Конференція Високопродуктивні обчислення, Київ, 13-15 жовтня 2014

Центр обробки даних тепло зустрічає систему охолодження на основі мінеральної олії

Якось друг повідомив Крістіану Бесту про систему охолодження, яку збирались встановлювати у Північноамериканському центрі аерокосмічної оборони, де він працював. Проект був настільки неефективним та суперечив здоровому глузду, що Бест одразу почав шукати альтернативи.

Через кілька місяців по тому, під час обіду його осяяла ідея нової системи охолодження ЦОД, яку він одразу ж записав на звороті серветки. Ідея полягала у побудові стійки, яка б містила щільно розміщені комп’ютерні сервери у ванні з циркулюючою мінеральною олією.

«Занурювати комп’ютери у рідину — це не зовсім наш винахід»,— зізнається Бест, директор та засновник Green Revolution Cooling (GRC).— «Люди вже працювали з зануреними електронними схемами протягом 50 років. Як тут не згадати знамениті комп’ютери Cray 70-х та 80-х років».

«Десять років тому всім було байдуже,— пояснює Бест. — Щільність розсіяння енергії була досить малою, вартість обладнання у порівнянні з системою охолодження, була досить великою, та й загальна кількість серверів також була невеликою. Але зараз, організації, які запускають ЦОД, починають будувати спеціалізовані приміщення тільки для того, щоб правильно переміщувати потоки повітря від своїх комп’ютерів. Коли це божевілля скінчиться? Ви не можете просто запихати енергію у ящик та очікувати, що він буде охолоджуватись повітрям, яке у своїй основі — теплоізолятор».

З ростом витрат на енергію та потреб суспільства у продуктивності комп’ютерів і ЦОД, Бест побачив нові можливості для впровадження рідинного охолодження, якщо його можна було б перетворити на інструмент, який би заощаджував витрати ЦОД на охолодження. Бест та інший співзасновник компанії Марк Тлапак сконструювали прототип у гаражі матері Беста, а згодом залучили інвесторів. Прорив у діяльності компанії настав на ISC’09, де рідинну систему охолодження для HPC компанії GRC було названо однією з найбільш прогресивних технологій року. Наступного року вона знову отримала відзнаку.

«Нас відвідало багато людей. Всі хотіли переконатись, що це дійсно працює,— згадує Бест. — Це стало поворотним пунктом, змусило нас працювати інтенсивніше, щоб отримати готовий продукт якомога швидше».

Десь у той час, Бест та Тлапак зустрілись з персоналом Провідного обчислювального центру Техаса (TACC), щоб показати переваги рідинної системи охолодження GRC.

«Один з найбільших проблем при запуску ЦОД великого розміру — це забезпечення живлення та охолодження,— каже Томмі Мін’ярд, директор TACC. ­— З нашим поточним рівнем обчислень, рівень використання енергії у нас приблизно 1,4, тобто нам треба 40% енергії для забезпечення охолодження ЦОД. Повітря — досить малоефективний інструмент для перенесення тепла від процесорів. Ось чому ми зацікавились рідинним охолодженням, яке значно ефективніше виконує свою роботу».

У 2009 компанію GRC було нагороджено спеціальним грантом Національної наукової спілки (NSF) для підтримки розробки системи CarnotJet. У квітні 2010 року GRC встановила цю систему в ЦОД TACC. Через півтора роки співробітництва результати перевершили всі очікування. Відповідно до вимірювань, нова система використовувала 3-5 ват на охолодження на кожні 100 ват енергії, яку використовував сервер. Більше того, рідинна система охолодження показала зменшення загального споживання енергії на 40% у порівнянні з системою повітряного охолодження, незважаючи на те, що вона була встановлена у закритому приміщенні з температурою повітря більше 35 ⁰C.

«Ми змогли зекономити всю енергію, яку мали,— каже Бест. — Ми отримали ефективність на довгий час, показали, що система охолодження споживає 3-5% від енергії комп’ютерних систем. Це неймовірний рівень ефективності, особливо якщо ви врахуєте, що сам комп’ютер споживає на 10-15% менше. Додаткова економія з’явилась від того, що енергія витрачалась на внутрішні вентилятори, які стали непотрібними».

У майбутньому, з ростом щільності та потужності ЦОД, рідинні системи охолодження можуть стати необхідністю.

«Ми хочемо розмістити у стійці 100 кіловат, або навіть більше. Ми розуміємо, що звичайні методи охолодження вже не працюють у таких масштабах»,— каже Мін’ярд.

GRC — це не єдина компанія, яка досліджує альтернативні технології охолодження. ЦОД проводять різні експерименти, наприклад, охолодження безпосередньо компонентів комп’ютера. Але рішення GRC швидко набирають обертів.

Лише через кілька років після запуску, GRC встановила системи у наукових центрах, нафтових компаніях та великих банках світу. У березні 2012 року GRC встановить рідинну систему у п’яти кластерах з Top100 по всьому світу. Компанія продовжує спільну роботу з TACC. На останній конференції ISC’11 був представлений постер з результатами дворічної співпраці.

«ЦОД — це не тільки кремній. Зменшення обсягу інфраструктури, на мою думку, дозволить вченим нарощувати обчислювальну потужність, і, як наслідок, дасть можливість досягти кращих і швидших результатів»,— заявив Бест.

ЦОД споживають 2% від загальної кількості електроенергії у США, і ця цифра збільшується. «Якщо усі ЦОД зможуть зменшити споживання енергії навіть у тих межах, які ми можемо забезпечити, я думаю, світ значно зміниться»,— вірить Бест.

Інтерв'ю Крістіана Беста:

Інсталяція CarnotJet Four Rack:

Обслуговування зануреного обчислювального вузла:

Фотогалерея

Центр обробки даних тепло зустрічає систему охолодження на основі мінеральної оліїЦентр обробки даних тепло зустрічає систему охолодження на основі мінеральної оліїЦентр обробки даних тепло зустрічає систему охолодження на основі мінеральної оліїЦентр обробки даних тепло зустрічає систему охолодження на основі мінеральної оліїЦентр обробки даних тепло зустрічає систему охолодження на основі мінеральної оліїЦентр обробки даних тепло зустрічає систему охолодження на основі мінеральної олії

Теги: Green, HPC, ISC, охолодження, технології, ЦОД

Матеріали за темою:

Коментарі