Servidores Triton do projeto Dell e seus sistemas de refrigeração

Os engenheiros de data center sabem que o líquido é um método mais eficiente de equipamento de refrigeração que o ar. Esta solução é muito popular e está em demanda no campo de supercomputadores para chips de refrigeração e não apenas. Mas, como a tecnologia não pára e a densidade de componentes nas plataformas de servidor convencionais está crescendo - essa tecnologia começou a ser usada em data centers convencionais. Ele usa a gigante do comércio eletrônico do eBay .



O desenvolvimento foi realizado pela divisão Extreme Scale Infrastructure (ESI) da corporação americana Dell , que atua na fabricação de equipamentos personalizados para os maiores datacenters do mundo. Um deles foi o desenvolvimento exclusivo de um sistema de refrigeração líquida (LLS) para hardware de servidor do Ebay.



No LSS, o elemento principal é a água. Vale ressaltar que o sistema Dell tem suas vantagens: transfere a água diretamente das torres de resfriamento do data center para os trocadores de calor em cada chip dentro do chassi dos sistemas de servidor. O projeto não fornece os blocos de distribuição central do fluido de trabalho, que, via de regra, estão localizados entre a torre de resfriamento e os racks de servidor em supercomputadores e data centers de refrigeração por líquido. Outra característica do projeto, codinome "Projeto Triton", é o uso de água mais quente em comparação com um sistema de resfriamento líquido convencional.



O sistema desenvolvido pela Dell já é usado em um data center do Ebay, onde a temperatura da água de entrada atinge 33 graus Celsius. Esse não é o limite para os sistemas de refrigeração e, no momento, os trocadores de calor usam água em processadores quentes que operam em velocidades de clock muito altas e são caracterizados pelo aumento da dissipação de calor. Se o Project Triton fosse usado em conjunto com processadores de baixa potência, a temperatura da água fornecida poderia atingir 60 graus Celsius.

Os processadores EBay precisam de um resfriamento mais eficiente, pois fornecem uma versão modificada dos chips da família Intel Xeon E5 v4. Cada chip na versão básica inclui 22 núcleos físicos e pode executar simultaneamente até 44 fluxos de instruções. O cache é de 2,5 MB por núcleo, ou seja, até 55 MB no total. Dependendo do número de núcleos, o TDP varia de 55 a 145 watts. Nos equipamentos Broadwell-EP, é possível observar até 40 linhas PCI-Express e um controlador DDR4 de quatro canais. Os processadores serão projetados para serem instalados no soquete Socket R3. Além disso, os engenheiros do eBay e da Intel modificaram os chips e agora podem operar com maior frequência. Por analogia, a Intel desenvolve chips para outros data centers hiperescalados, como o Facebook e a Amazon, há vários anos.



O sistema Project Triton abrange não apenas o LSS de circuito único. É uma solução montada em rack: ou seja, todos os componentes que compõem o rack (incluindo trocadores de calor, PDUs e servidores) são projetados integralmente como um sistema único. Os engenheiros da Dell usam uma abordagem semelhante ao desenvolver soluções especializadas para centros de dados grandes demais.

Os comerciantes de equipamentos de data center tradicionalmente se concentram no desenvolvimento de produtos autossuficientes individuais - não importa se são servidores, sistemas de armazenamento ou comutadores de rede. Ao criar uma solução montada em rack, você pode usar com mais eficiência os valiosos recursos da fonte de alimentação e sistema de refrigeração, bem como espaço em rack e conexões de rede. Os recursos listados podem ser divididos de maneira mais racional entre nós de computação para aumentar a eficiência geral do data center.

O Project Triton usa um rack de servidor de 21 polegadas de largura, muito semelhante ao rack desenvolvido pelos engenheiros do Facebook como parte da iniciativa Open Compute Project. A água no sistema circula através de tubos de cobre conectados a trocadores de calor acima dos processadores dentro de cada gabinete do servidor. A ausência de distribuidores adicionais do fluido de trabalho e bombas permite alcançar um consumo de energia muito baixo. A taxa de eficiência energética (PUE) em um data center com o Project Triton é de apenas 1,03 (de acordo com a Dell).



Segundo a Dell, o Project Triton usa 97% menos energia para resfriar servidores em comparação com o sistema médio de refrigeração de ar do data center. Além disso, a novidade consome até 62% menos eletricidade do que a solução de computação de alto desempenho resfriada a água Apollo 8000 da concorrente HPE (Hewlett Packard Enterprise), sobre a qual ele escreveu anteriormente neste artigo.

Para proteger os operadores do data center do possível vazamento de água para outros eletrônicos, os engenheiros da Dell testaram as juntas de alta pressão dos tubos usando simulação. Assim, a pressão no tubo sobe para 350 PSI (durante operação normal, a pressão da água nos tubos quando a alimentação é de 70 PSI). Além disso, cada elemento no rack do servidor e no próprio servidor é equipado com mecanismos adicionais de detecção de vazamentos e dispositivos de desligamento de emergência. Os engenheiros da Dell também usam rolhas herméticas para eliminar a entrada de fluido nos componentes elétricos do servidor usando a tecnologia do exército.

Source: https://habr.com/ru/post/pt395261/