ЦОДы неизбежно сталкиваются с необходимостью увеличивать объемы потребления энергии. И это абсолютно закономерно, ведь количество совершаемых операций в секунду с появлением 5G интернета, искусственного интеллекта, повышенных требований к скорости и качеству обработки данных только растет.
Перед производителями ЦОДов лежат 2 очевидных пути: увеличение энергоэффективности внутри дата-центра или использование альтернативных источников энергии, которые не наносят вреда нашей планете. В поисках современных решений ответственные производители повторно используют тепло, вырабатываемое оборудованием внутри ЦОДов, перенаправляя его для нужд близлежащих населенных пунктов. Распространенной стала и технология фрикулинга. Используя естественное охлаждения серверных систем, она существенно экономит энергопотребление ЦОДа.
Дата-центры начали расти в высоту, экономя полезную площадь, и в то же время они производят больше тепла в том же пространстве, что вызывает необходимость более эффективного теплоотведения и охлаждения.
Крупнейшие ЦОДы в мире экспериментируют в поисках более совершенной системы охлаждения. И у них есть на то веские причины. Например, ежедневное потребление энергии дата-центром Google составляет 260 млн Вт, что сопоставимо с потребностью 200 тыс. частных домов. Примерно половину расходов на содержания такого огромного ЦОДа идет на питание охлаждающих систем.
Чтобы сократить подобные расходы, крупнейшие корпорации тестируют различные системы охлаждения внутри своих ЦОДов. Так Google опустил свой дата-центр в толщу вод океана, чем существенно сократил затраты на охлаждение. Однако такая система имеет недостаток: изолированность и труднодоступность в случае поломки внутреннего оборудования.
Охлаждая помещение внутри ЦОДа всего на 1 градус, владелец дата-центра тратит на 4% больше энергоресурсов. Согласитесь, ощутимые затраты!
Жидкостное охлаждение
Идеи и разработки в области жидкостного охлаждения являются следующим этапом улучшения энергоэффективности ЦОД. В 2023 году глобальный рынок систем жидкостного охлаждения вырос на 17% и составил $3,87 млрд согласно обзору Market Research Future.
Мы уже рассказывали о “зеленых стартапах”, в поисках лучших решений разработчики расположили ЦОД даже на Луне. В то же самое время в качестве альтернативы системе вентиляции воздуха внутри ЦОДов появились идеи иммерсионного и внутричипового охлаждения. При иммерсионном охлаждении сервера погружают в диэлектрическую жидкость, а в случае внутричипового охлаждения охлаждающая жидкость циркулирует по пластинам, прикрепленным к чипу. Шведский стартап удивил простым и эффективным решением использования металлической пены, которая способна улучшить теплообмен систем жидкостного охлаждения на 90%. Благодаря пористой структуре металлической пены, жидкость проходит сквозь нее, словно через губку, быстрее охлаждая чипы изнутри.
Благодаря высоким теплообменным свойствам такой пены энергии на охлаждение систем понадобится на 10-20% меньше.
Углеродный след
На работу ЦОДов влияют различные нормативные акты, принятые на международном уровне. Именно они регламентируют уровень энергоэффективности и выбросов вредных веществ в окружающую среду. Жидкостное охлаждение не только сокращает углеродный след от ЦОДов, но и снижает уровень шума, открывая более широкие возможности для размещения дата-центра.
Если использование “зеленой энергетики” является дорогим удовольствием и доступно крупнейшим ЦОДам, то переход на жидкостное охлаждение является экономически целесообразным шагом.
Несмотря на доступность и экономичность жидкостного охлаждения, есть ряд ограничений, которые становятся серьезными препятствиями для массового внедрения технологии:
Физические ограничения. При жидкостном охлаждении емкости для погружения в диэлектрическую жидкость серверов открываются только сверху, что делает масштабирование трудно достижимым.
Стоимость развертывания. Модернизация существующих систем более трудоемка, чем разработка и проектирования нового ЦОДа.
Ресурсный дефицит. В засушливых местах развертывания ЦОДа с жидкостным охлаждением экономически и экологически нецелесообразно.
Альтернативные методы
По-прежнему одним из самых бюджетных решений для крупных ЦОДов является локализация нового дата-центра в холодных регионах. Такая практика есть и у российских дата-центров. Расположение в холодных зонах позволяет не только сократить затраты на охлаждение, но и способствует развитию ИТ-инфраструктуры дальневосточного региона.
Современные ЦОДы сложно представить без систем изоляции коридоров, которые существенно экономят энергопотребление на системах кондиционирования.Такое решение популярно как для новых дата-центров, так и для модернизации действующих. ART Engineering имеет большой опыт в разработке и установке систем изоляции горячих и холодных коридоров. Делимся интересными проектами в подборке “Кейсы, обзоры компании ART Engineering”.
Еще одним альтернативным способом сократить затраты является адиабатическое охлаждение ЦОДа, особенно это актуально в пустыне. Про него мы рассказывали в статье. Тут напомним, что принцип такого охлаждения состоит в том, что с помощью воздуха, подаваемого маломощным вентилятором на орошаемые поверхности, испаряется часть воды. Полученный воздух становится намного холоднее подаваемого в вентилятор.
Не стоит забывать про модели искусственного интеллекта, которые работают для оптимизации всех систем ЦОДа. Собирая, оптимизируя и прогнозируя данные о температуре и давлении, модель способна предпринимать конкретные действия для обеспечения требуемых температурных порогов.
Система охлаждения ЦОДа активно развивается, тестируются различные способы увеличения энергоэффективности и снижения затрат энергии на содержание дата-центра. Несмотря на сложности, с которыми сталкиваются разработчики, комплексный подход к системе охлаждения дата-центра позволит достичь максимальных результатов этой области.
Сейчас команда ART Engineering ведет разработку инновационного мобильного ЦОДа ART Mobile DLC. Мобильный дата-центр рассчитан на 6 стоек общей IT нагрузкой 300 кВт, размещаемых в одном модуле. Если данное решение может быть Вам интересно, мы с радостью обсудим его применение в вашем проекте. Связаться с нами, можно оставив заявку на нашем сайте.
