Проблема охлаждения ЦОД стоит остро ‒ недаром постоянно рождаются новые технологии, призванные справиться с отводами мегаватт тепловой энергии. Активно внедряется жидкостное охлаждение, в том числе, защищённое от протечек. Некоторые компании предлагают даже полностью автоматизированные иммерсионные системы.
Microsoft также внесла свой вклад в решение данной проблемы. Компания недавно запатентовала так называемые ЦОД «высокого давления».
Если верить опубликованному патенту за номером US10426062, новый метод позволяет улучшить охлаждение уже существующей инфраструктуры без установки дополнительных дорогостоящих компонентов.
Суть идеи Microsoft достаточно проста ‒ помещение ЦОД делается герметичным и наполняется газовой смесью под высоким давлением. Повышенное давление означает повышенную плотность, которая влияет на теплоёмкость. В патентной заявке указаны значения от 2 до 5 атмосфер.
Рассмотрена эффективность применения различных газов помимо традиционного воздуха. При давлении 2 атмосферы эффективность воздуха составляет 1,4 от обычной. Переход на углекислый газ позволяет поднять этот показатель до 1,8. А для гексафторида серы (элегаз) этот показатель равен 6,9 — и это при четверти мощности, затрачиваемой вентиляторами систем охлаждения.
Несмотря на наличие фтора в формуле, гексафторид серы является весьма инертным и безопасным для оборудования соединением. При обычных температурах он не реагирует с водой и кислородом, а также с любыми компонентами, которые могут встретиться в серверном оборудовании.
Вещество проверенное, оно давно используется в электротехнике ‒ например, в высоковольтных разрывателях для предотвращения образования дуги. Применяется элегаз и в газовых системах пожаротушения.
Патент Microsoft не углубляется в проблему возможной утечки газа-теплоносителя, однако в нём описана система управления, автоматически отслеживающая давление и состав газа в герметичной серверной. Предусмотрены средства управления и безопасности обслуживающего персонажа ‒ элегаз не токсичен для человека, но для дыхания он всё-таки не годится.
В результате для обслуживания такого ЦОД его атмосферу придётся откачивать и заменять обычным воздухом на всё время нахождения персонала в помещении.
Судя по всему, «газонаполненные ЦОД высокого давления» предназначены для сценариев с минимальным участием человека или там, где такое участие вообще исключено. Так, Project Natick предполагает размещение центров хранения и обработки данных на морском дне. Прототип такой «морской серверной» уже был протестирован в течение 105 дней. Рабочий вариант предусматривает 40-футовый (12,2 метра) цилиндрический контейнер с оборудованием, способный проработать без обслуживания 5 лет.
В таких системах применение гексафторида серы действительно может быть оправданным, но в случае с наземными ЦОД пока неясно, перевесит ли повышенная эффективность охлаждения целый ряд неудобств, связанных с необходимостью поддержания герметичности и обеспечения безопасности персонала.