Одна из основных проблем и статей затрат современных дата-центров — система охлаждения. Как правило, подразумевается отвод горячего воздуха, обильно продуцируемого нагруженными серверными машинами, его кондиционирование и охлаждение. Однако в последнее время популярность набирают системы охлаждения на основе жидкости, именитые вендоры патентуют технологии, связанные с жидкостным охлаждением, а корпоративные структуры нехотя, но все же внедряют подобные системы в своих ЦОДах.

cooling3

И все же технология ещё далека от повсеместного признания и адаптации. Не столько потому, что у ИТ-специалистов существует предубеждение перед альтернативными методами (этот барьер, кажется, уже удалось сломать), сколько по финансовым и некоторым другим причинам. Сегодня нам как раз и предстоит разобраться с этими причинами и понять, что мешает жидкостному охлаждению завоевать доверие операторов дата-центров и каковы дальнейшие шаги производителей подобных систем.

Как правило, системы охлаждения на основе жидкостей более энергоэффективны, нежели их «воздушные» коллеги, и, как следствие, они наносят меньше вреда окружающей среде. Однако мало кто хочет быть экологичной, но неприбыльной компанией. Потому как экологичность не всегда коррелирует со снижением затрат на электроэнергию. Но, учитывая возрастающую стоимость электроэнергии, а также экологический след, апологеты жидкостных систем охлаждения не сомневаются в том, что они сместят традиционное охлаждение с пьедестала. Впрочем, деньги — это лишь одна из сторон медали.

А какие вообще варианты жидкостного охлаждения есть сегодня на рынке? Первый шаг, доступный готовым рискнуть инноваторам, — это использование жидкости в качестве теплоотвода, охлаждающего трансфера для горячего воздуха. Такая инфраструктура может включать в себя чиллеры, отводные каналы и даже пассивное охлаждение за счёт естественной среды (актуально для холодных регионов). Другой вариант жидкостного охлаждения — это размещение герметичных каналов охлаждённой воды вблизи стоек. Это уменьшает количество горячего воздуха и сокращает расходы на его охлаждение. Но самая прогрессивная и эффективная технология — это масляное охлаждение, которое ведётся за счёт прямого контакта не проводящей электричество жидкости из минеральных масел с электроникой.

cooling1

Преимущества последнего варианта наиболее очевидны. Если добавить к системе масляного охлаждения простейший насос или систему теплоотвода, то сэкономить можно не только на счетах за электроэнергию, но и на обслуживании кондиционеров. Такие системы снимают необходимость в воздушном охлаждении и позволяют использовать оборудование на более высоких температурах за счёт повышенной надёжности. Чтобы не быть голословным, приведу цифры, которыми любезно поделилась компания Asicminer, располагающая дата-центром для добычи Bitcoin на 500 кВт. Этой китайской компании удаётся экономить до 97% средств на охлаждение за счёт масляных систем. Однако майнеры — народ прогрессивный, а в корпоративной, банковской или облачной инфраструктуре масляное охлаждение всё ещё оказывается редкостью.

Почему так происходит? Причин несколько, и дело отнюдь не в корпоративной культуре или специфических потребностях корпоративной среды. Несмотря на то что жидкостные системы предполагают значительную экономию средств на охлаждение, они подразумевают дополнительные расходы и ограничения, которые трудно определить невооружённым глазом.

Стойки под воздушное и жидкостное охлаждение функционируют по-разному. Те, что предназначены для масляного, открываются только сверху; это затрудняет вертикальное масштабирование дата-центра. Традиционные стойки позволяют заполнять пространство серверами от пола до потолка. Но в силу особенностей традиционного охлаждения плотность мощностей на квадратный метр значительно понижается. Для дата-центров высокой плотности даже при затруднённом вертикальном масштабировании лучше походит охлаждение жидкостью.

cooling2

Ещё одна статья расходов, возникающая в дата-центре после установки жидкостных систем, — это обслуживание и безопасность. Переключение кабеля, смена серверных компонентов — все это предполагает контакт с жидкостью, обычно с минеральным маслом. И такие соединения, несмотря на то что они нетоксичны, всё же могут быть опасны для обслуживающего персонала, не говоря уже о возникающей необходимости в очистке. Поддержка масляной системы охлаждения также предполагает значительные расходы, связанные с хранением, транспортировкой и очисткой жидкости. Когда речь идёт о воздушных системах, таких расходов не возникает. Кроме того, для жидкостных систем нужны специальные герметичные жёсткие диски, которые, в отличие от остальных компонентов, не могут быть полностью погружены в масло. Кстати, жидкостное охлаждение — будь оно масляным или иным — нуждается в очистке от загрязняющих компонентов, что опять же сказывается на стоимости внедрения. Но, пожалуй, наиболее серьёзная проблема жидкостного охлаждения для корпоративных структур — необходимость переделывать существующий дата-центр. Построить новый ЦОД, изначально спроектированный с учётом охлаждения жидкостью, намного проще, чем перестраивать сложившуюся инфраструктуру.

Так или иначе, адаптация жидкостного (и масляного в частности) охлаждения будет вызвана распространением ЦОДов высокой плотности, поскольку организации, которые хотят достичь максимальной энергоэффективности своего дата-центра, будут вынуждены применять именно жидкостное охлаждение. Аналитики даже не задаются вопросом о том, будут ли популярными системы на основе жидкостей в ЦОДах высокой плотности размещения серверов. Вопрос стоит задавать скорее следующим образом: когда жидкостное охлаждение станет популярным в ЦОДах низкой плотности?

Ответом послужит дальнейшее повышение стоимости электроэнергии. Общая стоимость владения серверами уже более чем наполовину состоит из оперативных затрат, читай — электричества. Если так пойдёт и дальше, то любой владелец ЦОДа будет искать способы сократить эти затраты. А сделать это, не снижая мощности дата-центра, можно только за счёт жидкостного охлаждения. Сейчас никто не хочет быть пионером, наступать на грабли и набивать шишки, внедряя жидкостное, а особенно масляное охлаждение в своих ЦОДах. Но растущие тарифы на электроэнергию делают своё дело, и к жидкостному охлаждению начинает присматриваться все больше организаций.