Не так давно для хранения рабочих данных пользователям хватало коробок с несколькими 3,5-дюймовыми флоппи-дисками на своих столах. При таком уровне развития технологий сегодня для хранения данных, необходимых только операционной системе обычного смартфона, потребовалась бы коробка с флоппи-дисками размером с холодильник.
На минувшей неделе в Калифорнии (США) состоялась конференция Data Center Efficiency Summit 2013, которая была организована инициативной группой Silicon Valley Leadership Group. Автором одного из самых интересных докладов, озвученных на мероприятии, стал Генри Коулз из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли. Коулз поведал о весьма позитивном опыте использования системы жидкостного охлаждения серверов в центре обработки данных. Он рассказал о результатах шестимесячного демонстрационного проекта, оборудование для которого было предоставлено среди прочего компаниями Intel, Cisco и Asetek.
Будут ли дата-центры в будущем охлаждаться, а также получать электропитание от жидкого газа? Специалисты компании TeraCool LLC (США, Конкорд, штат Массачусетс) уверяют, что да. Это возможно за счёт размещения ЦОД в непосредственной близости от терминалов со сжиженным природным газом (СПГ). «При этом повышается эффективность как самого центра обработки данных, так и самих терминалов» — говорится в сообщении компании. Хранилища СПГ вырабатывают избыточное количество «холода» и потребляют достаточное количество энергии, чтобы подпитывать дата-центр.
TeraCool разработала метод, который позволит двум индустриям объединится и извлечь из этого прибыль. Компания утверждает, что её подход позволит достичь взаимного энергосбережения, значительно сэкономить денежные средства, а также улучшить такие экологически показатели как: качество воды и воздуха, и снизить количество выбросов углекислого газа. Суть метода заключается в том, что ЦОД и терминалы с СПГ связываются с помощью контура теплопередачи, со стороны ЦОД в контур поступает выработанное тепло, с терминалов — избыток «холода». При этом выработанное тепло от серверов помогает СПГ испаряться, а энергия, высвобождающая во время этого процесса, подпитывает дата-центр энергией.
Более 40% специалистов центров обработки данных не знают о принятой недавно в Евросоюзе директиве, известной как «20-20-20» и санкционирующей переход на возобновляемую энергию.
Директива устанавливает цели, призванные сделать европейскую экономику энергоэффективной и уменьшить выброс углекислого газа. Декларируется, что к 2020 году выброс парниковых газов необходимо снизить по крайней мере на 20% по сравнению с уровнем 1990 года, а 20% потребляемой энергии должно будет поступать из возобновляемых источников. В целом уровень энергопотребления должен уменьшиться как минимум на 20%.
Команда специалистов из Национальной лабораторией возобновляемой энергетики США (National Renewable Energy Laboratory; NREL) вложила все свои знания и наработки в проект нового центра обработки данных для высокопроизводительных вычислений (High Performance Computing; HPC). Новый ЦОД под названием Исследовательский комплекс по интеграции энергосистем (Energy Systems Integration Facility; ESIF) будет использоваться исключительно для исследований в области возобновляемых источников энергии и энергоэффективных технологий. Поэтому ученые постарались сделать его предельно “зеленым”.
По словам ученых, среднегодовая эффективность использования энергии (Power Usage Effectiveness; PUE) нового дата-центра будет составлять 1.06 или даже меньше. Кроме того, ESIF станет первым ЦОД петафлопсного уровня производительности, где будет применяться система жидкостного охлаждения на базе теплой воды. Чтобы добиться столь впечатляющего показателя, NREL тесно сотрудничала с лидерами индустрии ЦОД. Это помогло ученым лучше ориентироваться в быстроразвивающихся технологиях.
Представители компании Asetek сообщили, что ее замкнутая система жидкостного охлаждения уровня сервера ISAC (Inside Server Air Conditioning) была выбрана экспертами Министерства обороны США для использования в рамках программы TROPEC (Transformative Reductions in Operational Energy Consumption). Целью этой инициативы является последовательное повышение энергоэффективности на подконтрольных министерству объектах, таких как центры обработки данных и системы связи. Программа TROPEC проводится совместными усилиями Министерства обороны и Министерства энергетики североамериканского государства.
ISAC знаменует собой следующий виток развития систем жидкостного охлаждения для дата-центров из линейки Asetek RackCDU. В отличие от большей части стандартных продуктов из линейки RackCDU, которые позволяют снизить нагрузку на систему охлаждения дата-центра на 80%, система ISAC полностью устраняет необходимость в активном охлаждении. Она способна отводить 100% тепла от серверов, используя уникальных хладагент собственной разработки. В результате ISAC позволяет инженерам добиться значительного роста экономии электроэнергии и повышенной надежности всей вычислительной системы даже в самых сложных условиях эксплуатации.
Проект в Норвегии для охлаждения серверного оборудования будет использовать холодную воду из соседних фьордов1. Green Mountain Data Center расположен на берегу острова Реннесёй (Rennesoy) в пещерах, вырезанных в горах. Оборудование будет размещаться в подземных залах, которые использовались для хранения боеприпасов НАТО.
Возможность использования фьорда, как недорогого источника холодной воды является одним из основных преимуществ местечка Реннесёй. В систему охлаждения Green Mountain будет поступать вода температурой 8 градусов, что является оптимальным для системы охлаждения ЦОД.
Воздух является неэффективным средством для отвода тепла от серверов. Для его использования в дата-центре требуются значительные капитальные и эксплуатационные затраты. Перемещение воздуха неэффективно и невыгодно с учетом затрачиваемой энергии на перекачку одного кубического метра воздуха, кроме того, около 20% электрической энергии, расходуемой на охлаждение 1U сервера или блейд-сервера, приходится на работу оборудования для перекачки воздуха, которое к тому же является шумным и подвержено различным проблемам.
Сегодня дата-центры охлаждают свои помещения и находящиеся в них сервера при помощи централизованных систем охлаждения, при этом затрачивая лишнюю энергию. Для того, чтобы сделать процесс охлаждения серверов более дешевым, экономичным и экологичным, в Швеции изобрели специальную наножидкость.
В большинстве современных дата-центров и помещений, где установлены многопроцессорные суперкомпьютеры, используются централизованные системы охлаждения, отводящие тепло от горячих электронных устройств. Большинство из таких систем в качестве теплоносителя использует обычную, хоть и специально подготовленную воду, немного реже используются специальные жидкости, имеющие более высокую, чем вода теплоемкость. Ученые из шведского Технологического института (Sweden’s Institute of Technology) разработали на основе нанотехнологий новое решение, наножидкость, которая по своим теплотехническим характеристикам значительно превосходит воду и другие охлаждающие составы.
Корпорация Intel планирует оснастить свои серверные чипы новыми сенсорами, которые помогут операторам дата-центров повысить эффективность систем охлаждения помещений, в следствии чего сократить собственные расходы и продлить срок работы оборудования. Корпорация предлагает оснащать серверы набором сенсоров, которые будут измерять температуру воздуха на входе в сервер и выходе из него. Одновременно с этим они будут изменять силу перемещения воздуха внутри сервера, что также дает возможность судить о качестве охлаждения в дата-центрах.
На сегодня последнее поколение серверных систем Intel уже оснащается сенсорами, измеряющими энергопотребление машин, что важно для плотных серверных систем, работающих в облачной среде.