Ни для кого не секрет, что дата-центры являются одними из крупнейших потребителей электроэнергии во всем мире. Подсчитано, что на долю индустрии центров обработки данных приходится 1-1,5% мирового потребления электроэнергии. Ожидается, что эта статистика будет только увеличиваться по мере внедрения облачных сервисов, передовых вычислений, интернета вещей, искусственного интеллекта (ИИ) и других технологий цифровой трансформации. Повышение эффективности технологий будет компенсироваться только постоянно растущими объемами вычислений и хранилищ, необходимыми для удовлетворения потребностей потребителей и бизнеса.
Кроме того, требования к плотности мощности центров обработки данных продолжают расти год от года. Средняя плотность мощности стойки в настоящее время составляет около 7 кВт, и нередко плотность стойки достигает 15-16 кВт на стойку. Благодаря высокопроизводительным вычислениям плотность мощности может достигать 100 кВт на стойку. Возникает вопрос: что означают увеличение плотности мощности и сокращение занимаемой площади для охлаждения центров обработки данных? Как это влияет на эффективность энергопотребления ? Что делают владельцы и операторы центров обработки данных для борьбы с изменениями клиентского спроса в своих объектах?
В этой статье мы рассмотрим существующие системы и методы охлаждения оборудования центров обработки данных, а также будущие технологии охлаждения. Мы рассмотрим различные компоненты охлаждения центра обработки данных, а также затраты и потенциальную экономию средств.
Современные Системы и Методы Охлаждения ЦОД
Калиброванное векторное охлаждение (CVC)
CVC — это технология охлаждения центров обработки данных, разработанная специально для серверов высокой плотности. Он оптимизирует путь воздушного потока через оборудование, позволяя системе охлаждения более эффективно обрабатывать тепло, что позволяет увеличить количество печатных плат на серверное шасси.
Водяное охлаждение
Водяное охлаждение — это система охлаждения центров обработки данных, обычно используемая в центрах обработки данных среднего и большого размера, которая использует воду для охлаждения подаваемого воздуха. Вода подается с помощью холодильной установки, расположенной на объекте.
Изоляция холодного прохода/горячего прохода
Изоляция холодных и горячих проходов — это распространенная форма развертывания серверных стоек в центрах обработки данных, в которой используются чередующиеся ряды «холодных проходов» и «горячих проходов». Холодный проход имеет воздухозаборники холодного воздуха в передней части стеллажей, в то время как горячие проходы состоят из воздухозаборников в задней части стеллажей.
Кондиционер для компьютерной комнаты
Блоки CRAC, являющиеся одной из наиболее распространенных функций любого центра обработки данных, чрезвычайно похожи на обычные кондиционеры, приводимые в действие компрессором, который пропускает воздух через охлаждающий блок, заполненный хладагентом. Они довольно неэффективны с точки зрения энергопотребления, однако само оборудование сравнительно недорогое.
Свободное Охлаждение
Любая система охлаждения центра обработки данных, которая использует внешнюю атмосферу для подачи более холодного воздуха на серверы вместо постоянного охлаждения одного и того же воздуха. Несмотря на то, что это может быть реализовано только в определенных климатических условиях, это очень энергоэффективная форма охлаждения сервера.
Фальшпол
Фальшпол — это каркас, который поднимает пол центра обработки данных над бетонным перекрытием здания. Пространство между ними используется для труб водяного охлаждения или для улучшения воздушного потока. Хотя силовые и сетевые кабели иногда также проходят через это пространство, новые конструкции охлаждения центров обработки данных и лучшие практики размещают эти провода под потолком.
Будущие системы и технологии охлаждения
Хотя технология воздушного охлаждения значительно улучшилась за прошедшие годы, она по-прежнему ограничена фундаментальными проблемами. Помимо значительных затрат на электроэнергию, системы кондиционирования воздуха занимают много места в центре обработки данных. Они также выделяют влагу в герметичные помещения и печально известны механическими повреждениями.
До недавнего времени у центров обработки данных не было другого выбора для удовлетворения своих потребностей в охлаждении. Благодаря множеству новых технологий и методов жидкостного охлаждения центры обработки данных начинают экспериментировать с новыми методами решения своих задач в области охлаждения.
Технологии жидкостного охлаждения
В то время как ранние версии систем жидкостного охлаждения были сложными, грязными и очень дорогими, последнее поколение обеспечивает повышенную эффективность и эффективность охлаждения. В отличие от воздушного охлаждения, которое требует много энергии и приводит к попаданию загрязняющих веществ и конденсата в центр обработки данных, система жидкостного охлаждения является более чистой, масштабируемой и целенаправленной.
Погружное охлаждение
Погружные системы предполагают погружение самого оборудования в ванну с непроводящей, негорючей диэлектрической жидкостью. Как жидкость, так и оборудование находятся в герметичном корпусе. Диэлектрическая жидкость поглощает тепло гораздо эффективнее, чем воздух, и когда нагретая вода превращается в пар, она конденсируется и попадает обратно в жидкость, способствуя охлаждению.
Хотя внедрение системы повышения эффективности центров обработки данных поначалу действительно может быть дорогостоящим, тематические исследования показали, что в конечном итоге они могут сэкономить миллионы долларов на эксплуатационных расходах центров обработки данных в долгосрочной перспективе.
