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数据信息管理中心液體制冷技术性的“机架经济

日期:2021-03-27
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以往两年来,许多数据信息中选用了某类方式的液體制冷技术性。另外,集成ic生产制造商刚开始设计方案作用更强劲的关键解决器,因为这种解决器输出功率越来越越高,难以选用空冷技术性开展合理制冷,选用液體制冷技术性变成了更强的挑选。


不在同行业,大家对液體制冷技术性的了解和兴趣爱好显著提高,它是由各种各样运用和主观因素驱动器的。50年以前,液冷技术性最开始用以初期的大中型机,而如今刚开始与新的非常测算机和性能卓越测算(HPC)系统软件再次结合。虽然这般,IT机器设备选用的气体制冷技术性依然占有了大多数数传统式数据信息管理中心致冷的核心影响力。但是,驱动器公司和代管设备销售市场选用制冷技术性的关键要素是作用、特性、成本费经济效益。


大家能够从原始早期项目投资(CapEx)、经营成本费(OpEx)和项目投资收益率(ROI)这几类不一样的视角对待成本费经济效益。另外,针对数据信息管理中心设备和IT机器设备来讲,这种要素的危害都不尽同样。在此关头,虽然现阶段数据信息管理中心设备在物理学室内空间和电力工程容积层面都产生了转变,但风冷IT机器设备与数据信息管理中心设计方案和搭建的融合早已相对性完善。相对性于数据信息管理中心设备的IT机器设备指标值集中化在机架总数和机架的输出功率相对密度上。针对给定总数的IT机器设备输出功率负荷(必须是多少室内空间和输出功率分派(每一个机架的IT机器设备总数和尺寸)来讲,这最后变成一项经济发展管理决策。


比如在大中型数据信息管理中心,每一个机架的均值输出功率5kW,并布署了200个机架,而每一个机架布署数十个IT机器设备和PDU。假如机器设备布署在代管数据信息管理中心中,则客户只必须为需要的室内空间和IT机器设备应用的水电费付款花费。显而易见,假如每机架的输出功率为15kW,则机架和室内空间的总数能够降低50%,但总输出功率确是同样的。这一比例显而易见被过多简单化了,也有很多别的要素(互联网电缆线和机器设备,及其储存系统软件和网络服务器/刀头网络服务器的输出功率相对密度种类)会危害这一比例减少的精确性。


虽然没什么疑惑, IT机器设备输出功率相对密度均值规定早已提升到能够考虑特性规定,但从基础理论上讲,这应当必须较少的室内空间和每兆瓦的重要负荷需要的机架总数。具体上,这类机架输出功率相对密度比会危害数据信息管理中心设备的资产开支和经营开支,及其IT机器设备全部者/客户,这便是为何将其称之为“机架经济发展学(rackonomics)”,它是Blade Network Technologies企业在200八年明确提出的定义。


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具体上,很多年久的数据信息管理中心设备(公司內部布署数据信息管理中心或代管数据信息管理中心)每一个机架输出功率合理地限定在5kW上下,但较新的数据信息管理中心设备的设计方案为每一个机架10至20 kW。


这依然不可以保证彻底完成高些的输出功率/室内空间比的较大益处。这一比例假设全部机架具体上面已载入到贴近或处在最大输出功率水准,而在混和IT机器设备自然环境中通快递常并不是这类状况。在很多典型性的公司计划方案中,每一个机架的至大功率与最少输出功率之之比5:1到10:1,每一个机架的至大功率友谊均输出功率之比将会为3:1到5:1。这种比例危害了机架经济发展学。


即便在应用千余台1U网络服务器或刀头式网络服务器的超大型型数据信息管理中心自然环境中,他们的均值输出功率相对密度也非常少做到或超出每机架15kW到15kW。这在一定水平上受到限制于散热风扇输出功率和散热成本费,伴随着输出功率相对密度的提升(制冷系统软件和內部IT机器设备散热风扇),这种成本费通常会大幅度提升。虽然超大型经营规模数据信息管理中心经营商(代管数据信息管理中心和互连网云计算技术服务)修建了大中型数据信息管理中心设备,但相对性于电力工程和制冷基本设备成本费来讲,大中型工程建筑机壳成本费在资产开支中常占有率例相对性较低。


液體制冷计划方案关键集中化在高些的输出功率相对密度运用(比如每一个机架25 kW、50 kW和100 kW)。可在气体制冷设备中以最少的危害或无危害的方法开展布署。比如,在每一个机架55kW时,它只必须20个液冷IT机器设备机架来出示1MW的电力工程容积。在很多状况下,液冷IT机器设备不用机械设备制冷和制冷水。这节约了凉水发电机组的资产开支和经营成本费,同时降低了80%的机架、PDU和有关机器设备的成本费。


好像出現的难题之一是内排式、侧门式或封闭式式服务器机柜液體制冷系统软件(用以规范风冷IT系统软件)的成本费要比传统式数据信息管理中心气体制冷系统软件的成本费更为价格昂贵。虽然这在一定水平上是恰当的,但管路成本费与将他们改裝到经营数据信息管理中心的目前制冷系统软件中相关。的确,现阶段液冷IT机器设备比其气体制冷机器设备更价格昂贵。可是,其价钱是受好多个要素驱动器的。第一个是总数,非常是布署高输出功率的小容积水冷网络服务器的成本费,其输出功率相对密度一般为每1U 为1到2 kW。


在此,根据CPU和运行内存的液冷散热器的液冷网络服务器刚开始更改机架经济发展学。像想到那样的关键OEM生产商一直在出示大量具备液體制冷作用的性能卓越测算(HPC)网络服务器和刀头网络服务器商品。这种机架势网络服务器的机架可以以50至60 kW的输出功率运作。虽然现阶段还没有有立即的成本费市场竞争优点(一部分是因为销售量低),但机架经济发展学的比例刚开始越来越更为显著。制冷经营成本费(OpEx)还可以充分发挥功效,由于他们可使用温开水(合乎ASHRAE W4规范)运作。


另外一层面,对外开放测算新项目(OCP)机构于20188月发布了高級制冷处理计划方案(ACS)子项目目,关键关心怎样应用液體制冷来提升制冷特性和电力能源高效率及其减少成本费的硬件配置。


2020年8月,Cerebras Systems企业发布晶圆级模块(WSE)解决器,该企业它是迄今为止其生产制造的经营规模较大的商业集成ic,致力于处理深层学习培训测算难题。晶圆级模块(WSE)将1.两万亿次结晶管封裝在一个215 x 215mm的集成ic上,该集成ic具备根据100Pbit/s互联联接的四十万个历经人力智能化提升的核心。晶圆级模块(WSE)的至大功率为15kW,因而它必须选用液冷技术性。


 


具体上,难以将相对性的便捷性与“机架和层叠”相符合,并且为大多数数风冷IT机器设备出示服务。另外,大家早已见到了用以风冷IT机器设备的制冷系统软件及其IT机器设备自身的极大改善。可是,这类简易性其实不是忽然产生的。数据信息管理中心合理布局和服务器机柜从从大中型服务器时期的从顶端究竟部气流的外置、固态前端开发IT服务器机柜发展趋势到现如今的热安全通道/冷安全通道合理布局,早已花销了好多年。具体上,即便到上新世纪90时代中后期,通用性IT机器设备服务器机柜也非常少。


液體制冷系统软件具备多种多样方式,仍不在断发展趋势,而且具备很多技术性优点。可是,因为规格等难题在供货商中间不可以交换,这也阻拦了一些客户的选购和应用,而且将会没法快速接纳转变。十很多年前,当互连网大佬初次刚开始应用当然制冷技术性时,传统式的公司数据信息管理中心客户对于此事其实不在乎。


传统式的数据信息管理中心花销很多年的時间才跨越了ASHRAE的初版“热手册”(2005年),该手册界定了最开始的强烈推荐的68°F至77°F自然环境范畴。二零一一年,ASHRAE公布了第三版的“热手册”,在其中包括了立即在气体中当然制冷信息内容。它还引进了“容许的”自然环境包络类型A1-A4,IT机器设备进气口溫度达到113°F。自2007年至今,非常少有些人了解ASHRAE发布的液體制冷手册。


2020年,ASHRAE公布了一份名叫“水冷式网络服务器——通用性设计方案、部件和步骤”的市场研究报告。现阶段,包含ASHRAE、翠绿色网格图对外开放测算新项目(OPC)、Open 19温馨国电力能源部(DOE)以内的好几个机构已经协作,为液體制冷建立架构、手册和标准,在其中包含可用于IT机器设备和机架的外观设计规格、管路、迅速断掉无滴漏接头、制冷液分派歧管等制冷机器设备。


以便解决气侯转变,数据信息管理中心制造行业和IT机器设备生产制造商在总体能耗等级层面开展了很多改善。Nautilus企业的飘浮式数据信息管理中心及其微软公司企业的水中数据信息管理中心(比如Natick新项目)根据应用海面开展制冷来宣传策划其制冷高效率。与传统式的根据缩小机的机械设备制冷对比,其排入水里的废能源效高些。可是,即便PUE为1.0x,其热量也会被排在外部自然环境中,因而水中数据信息管理中心依然没法真实减轻气侯转变。


虽然在电力能源收购层面早已干了一些勤奋,但是合理地收购IT机器设备的余热回收是是非非常艰难或价格昂贵的。选用液體制冷技术性的益处之一取决于ASHRAE W4(不超出113°F)和W5(高过113°F)两大类IT机器设备,他们能够在140°F到150°F的溫度下运输绝缘层流体力学,这种流体力学的溫度范畴为非常大一一部分动能收购出示了更具有成本费经济效益的机遇。


随进到下一个十年,基本建设和经营千兆网卡瓦级产业园区的超大型经营规模数据信息管理中心已是为新形势,这在提升电力能源高效率和运用可持续性电力能源层面处在领跑影响力。大家坚信,液體制冷技术性的持续发展趋势和运用范畴的扩张将由这种超大型经营规模数据信息管理中心经营商变成销售市场核心,而不但仅是以便“机架经济发展学”。


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