1. Переваги і недоліки розміщення серверів в рідини
2. Успіхи різних компаній в області охолодження серверів в рідини
3. перспективи
4. Охолодження в рідини в цифрах
5. Економія понад 60% коштів при будівництві:
6. Економія понад 50% коштів при експлуатації:
7. Від «підводних» серверів до ПК, охолоджуваних рідиною, або як створити робочу станцію в рідини в домашніх...

Зрозуміло, що все вже в курсі, що це не фотошоп а цілком собі доступна для кожного фішка - засунути системник комп'ютера в рідину. З одного боку збільшити охолодження, а взагалі напевно просто для краси і приколу. Але ось я як то не задавався питанням, а які рідини для цього використовують?

Давайте дізнаємося і це ...

Ось перше відразу ж спливає така версія для цієї теми як «суха вода». Ця речовина було розроблено в США в 2004 році з чисто практичними цілями. І якби не його незвичайні властивості в поєднанні зі схожістю зі звичайною водою, напевно, ніхто, крім фахівців, і не дізнався б про нього.

Загадкова рідина без кольору і запаху, так схожа на воду, зацікавила багатьох.

Адже суха вода:

• не проводить електрику;
• кипить при температурі 49 ° C;
• не змочується поверхні.

На практиці це означає, що якщо опустити в неї мобільний телефон (планшет, включений в розетку монітор), він буде спокійно працювати. Аркуш паперу, поміщений в цю воду, не намокне, а чорний - не распливутся. Цукор і сіль в цій «воді» не розчиняються. Зробити чай або каву на неї теж не вийде. У киплячу суху воду можна спокійно опустити руку - це ще один ефектний фокус.

Може здатися, що суха вода - це просто інгредієнт для фокусів і приколів, і ніякої практичної користі від неї немає. Але все якраз навпаки. Ця речовина розроблялося для вирішення дуже серйозних завдань. І, якщо ще раз подивитися його властивості, можна навіть здогадатися, з якими саме.

Суха вода була створена для систем автоматичного пожежогасіння. Ті, хто хоча б раз стикався з наслідками гасіння навіть невеликого загоряння, обов'язково оцінять переваги сухої води.

Уявіть собі, що в офісі спрацювала система пожежогасіння. Вогнище спалаху загасили, але якою ціною! Важлива документація безнадійно зіпсована, офісна техніка, залита водою і піною, не працює, а меблі простіше замінити, ніж приводити в порядок.

Адже пожежа може трапитися будь-де, наприклад, в бібліотеці або музеї, великому дата-центрі або на телестанції, або в будь-якому іншому місці, де багато дорогої апаратури, важливих документів, безцінних творів мистецтва. Уявляєте, які втрати допомагає запобігти суха вода!

У цьому відеоролику можна побачити, як суха вода використовується за прямим призначенням.

Строго кажучи, суха вода - це зовсім не вода. Формула сухий води CF3CF2C (O) CF (CF3) 2. Можна прочитати це як перфтор (етил-ізопропілкетон) або не ламати мову і використовувати її офіційна назва - Novec 1230. У молекулі цієї речовини, як видно з формули, немає атомів водню. Цим можна пояснити незвичайні властивості цієї речовини.

Виробники називають Novec 1230 огнетушащим газом нового покоління. А якщо газ, то чому він рідкий? А чому ми і ні? Рідкий газ в запальничках або балонах нікого не дивує. Просто в газоподібний стан він переходить лише за певних умов (температурі або тиску).

Для людини ця речовина безпечно. Правда, під безпекою для людини виробники мали на увазі, що ця речовина не токсична, що не випалює кисень в приміщенні, і не робить негативного впливу на очі і легені.

Але пити суху воду все ж не варто.

Чи можна виготовити суху воду в домашніх умовах? Практично однозначно - ні.

Може бути, вийде хоча б купити суху воду? В принципі так. Газові системи пожежогасіння використовуються в США практично повсюдно. Ні, не в кожній квартирі або будинку, оскільки для приватних осіб ці системи все ж занадто дорогими, а в великих установах і фірмах. У Росії такі системи використовуються рідше. Але тим не менше, продаються і самі системи, і всі їхні компоненти. Тільки не в магазинах фокусів, а в спеціалізованих компаніях, які пропонують системи протипожежної безпеки.

Газові системи пожежогасіння придумані давно. Але раніше в них використовувався небезпечний для людини вуглекислий газ, потім - шкідливі для навколишнього середовища хладони.

У 1993 році, коли хладон 114 був заборонений, співробітники американської компанії 3M, яка спеціалізується на розробці систем протипожежної безпеки, приступили до пошуку нового речовини, безпечного для навколишнього середовища і людини.

Novec 1230 був представлений публіці лише в 2004 році. Але чекати його появи 11 років, безумовно, варто було. Його називають найчистішим газом в історії людства. Безпечний для навколишнього середовища, людини, техніки і документів, цей газ виконує свою роботу ідеально.

Але все так в акваріуми її заливати напевно не зовсім дешево та й температура кипіння і посилене випаровування не віщують нічого доброго.

А які ще варіанти?

Ну ось наприклад «рідкий парафін» або по простому - мінеральне масло.

Мінеральне масло (Paraffinum Liquidum) - це безбарвна і не має запаху субстанція, яка дійсне є похідним нафти. До мінеральних масел (вуглеводнів) відносяться:

• Paraffin - парафін
• Vaseline - вазелін
• Ceresin - церезин
• Petrolatum - вазелін
• C13-14 isoparaffin і C13-16 isoparaffin - ізопарафінов
• Microcrystalline wax - мікрокристалічний віск

Мінеральне масло буває двох категорій: технічне і косметичний. Косметичне мінеральне масло, на відміну від технічного, проходить багатоступеневу очистку від шкідливих домішок, які найчастіше і є причиною проблем зі шкірою. На основі косметичного мінерального масла створюється косметика всіх сортів і видів, а також аптечні мазі.

А ось тут навіть ентузіасти занурюють системник в соняшникову олію

Тепер ось ще така цікава стаття з habrahabr.ru

У цій статті ми розглянемо можливість, переваги і недоліки розміщення серверів в рідини і обговоримо можливі проблеми експлуатації. Покажемо, як це все може виглядати на практиці і реально працювати. А також обговоримо питання, чому в серверах можуть або не можуть плавати риби :)

Довгий час втрати енергії і витрати на охолодження при експлуатації серверів не давали спокою багатьом, в тому числі і нам, так як кількість використовуваних нашими абонентами серверів постійно стрімко зростає, ми все більше замислюємося про створення власного центру обробки даних (Цода) в доступному для огляду майбутньому. І коли понад половини енергії, споживаної всім ЦОДом, витрачається на охолодження повітрям, завдяки якому можна не більше ніж з коефіцієнтом ефективності 1.7 відвести тепло, що виділяється від устаткування, вільно не вільно задаєшся питанням, а як можна підвищити ефективність охолодження і мінімізувати втрати енергії?

З курсу фізики відомо, що повітря - вкрай неефективний провідник тепла, так як його теплопровідність в 25 разів нижче теплопровідності води. Він скоріше більш придатний для теплоізоляції, ніж для відводу тепла. А ще у нього дуже невелика теплоємність, а значить, що його постійно потрібно інтенсивно перемішувати і поставляти великими обсягами для охолодження. Інша справа - вода і рідини. Саме їх використовують в системах охлаждениях Цодов у вигляді теплообмінника, щоб підвищити загальний коефіцієнт ефективності, проте безпосередньо з серверами рідини не контактують, тільки через повітряний прошарок і / або радіатор (для охолодження чіпсета наприклад), що дозволяє підвищити мехніческій коефіцієнт ефективності системи охолодження ( mPUE) до 1.2 або навіть до 1.15 при використанні зовнішнього середовища з метою охолодження.

Але як охолодити сервер найбільш ефективно? Вихід тільки один - помістити його повністю в рідину (зрозуміло діелектірік), бажано з якомога більшою теплопровідністю і теплоємністю, яка не буде негативного впливу на компоненти сервера. І таким діелектриком може бути мінеральне масло. Ідея, на жаль і на щастя, виявилася не нова - її вже кілька років розробляють і реалізують кілька компаній в різних варіаціях і з різною ефективністю. Сучасні технології дозволяють побудувати «підводний» Дата Центр! Але які переваги і недоліки цього рішення?

Переваги і недоліки розміщення серверів в рідини

Охолодження в рідини вже зараз економить до 95 відсотків електроенергії, яка зазвичай використовується для охолодження в Дата Центрах і, як наслідок, до 50% всієї енергії, яку споживає Дата Центр.

Система охолодження в рідині дозволяє заощадити до 60% коштів при будівництві Дата Центру, так як немає необхідності в закупівлі дорогих чиллерів, HVAC (heating ventilation air cooling) систем, будівництві холодних / гарячих коридорів, застосуванні фальшпідлоги і т.п.

SSD-диски можуть бути занурені в охолоджуючу рідину, зрозуміло зберігши при цьому працездатність :), без будь-яких модифікацій, як в іншому і інші стандартні компонуються серверів, за винятком жорстких дисків. Для жорстких дисків буде потрібно використання додаткових пристосувань, адже вони не будуть здатні ефективно обертатися в рідини.

Так як охолоджуюча рідина є діелектриком (не проводить електрику) - немає необхідності сушити сервери і осушувати всю систему для проведення робіт в шафі або з конкретним сервером. Проте ця рідина повинна бути не токсична, без запаху (з мінімальним випаровуванням) і не бути агресивною по відношенню до компонентів сервера, до прикладу не розчиняти гумову ізоляцію проводів і т.п. Підбір правильного і ефективного мінерального масла - не просте завдання. Для завдання охолодження в рідині підійде далеко не кожне мінеральне масло. І в залежності від обраного масла ми отримаємо різну допустиму потужність обладнання в 42-юнітовом шафі, тепло з якого система здатна відвести.

Якщо ж говорити про ефективність охолодження в рідині в цілому, то система дозволяє досягти PUE 1.03. Але як таке можливо, запитаєте Ви, якщо застосування мінерального масла для охолодження дозволяє заощадити тільки 95% енерегіі? За рахунок чого ми можемо отримати додаткову ефективність в 2%?

Відповідь тут проста, охолодження в рідині дозволяє заощадити енергію, яку споживають сервери, за рахунок того, що в них більше немає потреби ставити кулер для охолодження, а також за рахунок того, що зменшується витік струмів з чіпів, так як вони надійно ізолліровани і працюють при постійній температурі (зміна температури сприяє витоку струмів). І як наслідок ми економимо на системі охолодження, так як вона тепер може займати менший обсяг, адже їй необхідно відводити вже менше тепла. Це і дає виграш тих заповітних 2 відсотків на охолодженні, але ми отримуємо не тільки це. Самі сервери починають витрачати енергії на 10-20 відсотків менше, ніж сервери з іншим охолодженням. PUE всього Дата Центру зростає.

Успіхи різних компаній в області охолодження серверів в рідини

Мінеральне масло здатне ефективно захищати від корозії і пилу, завдяки тому, що на відміну від повітря не містить в собі води і кисню, продовжити термін експлуатації обладнання. Воно не токсичне і не має запаху, а значить практично не випаровується. Але воно буває різної ефективності і підбір правильного мінерального масла - справжнє мистецтво.

Різні компанії давно займаються цими питаннями впритул і мають різні успіхи завдяки застосуванню різних мінеральних масел, створюють власні «ноу-хау». Приблизно місяць тому Intel і SGI анонсували «новина», що здатні завдяки застосуванню мінерального масла і власної розробленої системи охолодження на його основі, яка передбачає експлуатацію серверів в рідини, знизити температуру води у з шафи в кілька десятків кіловат і навіть більше. Але у них все ще є проблеми, особливо в їхньому повідомленні згадується, що звичайні оптичні кабелі в їх мінеральному маслі працювати швидше за все не зможуть, з якої причини на жаль не вказано, мабуть масло агресивна для них. Рішення далеко від комерційної експлуатації.

Інша ж компанія, GRC, вже давно використовує набагато більш ефективне мінеральне масло, пропонує готове комерційне рішення і не має подібних проблем, давно не публікує це, як «новина», при цьому за їхніми словами вони здатні відвести тепла з шафи до 100 кВатт і більше, а значить значно перевершили успіхи Intel! Так що потрібно більш критично ставиться до всієї інформації з новин. Якщо одна компанія заявляє про «ноу-хау», то це зовсім не означає, що інша вже не придумала краще, деякі просто можуть знаходиться на початку свого шляху в новому для них напрямку :) Як згадувалося вище, Intel ще дуже далека від комерційної експлуатації цього рішення, але без неї в кінцевому підсумку рішення будь-якої компанії не обійдеться.

перспективи

На сьогоднішніх материнських платах схеми викладені на «величезній» відстані один від одного, щоб максимізувати розсіювання тепла для використання в якості охолоджувача повітря, який є страшенно не ефективним охолоджувачем. Завдяки охолодженню в рідини можна почати виробництво серверів з більш щільно упакованими схемами, які враховують роботу в рідини і властивість відведення тепла рідиною, адже рідина має не тільки більш високу теплопровідність, ніж повітря, а набагато більш високу теплоємність. Найефективніші на сьогоднішній день мінеральні масла мають теплоємність, яка перевершує теплоємність повітря більш, ніж в 1200 разів!

Це все дозволяє не тільки значно ефективніше відводити тепло, але і в разі зупинки системи охолодження отримати набагато більше часу на її ремонт до переходу роботи в критичний стан через зростання температури, так як властивості рідини (велика теплоємність і щільність) дозволяють поглинути набагато більше тепла, при цьому рідина не стає перегрітої сама, тим самим відсувається поріг «критичного перегріву» в часі.

Дуже великі перспективи відкриваються і для суперкомп'ютерів, що працюють в рідини, економія енергії і площ при експлуатації високопродуктивного обладнання - колосальний.

Швидше за все в майбутньому не залишиться обчислювального і серверного устаткування, яке змогло б працювати без занурення в рідину. Переваги величезні, недоліків практично немає, хіба що шафи тепер потрібно мати у своєму розпорядженні не вертикально, а горизонтально, що трохи незвично. Завдяки цьому можна збільшити «щільність» обладнання в Дата Центрі, а також забезпечити додатковий рівень безпеки. Якщо раптом Дата Центр буде затоплений водою в результаті стихійного лиха - вода не матиме впливу на сервери, так як вони вже занурені в рідину, нехай і з іншою густиною, але при цьому надійно герметизовані в шафах.

Охолодження в рідини в цифрах

Економія понад 60% коштів при будівництві:

- немає необхідності в закупівлі дорогих чиллерів, HVAC (heating ventilation air cooling) систем;
- немає необхідності в будівництві холодних / гарячих коридорів, застосуванні фальшпідлоги;
- зменшується кількість генераторів, батарей систем безперебійного живлення (UPS) на N юнітів обладнання, за рахунок зниження споживання - - енерегіі цим обладнанням при роботі в рідини;
- вартість інфраструктури в розрахунку на Ватт нижче на 73%, ніж при будівництві Цода з повітряним охолодженням, і на 55%, якщо ЦОД використовує зовнішнє середовище для охолодження;
- вартість інфраструктури в розрахунку на сервер дає виграш в 86 і 70 відсотків відповідно.

Економія понад 50% коштів при експлуатації:

- обладнання, перебуваючи в рідині, споживає на 10-20% енергії менше, в залежності від типу, за рахунок відсутності кулер і втрат струмів з чіпів, завдяки їх знаходження в діелектірке і забезпечення їх постійної температури;
- 90-95% енергії зберігається завдяки охолодженню серверів в рідини і відсутності великогабаритних систем охолодження в ЦОДі, так як тепер тепло від шафи з серверами в мінеральному маслі можна ефективно відвести застосувавши випарну охолоджуючу вежу (ніякої механіки, тільки випаровування води) або за допомогою контуру з холодною водою;
- немає витрат пов'язаних з амортизацією звичайних систем охолодження, витрати на системи енергозабезпечення значно скорочуються в перерахунку на N юнітів, завдяки тому, що потрібно утримувати менше батарей UPS в тому числі;
мінеральне масло практично вічно, його не потрібно міняти і майже не потрібно додавати (за винятком випадків витоку), на відміну від інших охолоджувачів в ЦОДах;
- якщо в середньому сервером споживається близько 230-270 Ватт потужності і 50-170 Ватт на охолодження, в залежності від застосовуваного методу охолодження, то використання охолодження в рідині знижує середнє споживання енергії сервером до 210 Ватт, а енергія необхідна на його охолодження становить близько 10 Ватт!

Можна відвесті понад 100кВатт тепла від Занурення в мінеральне масло шафи на 42 юніті! А також значно знизити витрати на серверне обладнання, до 50% на різні комплектуючі, а все тому, що тепер постійна температура експлуатації приблизно на 20 градусів нижче, ніж в повітряному середовищі, є можливість застосовувати без побоювань навіть декстопние комплектуючі, так як вони працюють при набагато більш низьких температурах.

Від «підводних» серверів до ПК, охолоджуваних рідиною, або як створити робочу станцію в рідини в домашніх умовах

Звичайно ця ідея не отримала і не отримає такого широкого застосування на ринку персональних комп'ютерів, просто тому, що більшість вже давно перейшло на ноутбуки та інші гаджети, домашні робочі станції в корпусі «tower» використовують найчастіше тільки професіонали, так як їм необхідна велика продуктивність і відведення великої кількості тепла. Ось для них занурення їх безцінного заліза в рідину може стати дуже корисним!

Виявляється реалізувати це в домашніх умовах не складно і можливо, причому було зроблено вже багатьма любителями модінга і досить давно. Деякі компанії навіть пропонують придбати готове рішення , На основі мінерального масла «Crystal Plus 70T», яке є у вільному продажу і за словами експериментаторів ідеально підходить для цього завдання, має теплоємність в 750 разів вище, ніж у повітря і щільність нижчу, ніж у води.

Перемішування рідини може здійснюватися завдяки пропускання повітря через мінеральне масло або навіть звичайному комп'ютерному Куллер, який в мінеральному маслі обертається само собою набагато повільніше, ніж в повітрі, проте зберігає свою працездатність. На питання про те, що робити з парами води, які будуть потрапляти в мінеральне масло при пропущенні повітря з метою перемішування, розробники відповідають, що завдяки різної щільності (більша у води), вода буде накопичуватися в самому низу «акваріума», де не знаходиться будь-яких електричних компонентів, проте вони ще не бачили, щоб в процесі тривалої експлуатації з'являлося хоча б мізерну кількість води, інакше б резервуар почав нагадувати «лава-лампу».

Згадаймо ще що-небудь цікавого з технологій і хімії з фізикою: ось наприклад багато сперечаються, Чому Всесвіт втратила літій? , А ось були такі Радієві Дівчата і корпорація «Американський Радій» і напевно Всі хотіли такого вчителя хімії? Дізнайтеся ще Саме смердюче речовина в світі и Історію створення та перші досліди застосування отруйних газів Оригінал статті находится на сайті ІнфоГлаз.рф Посилання на агентство статтю, з якої Зроблено ця копія - http://infoglaz.ru/?p=72575