Zalety chłodzenia cieczą

Zdaniem specjalistów starannie zaprojektowane systemy chłodzenia powietrzem umożliwiają efektywne chłodzenie szaf stelażowych generujących maksymalnie do ok. 25 kW mocy. Dalsze zwiększenie gęstości upakowania sprzętu, a w efekcie gęstości energii, którą trzeba odprowadzić, powoduje, że klasyczne metody chłodzenia przestają się sprawdzać.

Zwiększanie wydajności wentylatorów powoduje wzrost zużycia przez nie energii proporcjonalny do trzeciej potęgi. Inaczej mówiąc, jeśli ich prędkość obrotowa zostanie zwiększona o 10% to zużycie energii wzrośnie o 33%. A według Green Revolution Cooling, producenta systemów chłodzenia cieczą CarnotJet System, w porównaniu do klasycznych systemów chłodzenia powietrzem, umożliwia on zmniejszenie zużycia energii przez system klimatyzacji o 90-95%.

Różne architektury

System chłodzenia cieczą to z reguły firmowe rozwiązanie jednego producenta, choć często wykorzystujące technologie i elementy opracowane przez inne firmy. Pod względem architektury można wymienić kilka różnych koncepcji tego typu rozwiązań znajdujących zastosowanie w centrach danych:

• Modułowe systemy składające się z jednostek chłodzących - umieszczanych jako dodatkowy element między szafami stelażowymi lub na ich górnej części - które umożliwiają lokalne chłodzenie gorącego powietrza wewnątrz szafy. Niektóre rozwiązania pozwalają na bardziej precyzyjne reagowanie na zmiany obciążenia mniejszych elementów, pojedynczych serwerów lub obudów kasetowych.

• Szafy wyposażone w tylne obudowy chłodzone cieczą.

• Firmowe szafy stelażowe lub obudowy kasetowe wyposażone w zintegrowane systemy zasilania i chłodzenia.

• Inne systemy o unikalnej firmowej architekturze oraz serwery specjalnie przystosowane do bezpośredniego chłodzenia procesorów i innych elementów znajdujących się na płycie głównej.

Pod względem konstrukcji stosowane są rozwiązania, które można określić jako hybrydowe, gdzie chłodzenie cieczą współpracuje ze standardowymi wentylatorami i powoduje lokalne zmniejszanie temperatury pompowanego powietrza. Pod względem energooszczędności jest to rozwiązanie mniej efektywne, ale uniwersalne, ponieważ nie wymaga modyfikacji serwerów lub pamięci masowych.

W bardziej zaawansowanych systemach możliwe jest zastosowanie dodatkowych elementów pozwalających na bezpośrednie chłodzenie procesorów, dysków, przełączników itd. Powoduje to niestety wzrost skomplikowania architektury oraz kosztów wdrożenia. Ale system taki ma wysoką efektywność. Pozwala na całkowite wyeliminowanie wentylatorów, a jak wynika z testów przeprowadzonych przez IBM (System p575), pozwala na schłodzenie superkomputera generującego nawet do 85 kW mocy.

W przypadku serwerów, systemy chłodzenia wykorzystujące ciecz były od dawna stosowane na przykład w komputerach typu mainframe oferowanych przez IBM lub superkomputerach Cray. A obecnie, według Gartnera, przynajmniej 20% korporacji już wykorzystuje takie systemy przynajmniej w niektórych szafach stelażowych o dużej gęstości upakowanych elementów.

Niektóre firmy wykorzystują chłodzenie cieczą na skalę masową. Dobrym przykładem może być OVH, jeden z największych w Europie dostawców usług hostingowych. Firma ma w swoich centrach przetwarzania danych ok. 100 tysięcy serwerów, które są bezpośrednio chłodzone cieczą. Zarówno system chłodzenia, jak i konstrukcja serwerów są oryginalnym projektem opracowanym przez inżynierów z OVH. Wykorzystując standardowe elementy, firma produkuje serwery na swoje potrzeby, co ma ekonomiczne uzasadnienie, bo przy 3-letnim cyklu życia tych urządzeń musi ona produkować i instalować nawet 200 nowych komputerów dziennie.