Technology

26_AylesIceShelfOffshore30May2006Vincent3_420px
Forrás: -

Olajfürdőben hűsölő számítógépek

Mivel a számítógépek hűtése az egyik legnagyobb áramfogyasztási tételt jelenti az adatközpontokban, nem csoda, hogy sorozatosan jelennek meg az újabb és újabb megoldások.

 

Meglepő látvány fogadja az embert, ha besétál a Texas Advanced Computing Center (TACC), vagy éppen a svájci CSCS adatközpontjába. Nem szép hosszú sorokban álló szervereket lát, hanem nagy kádakat, színültig halványzöldesen csillogó olajjal, az olaj felszíne alatt pedig a működő számítógépeket. A Green Revolution Cooling (GRC) nevű cég CarnotJet megoldását nem azért alkalmazzák, hogy jobb legyen a ventilátorok kenése: az olajfürdő a hűtést szolgálja.

 

Lemerítve

 

Elsőre őrült ötletnek tűnik, hogy fogjunk egy egész szerverszekrényt, fordítsuk a hátára, majd szépen eresszük bele egy olajjal teli kádba. Ám ha jobban belegondolunk, van az ötletben ráció, sőt az ötlet nem is annyira új. Az ipar régóta alkalmazza, és nem véletlenül. Kiváló a hővezető képessége: adott térfogatú olaj 1200-szor (!) több hőt tud elnyelni, mint ugyanannyi levegő; még a víznél is sokkal hatékonyabb. Nem kell belőle sok, és viszonylag lassan elég keringtetni, hogy elvezesse a keletkezett hőt.


 

 

Az olajmerítéses technológia ráadásul nem is annyira bonyolult, mint azt gondolnánk. Természetesen nem lehet akármilyen olajat használni: a GRC GreenDEF nevű, áramot nem vezető fehér ásványi olaja alacsony viszkozitású, víztiszta anyag. A cég honlapja szerint az anyag leginkább az illatosító nélküli babaolajra hasonlít.

 

A szervereket csak kismértékben kell átalakítani, hogy alkalmasak legyenek az olajfürdőre. A tápegységek és a szerverház ventilátorait ki kell szerelni: egyrészt feleslegessé válnak, másrészt rontaná a hűtés hatékonyságát, ha maguk kavarnák az olajat. (A felügyeleti szoftverbe is be kell avatkozni annyira, hogy ne tekintse végzetes hibának a ventilátorok hiányát.) Szigetelt tokba kell zárni a merevlemezeket, illetve a processzoroknál alkalmazott szabványos hőelvezető pasztát kell kicserélni olyanra, amit nem old az olaj, és már merülhet is a számítógép. A TACC illetékese szerint egy-egy szerver felkészítése legfeljebb negyedórát vett igénybe. Az egyszerűségből következik az is, hogy gyakorlatilag bármilyen gyártmányú szervert át lehet alakítani olajhűtésesre.

 

 

Olcsóbban megúszható

 

Kiépítése után a CarnotJet jóval kisebb energiát igényel, mint a hagyományos hűtési megoldások. Ennek egyik oka, hogy jobb hőelvezető képessége miatt nem kell annyira lehűteni, mint a levegőt. Az olaj már 40 fokos hőmérsékleten is kellő hűtést ad, míg a szervertermekbe befújt levegőt általában 24 fokosra szokták lehűteni (amihez 7 fokos hűtőközegre van szükség). Ugyancsak jelentősen (10-25 százalékkal) csökkenti az áramfelhasználást, hogy nincs szükség ventilátorokra a szerverekben.

 

Gyártója szerint az újonnan épített adatközpontban alkalmazva az olajhűtő olcsóbban kiépíthető, mint a hagyományos megoldások. Nem kell teljes hűtési láncot kiépíteni, elhagyhatók a teremből a levegő keringtetésére szolgáló ventilátorok, nem kell álpadló vagy álmennyezet a csövek elvezetésére, és a hűtési rendszer kisebb energiaigénye miatt a szünetmentes tápegységet és a generátort is kisebbre lehet méretezni. (A felmelegedett olaj hűtésére ugyanakkor kell valamilyen hűtőrendszer.)

 

További előny, hogy a nagyobb hűtési teljesítmény nagyobb szerversűrűséget tesz lehetővé. Egy szabványos, 42U méretű számítógépszekrénybe akár 100 kilowattnyi kapacitás is beépíthető – hagyományos álpadlós hűtési megoldással ennek a hőnek legfeljebb a fele-harmada távolítható el.

 

Nem várt előnyöket is tapasztaltak a CarnotJet felhasználói. Paradox módon egyszerűbb az esetleges tűz eloltása: mivel a tartályokat lefedik, a tűzoltásra használt folyadék nem tesz kárt a szerverekben. Ventilátorok hiányában a teljes zajszint is jóval alacsonyabb lehet. De persze a tradicionális megoldások is folyamatosan fejlődnek.

 

A hideg- és a melegfolyosó szétválasztása már régi technológia: a sorba helyezett szerverek előterébe nyomják a hideg levegőt, amit a számítógépek ventilátorai beszívnak, majd a felmelegedett levegőt hátrafújják, ahonnan kivezetik a termen kívülre, és újra lehűtve visszafújják.

 

 

Célzottan hűtve

 

Újabban azok a megoldások terjednek, amelyek nem az egész szervertermet igyekeznek hűteni, hanem a „forró” pontokra koncentrálnak, és vagy a szerversorokat, vagy kimondottan az egyes szerverszekrényeket hűtik. Előbbi esetben a hűtőrendszer az egyes sorok között (a melegfolyosó alatt vagy fölött) helyezkedik el, a második változatban pedig a szekrény már a hűtőegységet is tartalmazza. Ez nagyobb hűtési teljesítményt tesz lehetővé, mint a „soros”, cserébe különleges, ezért drágább szerverszekrényt igényel; ugyanakkor a szerver gyakorlatilag bárhol elhelyezhető, nem kell különösebben figyelni a környezet hőmérsékletére. A soros hűtés előnye, hogy meglévő adatközpontokba is felszerelhető (például a mennyezetre).

 

Az újítások másik nagy csoportja a felmelegedett levegő lehűtésének újféle módozatait célozza.

 

Bízzuk a természetre!

 

A hagyományos megoldásoknál a meleg levegőt kivezetik a szerverteremből, ahol hűtött vizet (vagy más folyadékot) keringtető berendezésekben lehűtik. Az egyik lehetséges alternatíva, hogy a levegőt vízpárával hűtik, hasonlóan a nagy hőségben a köztereken felállított berendezésekhez: a ventilátorba vezetett víz apró cseppekre bomlik, majd elpárologva hűti a környezetét.

 

Egy másik, mindinkább előtérbe kerülő megoldás a szabadtéri hideg levegő hasznosítása. Ezt lehet úgy, hogy a zárt rendszerben keringő vizet (folyadékot) vezetik ki a szabadba, illetve úgy is, hogy magát a külső levegőt vezetik be a szerverterembe. A megoldás előnyei és hátrányai is nyilvánvalóak: ha a vizet a természet energiájával hűtjük, kevesebb áramra lesz szükség, de a dolog csak akkor működik, ha kint hideg van, tehát továbbra is szükség lesz kiegészítő hűtésre.

 

Ez áthidalható az adatközpont helyének jó megválasztásával. Nemrég derült ki például, hogy a Facebook a következő óriási szerverfarmját Svédországban, az északi sarkkörtől 100 kilométerre délre építi ki.