Veri merkezi su soğutması neden yaygın değildir?

Veri merkezleri hakkında okuduğum ve duyduğumdan, su soğutma kullanan çok fazla sunucu odası yok ve daha büyük veri merkezlerinin hiçbiri su soğutma kullanmıyor (yanlışsam beni düzelt). Ayrıca, su soğutmalı raf sunucuları neredeyse yokken, su soğutması kullanarak sıradan bir PC bileşeni satın almak nispeten kolaydır.

Öte yandan, su kullanmak muhtemelen (IMO):

1. Büyük veri merkezlerinin güç tüketimini, özellikle doğrudan soğutmalı tesisler oluşturmak mümkünse azaltın (yani tesis bir nehir veya deniz kenarında bulunur).

2. Gürültüyü azaltın, insanların veri merkezlerinde çalışmasını daha az acı verici hale getirin.

3. Sunucular için gereken alanı azaltın:

   • Sunucu düzeyinde, hem raf hem de blade sunucularda, su soğutma tüplerini geçirmenin, havanın içeri girmesine izin vermek için boşa harcamaktan daha kolay olduğunu düşünüyorum,
   • Veri merkezi düzeyinde, sunuculara bakım erişimi için sunucular arasındaki geçitleri korumak gerekiyorsa, zeminin altındaki ve hava için kullanılan tavan seviyesindeki boş alan kaldırılabilir.

Peki neden su soğutma sistemleri ne veri merkezi düzeyinde, ne de raf / blade sunucuları düzeyinde yaygın değil?

Çünkü:

• Su soğutması sunucu düzeyinde gereksiz mi?

• Su soğutmalı tesisin doğrudan maliyeti, sıradan bir veri merkezine kıyasla çok mu yüksek?

• Böyle bir sistemi korumak zordur (bir nehirden su kullanan su soğutma sistemini düzenli olarak temizlemek elbette fanları vakumla temizlemekten çok daha karmaşık ve pahalıdır)?

Su + Elektrik = Afet

Su soğutma, hava soğutmasından daha fazla güç yoğunluğu sağlar; bu nedenle ekstra yoğunluğun maliyet tasarrufunu öğrenin (çok fazla yer kısıtlamıyorsanız muhtemelen hiçbiri). Daha sonra bir su felaketi riskinin maliyetini hesaplayın (tesisinizin maliyetini% 1 * deyin). Sonra basit bir risk-ödül karşılaştırması yapın ve çevreniz için anlamlı olup olmadığını görün.

Bu yüzden cevabımı servis bölümlerinde kıracağım:

• Suyun hava ve mineral yağlara karşı fiziksel özellikleri
• Su kullanımının riskleri ve tarihsel kötü deneyimler
• Bir veri merkezini soğutmanın toplam maliyeti
• Klasik sıvı soğutma sistemlerinin zayıflıkları

Suyun diğerlerine göre fiziksel özellikleri

İlk olarak birkaç basit kural:

• Sıvı gazlardan daha fazla ısı taşıyabilir
• Sıvı ekstraktın daha fazla ısı buharlaştırılması (buzdolabında kullanılır)
• Su, tüm sıvıların en iyi soğutma özelliklerine sahiptir.
• Hareketli bir akışkan, hareketli olmayan bir akışkandan daha iyi ısı ekstraktı sağlar
• Türbülanslı akış, hareket ettirmek için daha fazla enerji gerektirir, ancak ısıyı laminer akıştan daha iyi özütler.

Su ve mineral yağı hava ile karşılaştırırsanız (aynı hacim için)

• mineral yağ havadan 1500 kat daha iyidir

• su havadan 3500 kat daha iyidir

• yağ her koşulda kötü bir elektrik iletkendir ve yüksek güç transformatörlerini soğutmak için kullanılır.

• tam tipine bağlı olarak yağ bir çözücüdür ve plastiği çözebilir
• su saf değilse (mineraller içerir ...) iyi bir elektrik iletkenidir aksi takdirde
• su iyi bir elektrolittir. Böylece suyla temas eden metaller belirli koşullar altında çözülebilir.

Şimdi yukarıda söylediklerim hakkında bazı yorumlar: Karşılaştırmalar atmosferik basınçta yapılır. Bu durumda su, işlemciler için maksimum sıcaklığın üzerinde olan 100 ° C'de kaynar. Böylece su ile soğuturken, su sıvı halde kalır. Mineral yağ veya freon (buzdolabında kullanılan) gibi organik bileşiklerle soğutma, bazı uygulamalar için klasik bir soğutma yöntemidir (enerji santralleri, askeri araçlar ...) ancak plastikle doğrudan temas halinde uzun süreli yağ kullanımı hiç yapılmamıştır. BT sektöründe. Bu yüzden sunucu parçalarının güvenilirliği üzerindeki etkisi bilinmemektedir (Green Evolution hakkında bir şey söylemez). Sıvı hareket ettirmek önemlidir. Isıyı gidermek için hareket etmeyen bir sıvı içindeki doğal harekete güvenmek verimsizdir ve borusuz bir sıvıyı doğru şekilde yönlendirmek zordur. Bu nedenlerden dolayı,

Teknik sorunlar

Hava hareketi yapmak kolaydır ve sızıntılar güvenliğe (iyi verimlilik için) bir tehdit değildir. Çok fazla alan gerektirir ve enerji tüketir (masaüstü türünüzün% 15'i hayranlarınıza gider)

Sıvı bir hamle yapmak zordur. Soğutmak istediğiniz her bileşene bağlı borulara, soğutma bloklarına (soğuk plakalar), bir tanka, bir pompaya ve belki de bir filtreye ihtiyacınız vardır. Ayrıca, sıvıyı çıkarmanız gerektiğinden böyle bir sisteme bakım yapmak zordur. Ancak daha az yer ve daha az enerji gerektirir.

Bir başka önemli nokta ise, soğutma fanlı hava tabanlı bir sisteme dayalı anakart, masaüstü ve sunucuların nasıl tasarlanacağı konusunda bir çok araştırma ve standardizasyonun olmasıdır. Ve ortaya çıkan tasarımlar sıvı bazlı sistemler için yeterli değildir. Formfactors.org adresinde daha fazla bilgi

Riskler

• Tasarımınız yetersiz yapılırsa su soğutma sistemleri sızabilir. Isı boruları, sızıntısı olmayan sıvı bazlı bir sisteme iyi bir örnektir ( daha fazla bilgi için buraya bakın )
• Ortak su soğutma sistemleri sadece sıcak bileşeni soğutur ve bu nedenle hala diğer bileşen için hava akışı gerektirir. Yani bir yerine 2 soğutma sisteminiz var ve hava soğutma sisteminizin performansını düşürüyorsunuz.
• Standart tasarımlarda, su sızıntısı metal parçalarla temas ettiğinde çok fazla hasar verme riski taşır.

Uyarılar

• Saf su elektriğin kötü iletkenidir
• Elektronik bileşenlerin neredeyse her kısmı iletken olmayan bir kaplama ile kaplanmıştır. Sadece lehim pedleri değildir. Böylece birkaç damla su zararsız olabilir
• Su riskleri mevcut teknik çözümlerle azaltılabilir

Soğutma havası su (nem) içerme kapasitesini azaltır ve bu nedenle yoğunlaşma riski vardır (elektronikler için kötü). Bu nedenle havayı soğutduğunuzda suyu çıkarmanız gerekir. Bu enerji gerektirir. Bir insan için normal nem seviyesi, nem oranının yaklaşık% 70'i kadardır.

Bir veri merkezinin toplam maliyeti

Bir veri merkezinde soğutma yapmayı düşündüğünüzde, her bölümünü dikkate almanız gerekir:

• Havayı şartlandırma (filtreleme, aşırı nemi giderme, hareket ettirme ...)
• Soğuk ve sıcak hava asla karışmamalıdır aksi takdirde verimliliğinizi düşürürsünüz ve sıcak nokta riski vardır (yeterince soğutulmayan noktalar)
• Isıyı fazladan çıkarmak için bir sisteme ihtiyacınız var veya ısı üretim yoğunluğunu sınırlamanız gerekiyor (raf başına daha az sunucu)
• Odadaki ısıyı gidermek için zaten borularınız olabilir (çatıya taşımak için)

Bir veri merkezinin maliyeti, yoğunluğundan (metrekare başına sunucu sayısı) ve güç tüketiminden kaynaklanır. (diğer bazı faktörler de dikkate alınır, ancak bu tartışma için dikkate alınmaz) Toplam veri merkezi yüzeyi, sunucunun kendileri, soğutma sistemi, yardımcı programlar (elektrik ...) ve servis odaları tarafından kullanılan yüzeye bölünür. Raf başına daha fazla sunucunuz varsa, daha fazla soğutma ve daha fazla soğutma alanı gerekir. Bu, veri merkezinizin gerçek yoğunluğunu sınırlar.

Alışkanlıkları

Bir veri merkezi, çok fazla güvenilirlik gerektiren oldukça karmaşık bir şeydir. Bir veri merkezindeki kesinti nedenlerinin istatistikleri, kesinti süresinin% 80'inin insan hatalarından kaynaklandığını söylüyor.

En iyi güvenilirlik seviyesini elde etmek için birçok prosedüre ve güvenlik önlemine ihtiyacınız vardır. Bu nedenle tarihsel olarak veri merkezlerinde, tüm işlemler hava soğutma sistemleri için yapılır ve veri merkezi veri tabanlarından yasaklanmadığı takdirde su en güvenli kullanımıyla sınırlıdır. Temel olarak, suyun sunucularla temas etmesi imkansızdır.

Şimdiye kadar, hiçbir şirket bu gerçeği değiştirmek için yeterince iyi bir su soğutma çözümü ile gelemedi.

özet

• Teknik olarak su daha iyidir
• Sunucu tasarımı ve veri merkezi tasarımları su soğutmasına uyarlanmamış
• Güncel bakım ve güvenlik prosedürleri sunucular içinde su soğutma kullanımını yasaklamaktadır
• Hiçbir ticari ürün veri merkezlerinde kullanılacak kadar iyi değildir

Birkaç su soğutmalı rafımız var (HP olanlar aslında, hala yapılıp yapılmadığını bilmiyorum) doğrudan su soğutması bu günlerde biraz eski. Çoğu yeni büyük veri merkezi, rafınızı ittiğiniz emme tünelleriyle inşa ediliyor, bu daha sonra ortam havasını içeri çekiyor ve ekipmandan geçerken toplanan ısıyı dışarı atar veya yeniden kullanmak için yakalar. Bu, hiç soğutma olmaması ve büyük miktarlarda enerji, karmaşıklık ve bakım tasarrufu yapması anlamına gelir, ancak sistemleri çok özel raflar / boyutlar ile sınırlandırır ve ön tarafta boş bir raf alanı olmasını gerektirir.

Su evrensel bir çözücüdür. Yeterli zaman verildiğinde, HER ŞEY ile yemek yiyecektir.

Su soğutma ayrıca, postanızda bahsettiğiniz bir veri merkezine hatırı sayılır (ve maliyetli) bir karmaşıklık katacaktır.

Çoğu veri merkezindeki yangın söndürme sistemleri birkaç, çok özel nedenlerden dolayı su içermez, su hasarı birçok durumda yangın hasarından daha büyük olabilir ve veri merkezlerine çalışma süresi (güç için yedek jeneratörlerle vb.) , bu, üzerine su fışkırtmak için bir şeye (yangın durumunda) gücü kesmenin oldukça zor olduğu anlamına gelir.

Veri merkezinizde bir tür karmaşık su soğutma sisteminiz olup olmadığını hayal edebiliyor musunuz, bu bir yangın durumunda hayaleti bırakıyor ?? Amanın.

Bence kısa cevap önemli bir karmaşıklık katıyor. Bu bir uzay meselesi değil.

Başa çıkmak için büyük miktarlarda suyunuz varsa (borular, akış, vb.) Çok fazla risk ekliyorsunuz ... su ve elektrik iyi karışmıyor (ya da nasıl baktığınıza bağlı olarak çok iyi karışıyor) o).

Su ile ilgili diğer bir konu nemdir. Büyük ölçekte, tüm klima sistemlerinizi bir döngü için atacak. Sonra buharlaşmadan kaynaklanan mineral birikimi var ve şüphesiz burada düşünmediğim tonlarca başka şey.

su veri merkezi soğutması için KULLANILMAMALIDIR, ancak elektrikle çok iyi karışan bir mineral yağdır. bkz. http://www.datacenterknowledge.com/archives/2011/04/12/green-revolutions-immersion-cooling-in-action/

çözüm yeni olmasına rağmen, teknoloji oldukça eskidir, ancak mevcut veri merkezlerinde bu tür bir değişiklik yapmak çok zorlaşır, çünkü mevcut rafları yeni tip raflarla değiştirmeniz gerekir ...

Veri merkezlerinde su kullanmamanın en büyük sakıncası, çoğu su soğutma sisteminin ilkel olmasıdır. Hepsi sunucuyu raftaki su kaynağına bağlamak için hızlı bağlantılara ihtiyaç duyar ve bunlar özellikle binlerce DC'de olabileceğinden bir arıza kaynağıdır. Ayrıca sunucuların servisini daha da zorlaştırır ve çoğu durumda hala hayranlara ihtiyacınız vardır. Yani karmaşıklığa katkıda bulunuyorsunuz.

İnsan tarafında, tesis yöneticilerinin çoğu değişime direniyor. Hava soğutması konusunda çok yeteneklidirler ve sıvıya geçmek bu becerileri geçersiz kılar. Ayrıca her tesis OEM, komple bir ürün serisinin yeniden yapılması anlamına geldiği için değişime direnecektir.

Değişim sadece a) daha iyi sıvı soğutma tasarımları ve b) değişimi zorlamaya yönelik mevzuat ile gelir

Yapıyorlar, ancak özel olarak tasarlanmış bileşenlere ihtiyacınız var, OVH (dünyanın en büyük veri merkezi şirketlerinden biri) 10 yıldan fazla bir süredir su soğutma kullanıyor.

Raflarını görebileceğiniz bu bağlantıya göz atın: http://www.youtube.com/watch?v=wrrZxmfevoE

Klasik şirketler için temel sorun, bu teknolojiyi kullanmak için biraz Ar-Ge yapmanız gerektiğidir.

Su soğutmalı dater merkezleri çok verimlidir ve arıtılmış su olması koşuluyla enerji tasarrufu sağlar. ancak yakın temas halindeyken tehlikeler daha fazladır. 1) nem / nem seviyeleri
2) su bilinci Elektrik.

Su aslında kullanılacak en iyi sıvı olmayabilir. Belirtildiği gibi, her şeyi zamanla çözecektir. Elbette suyun soğutma uygulamalarında iyi bir kullanımı vardır, ancak allaround en iyisi değildir. Ancak madeni yağ da devreye girebilir, aynı zamanda seçim için en iyi seçenek değildir.

Sudan farklı olarak aşındırıcı olmayan ve ısı transfer sıvısı olarak kullanılmak üzere özel olarak tasarlanmış özel ısı transfer yağları mevcuttur. Paratherm bunlardan çok daha fazlasını yapar.

Sorun, kapalı devre ısı eşanjörüne kadar olan şeyleri bağlamak olabilir ve biz çok sayıda şeyden bahsediyoruz.

Çözüm zaten yapılmış, ancak elektronik ortamlarda kullanılmıyor ve tarım makinelerinden geliyor. İsmi, hidrolik. Hızlı geçmeli hortum uçları sızdırmazdır, herhangi bir nedenle bağlantısı kesilirse, hem erkek hem de dişi uçtan kendiliğinden kapanırlar. en kötüsü, bağlantı kesildikten sonra 1-2 küçük damlacıktan daha fazla olmayacaktır.

Böylece bu kısmı ortadan kaldırabiliriz. Ancak soğutulması gereken her bir çip / devreye uygun bakır parçaları tasarlamak zorlu bir iştir. Sıvı soğutmada olduğu gibi, aşırı ısıdan kurtulmak için gereken her bir parçanın kapatılması gerekir. Her rafın uygun miktarda sıvı dolaşımına sahip olduğundan emin olmak ve bir arızayı önlemek için nispeten yüksek bir basınç pompası, basınç sensörleri ve redüktörler gerekir. Elektronik kapama vanalarına da ihtiyaç duyulacaktır. İlk etapta farklı niyetler için bile olsa, bu parçalar zaten yapıldığı için bu yeni bir şey değil. Birçok küçük fan yedeklilik avantajına sahiptir, bu nedenle tek noktalı arıza olasılığını önlemek için birden fazla pompa ünitesi istenecektir.

Bunun dışında, gerçek bir kapalı döngü döngüsü ise, büyük miktarda hava yerine düşük viskoziteli bir ısı transfer sıvısının hareket ettirilmesi doğal olarak kendini amorti eder.

Aslında bunu yapmanın birden fazla yolu olurdu. Her şeyden önce klima maliyetleri ve fan işletim maliyetleri azalacaktır. Bu maliyetleri asla küçümsemeyin. Küçük bir fan bile birkaç watt güç alabilir ve fanlar bir süre sonra başarısız olur. Bir hidrolik pompa - bu uygulamadaki düşük basıncı dikkate alarak - çok sayıda fanın yerine 7/24 yıllarca çalışabilir. Bir sonraki adımda, sunucu sınıfı çipler kötüye kullanıma dayanabilir ve masaüstü malzemelerine kıyasla çok yüksek sıcaklıklarda çalışabilir. Yine de onları daha serin tutun ve beklenen ömür daha uzun olacak ve bu şeylerin fiyatı göz önüne alındığında asla göz ardı edilmeyecektir. Artık toz ve nemi önlemek için hava filtrasyonuna gerek yoktur.

Bu faktör, bu tür soğutma teknolojisinin dezavantajlarını çok daha ağır basmaktadır. Ancak, ilk yatırım daha yüksektir. Elbette çözüm daha yüksek yoğunluklu sunucu kurulumları sağlayabilir, ancak şu anda yatırım sadece veri merkezleri tarafından dikkate alınmamaktadır. Mevcut bir soğutma çözümünün yeniden oluşturulması zaman alacaktır ve zaman para demektir. Büyük hacimli soğutuculara gerek duyulmayacağı veya hayranlar olmayacağı için servis de çok kolay olacaktır. Azaltılmış potansiyel arıza noktası sayısı (her bir fan bunlardan biridir) akılda tutulması gereken bir şeydir, ayrıca yedek pompalar operatörlerden herhangi bir etkileşim olmadan devreye girebilir. Ayrıca fanlar da ısıyı kendileri yapıyorlar. Her birinin içinde 20 fan bulunan ve sadece 5 watt'tan fazla güç vermeyen bir ünite düşünün. Sonuç bir şekilde kurtulmak için 100 watt'lık bir ısı daha olacaktır. Pompalar ve tahrik motorları da ısı üretir, ancak raf ünitesinin içinde değil. Daha çok hedef sistemden ayrılmış ve izole edilmiştir. Kısa devre durumunda, güç kaynağı etkin bir eleman kısa devre söz konusu olduğunda, bu tür sıvı soğutma aslında yeterli ısıyı hareket ettirebilir ve bu nedenle yangının yayılma olasılığını azaltabilir. Ateşin yakınında temiz hava taşımak en iyi fikir değildir. Ayrıca plastik parçalar erir ve plastik parçalar yanıcıdır. Isı transfer sıvısı, fanların eriyeceği sıcaklıklarda mutlu bir şekilde çalışacak ve başka bir kısa devre kaynağı için fırsat verecektir. Ayrıca plastik parçalar erir ve plastik parçalar yanıcıdır. Isı transfer sıvısı, fanların eriyeceği sıcaklıklarda mutlu bir şekilde çalışacak ve başka bir kısa devre kaynağı için fırsat verecektir. Ayrıca plastik parçalar erir ve plastik parçalar yanıcıdır. Isı transfer sıvısı, fanların eriyeceği sıcaklıklarda mutlu bir şekilde çalışacak ve başka bir kısa devre kaynağı için fırsat verecektir.

Sıvı soğutma tehlikeli olur mu? Güvenlik açısından küçük fanların yığınlarının çok daha tehlikeli olduğunu düşünüyorum. Yaşam açısından bakıldığında sıvı soğutma çok daha fazla tercih ediliyor. Tek dezavantajı personel eğitimi ve ilk yatırımlardır. Bunun dışında orta vadede bile iyi sonuç veren çok daha uygulanabilir bir çözümdür.

Sadece harika çalışıyor, ancak binlerce makine için pahalı ve zaman alıcı ve çok yer kaplıyor. Artı gerekli değil. Oyun kuleleri birbirine yakın çok paketlenmiş bir yol var. İyi havalandırma ile her şey, neredeyse hiç yapmadıkları% 100 bile çalışan güzel bir 70f hava akışı ile iyi olacak.