Secara tradisinya, pusat data dikendalikan oleh awan pembekal seperti AWS, Azure dan Google Cloud telah bergantung pada penyaman udara dan penyejukan cecair untuk disimpan pelayan dan peralatan lain daripada terlalu panas.
Walau bagaimanapun, kaedah penyejukan ini tidak cekap, mahal dan intensif sumber. Dan ini benar terutamanya dalam konteks kemudahan yang terletak di iklim tropika (contohnya Hong Kong atau Singapura), yang terkunci dalam pertempuran berterusan dengan alam sekitar.
Sejak beberapa tahun kebelakangan ini, perhatian telah beralih kepada membangunkan sistem baharu yang boleh menyejukkan pusat data dengan lebih berkesan, dan dengan cara yang lebih mampan. Walaupun beberapa teknik berbeza menunjukkan janji, satu khususnya menonjol: rendaman cecair dua fasa.
Di bawah sistem ini, rak pelayan benar-benar tenggelam dalam tangki cecair bukan konduktif. Apabila perkakasan mula menjana haba di bawah beban, bendalir mula mendidih dan naik ke bahagian atas tangki. Dalam fasa kedua proses, gegelung pemeluwapan mengembalikan gas kepada cecair, yang jatuh semula ke dalam ruang di bawah - dan kitaran diteruskan.
Mengetuai caj dalam ruang ini ialah sebuah syarikat bernama LiquidStack, yang menawarkan tangki rendaman untuk pelbagai saiz rak. Walaupun teknologinya belum digunakan secara meluas, ia mula menarik minat beberapa hyperscaler terbesar di dunia.
“Perubahan sentiasa sukar dalam industri pusat data; sektor ini mengelak risiko dan lambat bergerak,” kata Joe Capes, CEO LiquidStack, dalam perbualan dengan TechRadar Pro. "Tetapi saya meramalkan kita akan melihat kemudahan awan berskala besar pertama menggunakan hanya rendaman dua fasa dalam tempoh dua belas bulan akan datang."
Identiti baru
Ditubuhkan pada 2012, LiquidStack memulakan kehidupan di bawah identiti berbeza sepenuhnya: Allied Control Ltd. Pada masa itu, cita-citanya adalah untuk membina pusat data perlombongan Bitcoin yang pertama di Hong Kong, ketika mata wang kripto didagangkan pada hanya $13 seunit.
Setelah menolak semua kaedah penyejukan yang ada atas alasan kos, Allied Control terpaksa membangunkan tekniknya sendiri dengan kerjasama syarikat yang dipanggil 3M, yang kini mengeluarkan cecair yang digunakan dalam tangki rendaman LiquidStack.
Dalam erti kata lain, rendaman cecair bermula sebagai satu cara untuk mencapai tujuan, utiliti dalam usaha untuk mencapai objektif yang berasingan. Tetapi sejak beberapa tahun kebelakangan ini, teknologi penyejukan novel telah menjadi tumpuan utama.
Walaupun Allied Control masih percaya sektor kripto mewakili pasaran utama yang boleh ditangani, syarikat itu mengambil keputusan untuk berputar tahun lepas untuk memberi tumpuan kepada pengkomputeran prestasi tinggi (HPC), pusat data dan kelebihan. Sebagai sebahagian daripada proses ini, firma itu menjenamakan semula sebagai LiquidStack.
Ditanya tentang rasional di sebalik pertukaran nama dan hala tuju, Capes menjelaskan pasukan itu telah mengenal pasti peluang-peluang yang muncul di mana ia berada pada kedudukan yang baik untuk dimanfaatkan.
"Kami mahu melakukan dua perkara: mengambil kesempatan daripada perendaman cecair daya tarikan yang jelas yang diperoleh dalam industri pusat data sejak sekitar 2017, dan juga mencabut perniagaan kami daripada harga Bitcoin," katanya.
"Saya fikir itu adalah pilihan yang sangat bijak, kerana ia telah membolehkan kami mempelbagaikan pembahagian pasaran kami ke kawasan pertumbuhan tinggi, sambil mengambil peluang untuk menggunakan diri kami dalam senario crypto tertentu, di mana kesesuaian adalah baik."
Strategi itu nampaknya memberi dividen; syarikat itu pantas mendapat momentum dan baru-baru ini menambahkan Microsoft ke dalam senarai pelanggannya. Cabaran seterusnya yang dihadapi LiquidStack ialah mengambil rendaman cecair dua fasa untuk memasarkan pada skala.
Cecair yang sempurna
Satu-satunya bahan yang paling penting dalam persamaan penyejukan rendaman ialah cecair dielektrik. Sebatian ini mempunyai set atribut yang sangat spesifik, yang bermaksud ia boleh menyejukkan komputer perkakasan dengan sangat berkesan, tetapi tanpa menyebabkan sebarang bentuk kerosakan.
LiquidStack kini menggunakan cecair yang dipanggil November 7000 untuk tangki rendamannya, yang dihasilkan oleh 3M. Bendalir ini tidak toksik, tidak konduktif dan mempunyai takat didih rendah hanya 34 darjah celsius (93 darjah fahrenheit), yang sesuai untuk senario penyejukan rendaman dua fasa.
Berbeza dengan rendaman berasaskan minyak, cecair seperti Novec 7000 juga tidak mudah terbakar, jadi risiko pusat data mungkin terbakar lebih sedikit, dengan akibat buruk kepada pelanggan web hosting, pengehosan logam kosong, pengehosan pelayan and colocation pembekal.
"Bendalir ini pada asalnya direka untuk membersihkan komponen komputer pada papan litar dan dalam pelayan," jelas Capes. "Dan ia masih digunakan secara meluas sebagai pelarut ringan dalam industri semikonduktor."
“Apabila anda mengeluarkan pelayan daripada cecair ini, ia menjadi kering tulang dalam masa 30 saat. Itulah kelebihan besar dari perspektif kebolehkhidmatan.”
Walau bagaimanapun, sifat yang sama yang menjadikan cecair ini pelarut yang sangat baik juga menimbulkan cabaran dalam konteks pusat data; kadar penyejatan yang tinggi bermakna mudah kehilangan cecair dalam kuantiti yang banyak, dan dengan cepat.
Atas sebab ini, tangki LiquidStack dimeterai secara hermetik semasa beroperasi (Capes mengatakan habuk mahupun udara tidak boleh menembusi), dan direka bentuk supaya hanya cecair minimum yang hilang apabila perkakasan ditukar masuk dan keluar.
Walau bagaimanapun, cecair dielektrik generasi seterusnya adalah yang paling menarik. Menurut Capes, syarikat seperti 3M, Chemours dan lain-lain berada di puncak untuk membangunkan cecair tanpa potensi pemanasan global (GWP).
Dengan menukar penyejuk pusat data yang menipis ozon (seperti R410A dan R407c) dengan cecair dielektrik sifar GWP, dan menggantikan teknik penyejukan intensif air dan tenaga dengan rendaman, LiquidStack berharap dapat mengurangkan kesan alam sekitar industri pusat data dengan margin yang besar. .
“Tahun ini sahaja, pusat data akan menggunakan 300 bilion liter air untuk menolak haba luar. Keupayaan untuk menurunkan nombor itu kepada sifar adalah transformasi,” kata Capes.
“Cita-cita saya adalah untuk mencapai hari di mana tiada air yang disejat untuk penolakan haba. Itu sahaja boleh memberikan manfaat yang besar kepada planet ini."
Peningkatan prestasi
Peluang untuk menjadikan kemudahan pusat data lebih mampan bukanlah satu-satunya faedah rendaman cecair, walau bagaimanapun; penyelidikan baru daripada Microsoft menunjukkan teknik ini berpotensi untuk membuka kunci keuntungan prestasi yang besar juga.
“Kapasiti pengkomputeran sentiasa meningkat disebabkan peningkatan teknologi yang berterusan dalam industri pembuatan dan pembungkusan semikonduktor. Pertumbuhan dalam keupayaan pengkomputeran ini biasanya disertai dengan peningkatan mendadak dalam ketumpatan fluks haba, "jelas para penyelidik.
“Teknologi penyejukan udara tercanggih mendikit selepas tahap fluks haba tertentu dan memerlukan sink haba yang lebih besar memacu aliran udara yang besar melaluinya, yang mungkin tidak diingini dari sudut operasi pusat data. Oleh itu, mencari teknik pengurusan haba lanjutan adalah sangat penting."
Menurut data yang dikumpul oleh Microsoft, iaitu bereksperimen dengan tangki rendaman LiquidStack dalam kemudahan Azurenya, beberapa set cip pelayan boleh overclocked lebih daripada 20% terima kasih kepada pengurusan haba unggul yang ditawarkan.
Peluang untuk menyelesaikan beban kerja AI yang menuntut dengan lebih pantas dengan penyejukan rendaman boleh membawa kesan besar dalam hampir semua industri, daripada kewangan dan farmasi kepada pembuatan dan banyak lagi. Ada kemungkinan kita mungkin telah mendapat vaksin Covid lebih awal, sebagai contoh.
Seperti yang dijelaskan oleh Capes, rendaman membuka peluang dalam konteks reka bentuk rak dan susun atur kemudahan juga. Oleh kerana tiada lagi keperluan untuk sink haba yang besar, bilangan pelayan yang lebih besar boleh diperah ke kawasan yang jauh lebih kecil.
Secara teori, ini bermakna kepadatan pengiraan kemudahan pusat data boleh ditingkatkan dengan margin yang ketara, tanpa perlu menaik taraf pelayan pemproses atau meluaskan jejak fizikal.
Terdapat juga kesan utama di tepi, di mana ruang datang pada premium tetapi semakin banyak pengkomputeran dijangka berlaku pada tahun-tahun akan datang. Keupayaan untuk memerah kuasa pengiraan yang lebih besar ke dalam ruang yang lebih padat boleh membolehkan pelbagai kes penggunaan pengkomputeran tepi baharu dalam persekitaran pinggir bandar dan juga bandar, mengurangkan kependaman kepada hampir sifar.
Capes juga mengatakan kemungkinan penyejukan rendaman cecair akhirnya akan meresap ke sektor pengguna dalam beberapa kapasiti, mungkin membuka jalan untuk generasi dahsyat akan datang pelantar permainan.
“Pada asasnya, kami berada dalam masa yang sangat menggembirakan. Saya rasa perubahan itu sukar, tetapi ia sangat nyata dan kami mengalami tarikan hebat dalam pasaran,” tambah Capes.
"Kami melihat kebangkitan sepenuhnya industri semikonduktor dan perkakasan, yang hanya akan membantu perendaman cecair mempercepatkan."
- Juga lihat senarai kami penyimpanan awan terbaik perkhidmatan
