun. Jika semuanya berjalan dengan baik, pusat data "pertempuran", yang digunakan untuk menyelesaikan masalah nyata, akan tenggelam.
Kelemahan utama dari pendekatan ini adalah sulitnya memperbaiki dan memperbarui infrastruktur. Juga, pusat data seperti itu rentan terhadap korosi dan serangan laut. Tetapi perusahaan sedang bekerja untuk menyelesaikan masalah ini.
Kami yakin bahwa karena kenaikan harga listrik dan kebutuhan untuk memperkenalkan teknologi hijau baru di masa depan, semakin banyak perusahaan akan mulai memperkenalkan sistem pendingin selam. Tren telah diuraikan, dan seiring waktu akan berkembang lebih dan lebih.PS Habrapost pertama kami dalam bahasa Inggris: Bagaimana Exonum Bergeser dari Besi ke Actix-web .