Menu
IMMERSTECH предлагает рынку передовые решения по однофазному погружному охлаждению серверов и облачным вычислениям на базе иммерсионных ЦОД. Наш многолетний опыт работы в этой сфере подтверждает эффективность данных решений.
Чем больше вы узнаете о нас и о технологиях иммерсионного охлаждения в целом, тем более очевидными станут преимущества подобных решений и потенциал экономии сил и средств на IT-инфраструктуре – именно поэтому мы решили во всех подробностях рассказать о наших технологиях на этой странице.
Информация с каждым годом становится все более важной частью жизни людей. Количество тепла, выделяемого электроникой, также неуклонно растет, а традиционные системы охлаждения зачастую уже не могут с ним справиться – как результат, профильные компании понимают, что надо что-то менять, но часто не понимают что конкретно и как это можно сделать.
Более того, задачи следующего поколения, такие как искусственный интеллект (ИИ), Интернет вещей (IoT и IIoT), дополненная реальность (AR) и машинное обучение (ML), приобретают все большую значимость и требуют применения все более сложных и энергозатратных процессоров и графических ускорителей.
Сфера граничных вычислений, в свою очередь, требует решений позволяющих совершать быстрое развёртывание ресурсов в отдаленных, нередко достаточно суровых условиях.
Из-за этой, ни на секунду не прекращающейся, гонки центры обработки данных (ЦОД) стали ключевыми объектами многих организаций. Вместе с тем они также стали предметом озабоченности, поскольку сотни и тысячи современных CPU и GPU производят беспрецедентное количество тепла работая на грани своих возможностей, и становится все очевиднее, что, полагаясь на классическую инфраструктуру центров обработки данных, невозможно эффективно решать современные задачи.
Простое масштабирование все той же инфраструктуры не приведет ни к чему, кроме как к еще большему увеличению затрат. К тому же специалистам в данной сфере очевидно, что прежде, чем им удастся достичь требуемых объемов оборудования и плотности его расположения, электроэнергия и свободное пространство просто закончатся.
Традиционные системы охлаждения уже не тянут современных запросов – это факт.
Их конечно можно пытаться доработать и адаптировать для решения некоторых проблем ЦОДов в части плотности размещения оборудования и генерации тепла, но очевидно, что в определенный момент применение старых технологий для решения новых проблем просто напросто теряет смысл.
Еще с 1920-х годов основным способом охлаждения помещений и зданий является обычное кондиционирование воздуха, поэтому довольно долгое время было принято считать, что и для охлаждения центров обработки данных тоже лучше всего подходит обычный кондиционер, просто размером побольше. Но времена изменились: за последние десятилетия ЦОДы стали ощутимо больше нагреваться и предел возможностей воздушного охлаждения стал очевиден всем игрокам рынка.
Воздух плохо передает тепло, и это факт.
Если раньше, при невысокой плотности оборудования и сравнительно небольшом объеме графических ускорителей, кондиционеры вполне справлялись со своей задачей, то сейчас, при значительном повышении плотности мощности оборудования их эффективность сильно снизилась.
Наконец, во многом в силу необходимости, появилось иммерсионное жидкостное охлаждение.
За последнюю четверть с лишним века охлаждение центров обработки данных эволюционировало от незамысловатых систем, едва ли более сложных, чем бытовые кондиционеры, до продвинутых технологий с применением жидких теплоносителей. По мере того, как плотность оборудования росла, эти теплоносителей все больше приближались непосредственно к источнику тепла – чипу.
Рассмотрим такое значение как PUE (от англ. Power Usage Effectiveness) – это коэффициент который определяется как соотношение полной электрической энергии, потребляемой центром обработки данных, к той энергии, которая расходуется непосредственно ИТ-оборудованием. Идеальный PUE в самом идеальном сценарии имел бы значение 1,0. Это бы значило, что вся электроэнергия, поступающая в ЦОД, уходит на питание IT-оборудования внутри него, а энергия на охлаждение этого оборудования равна нулю.
Приведем пример. Если центр обработки данных получает из электросети мощность 2 МВт, а до ИТ-оборудования доходит только 1 МВт, значит, коэффициент PUE этого объекта будет равен 2. Если удастся снизить «накладные расходы» и довести до ИТ-оборудования 1,5 МВт, то PUE снизится до 1,33 (2/1,5=1,33). Чем меньше значение PUE, тем эффективнее используется электроэнергия.
Ниже приведена динамика данного коэффициента с 70-х годов по сегодняшний день.
Очевидно, что эпоха воздушного охлаждения закончилась, однако, как видно на графике, не все виды жидкостного охлаждения одинаково эффективны.
Ниже приведена сравнительная таблица различных типов охлаждения серверов, так или иначе использующих жидкость в качестве теплоносителя:
Иммерсионное (погружное, от англ. immerse) охлаждение по праву можно назвать самым простым и умным решением – оно охлаждает оборудование за счет полного погружения всех компонентов сервера в циркулирующую не проводящую электрической ток охлаждающую жидкость. Иммерсия позволяет охлаждать компоненты крайне эффективно и имеет практически неограниченный запас мощности для охлаждения.
Около 10–15 лет назад операторы ЦОДов начали осознавать, что эффективность рассеяния тепла воздухом не безгранична. Поэтому началась разработка жидких теплоносителей, которые имеют значительно более высокую теплопроводность, нежели воздух. Мы, в свою очередь, предложили рынку собственную разработку – экологически безопасную диэлектрическую жидкость IMMERSTECH CRYSTALFLOW DIELECTRICTM, которая проводит тепло в 1200 раз эффективнее чем воздух.
Сравните сами:
Процессор, работающий при 100% загрузке в воздушной среде с температурой воздуха 32 °C имеют среднюю температуру ядра 85 °C.
При погружении же в наши иммерсионные стойки с температурой охлаждающей жидкости в 34 °C, тот же самый процессор показывает среднюю температуру ядра 65°C. Это на целых 20 градусов меньше!
Существует два принципиально разных типа иммерсионного охлаждения – однофазное и двухфазное.
Несмотря на некоторые впечатляющие теоретические показатели, двухфазное иммерсионное охлаждение является очень сложным в эксплуатации и крайне дорогим. Однофазное же значительно проще и отличается доказанной экономической рентабельностью и высокой надежностью.
Технология позволяет охлаждать до 250 кВт чистой мощности на стойку.
Принцип работы: специальная охлаждающая жидкость выкипает, и образующийся пар конденсируется перед повторной циркуляцией. Переход жидкости в газ эффективнее отводит тепло, но усложняет устройство системы.
Технология позволяет охлаждать до 150 кВт чистой мощности на стойку.
Принцип работы: теплоноситель остается в жидкой фазе на всем протяжении цикла охлаждения и циркулирует между стойкой и радиатором с помощью обычных насосов.
Шли годы и оборудование центров обработки данных становилась все более мощным чтобы поспевать за растущими потребностями в вычислительных ресурсах – как следствие оно производило все больше и больше тепла, и поэтому неудивительно, что как только были разработаны первые методики жидкостного охлаждения (например, схема direct-on-chip) это направление стали развивать все более активно. В конце концов мир отважился полностью погрузить сервера в теплоноситель.
На сегодняшний день иммерсионное охлаждение очевидным образом доказало свое превосходство над традиционными воздушными системами и остальными видами жидкостного охлаждения.
При применении однофазных иммерсионных систем, в том числе разработанных компанией IMMERSTECH, серверы помещаются в стойки, заполненные нетоксичным не проводящим электричество теплоносителем, например нашим CRYSTALFLOW DIELECTRIC – тепло от серверов поглощается теплоносителем и быстро удаляется из стойки.
Наши решения для однофазного иммерсионного охлаждения проверены годами безаварийной эксплуатации и позволяют охлаждать до 150 кВт чистой вычислительной мощности на стойку.
Ключевыми преимуществами нашего однофазного иммерсионного охлаждения можно назвать:
Однофазное иммерсионное охлаждение позволяет решить целый ряд проблем, связанных с охлаждением центров обработки данных, затратами на их постройку и эксплуатацию, временем развертывания, а также с занимаемым пространством и потреблением электроэнергии.
Снижение энергопотребления
Однофазное иммерсионное охлаждение позволяет достичь PUE не более 1,05 – значительно более низкого, чем при охлаждении воздухом. Иммерсия эффективно работает при температуре жидкости на входе < 32 °C, хотя отлично справляется со своей задачей и в условиях сильной жары, когда окружающая температура приближается к 50 °C. Более того, нагретый теплоноситель может использоваться повторно, например для подогрева воды для ГВС или обогрева помещений.
Снижение капитальных и эксплуатационных затрат
Наши системы однофазного иммерсионного охлаждения можно практически где угодно: в необорудованных подвалах и обычных комнатах, на автостоянках, и даже на улице в достаточно суровых условиях – при этом полностью исключается необходимость в таких вещах как фальшполы, системы подготовки и кондиционирования воздуха. Кроме того, уменьшенное энергопотребление означает, что капитальные затраты на резервные аккумуляторы, ИБП и генераторы также значительно сокращаются.
Учитывая все эти факторы, можно с уверенностью сказать, что системы иммерсионного охлаждения компании IMMERSTECH сокращают затраты на охлаждение на 90%, а капитальные затраты на 50%. В случае модернизации существующих ЦОД эта экономия позволяет высвободить дополнительную электроэнергию для размещения еще большего числа серверов в том же помещении.
Значительное сокращение занимаемой площади под вычислительные системы и инфраструктуру
Системы иммерсионного охлаждения IMMERSTECH FLOW-COOL IT позволяют существенно уменьшить занимаемую вычислительными ресурсами площадь при этом повышая производительность оборудования почти на 25% при том же потреблении электроэнергии
Снижение потребления энергии серверами
Системы иммерсионного охлаждения, в том числе предлагаемые нашей компанией, позволяют снизить энергопотребление даже самих серверов. Удаление вентиляторов из серверных платформ и компонентов вместе со снижением рабочих температур оборудования снижают этот показатель на 10–20%.
Повышение надежности
Полностью изолированные от внешней среды и не имеющие движущихся частей сервера, модифицированные нами для погружения, обеспечивают исключительный уровень надежности и простоту обслуживания. Это подтверждается годами безаварийной эксплуатации наших ЦОД.
Также благодаря отсутствию систем подготовки и кондиционирования воздуха, ЦОДы на базе иммерсионного охлаждения имеют намного меньше потенциальных точек отказа. Это обеспечивает более высокий уровень надежности всей системы.
Важно отметить, что наши иммерсионные решения типа FLOW-COOL IT обеспечивают полное резервирование по принципу 2N. Более того, теплоноситель CRYSTALFLOW DIELECTRIC обеспечивает увеличенное время для реагирования в случае критических отказов, так как при его использовании сервера продолжают охлаждаться еще некоторое время после отключения электропитания насосов благодаря высокой теплоемкости жидкости.
Упрощение планирования и прогнозирования мощностей
Прогнозирование спроса при традиционных компоновочных решениях центров обработки данных сопряжено с немалыми трудностями, а ошибки в оценках могут обойтись очень недешево для компании.
Решения IMMERSTECH в области однофазного иммерсионного охлаждения дают нам невероятную гибкость при расчете требуемых вычислительных мощностей и инфраструктуры. Ввиду того, что к каждому насосному модулю можно подключить несколько стоек, есть возможность увеличивать вычислительную мощность постепенно, с гораздо меньшим шагом, нежели чем при использовании традиционных систем охлаждения.
Кроме того, наши стойки FLOW-COOL IT поставляются полностью автономными единицами, что обеспечивает почти бесконечные горизонтальные и вертикальные возможности масштабирования. Как итог, время развертывания ЦОД может быть сведено до нескольких недель, при том, что среднее время по индустрии составляет более девяти месяцев.
оптимизировать энергопотребление и избежать высоких затрат на электроэнергию? С помощью иммерсионного охлаждения мы:
Расширить парк оборудования в разы дешево и эффективно? С помощью иммерсионного охлаждения мы:
избежать больших капитальных затрат на новый ЦОД? С помощью иммерсионного охлаждения мы:
быстро развернуть граничные (edge) мощности или расположить вычислительные мощности в удаленных и сложно доступных местах? С помощью иммерсионного охлаждения мы:
повысить плотность оборудования в центре обработки данных? С помощью иммерсионного охлаждения мы:
Наши стойки совместимы со всеми актуальными моделями серверов. Мы поддерживаем оборудование этих и многих других производителей:
Как вы сегодня поняли, однофазное иммерсионное охлаждение обладает целым рядом преимуществ перед альтернативными методами охлаждения, такими как воздушное, прямое жидкостное охлаждение процессоров и даже двухфазное иммерсионное:
Сократите расходы на облачную и локальную вычислительную инфраструктуру с помощью передовых иммерсионных технологий
GPU Cloud вычисления на базе иммерсии
Сервис аренды VDS на базе иммерсии
Политика конфиденциальности