تغير المناخ، رقائق الطاقة حفز اتجاه الخادم الغاطس
يعرض مختبر إنتل في هيلزبورو بولاية أوريغون مستقبل تقنية التبريد. هنا، يعمل 24 خادمًا قائمًا على Intel Xeon أثناء غمرها في خزان من الزيت الاصطناعي غير الموصّل للكهرباء، مما يدل على إدارة الحرارة للتبريد بالغمر. (حقوق الصورة: إنتل)
تؤدي الرغبة في خيارات مركز البيانات المستدامة وموجة الحرارة الناتجة عن رقائق الكمبيوتر المتزايدة القوة إلى تبني الأنظمة التي تبرد أجهزة الكمبيوتر عن طريق غمرها في السوائل.
من خلال تشغيل حامل خادم مغمور في سائل خاص، يمكن إزالة الحرارة بشكل سلبي من الجهاز إلى السائل، وضخها إلى مبادل حراري، ثم إعادتها إلى الكمبيوتر بعد إزالة الحرارة.
أوضح جريج بريم ، نائب الرئيس للتسويق العالمي في GRC، أحد مزودي خدمات الانغماس: “السوائل التي نستخدمها ليست سامة، فهي قابلة للتحلل الحيوي، ولا تتبخر، وهي مصممة لتستمر لمدة 15 عامًا أو أكثر”. تكنولوجيا التبريد.
قال لـ TechNewsWorld: “السوائل أكثر كفاءة بحوالي 1200 مرة في إزالة الحرارة من الهواء”. “الهواء في الواقع وسيلة سيئة لتبادل الحرارة.”
قال: “يجب إجراء بعض التغييرات الصغيرة إلى حد ما – مثل إزالة مراوح الهواء وتعديل المشتتات الحرارية – لجعل الأنظمة تعمل بشكل أفضل في السائل، ولكن بخلاف ذلك، فهي مثل الخادم المبرد بالهواء”.
وأضاف أنه على الرغم من أن السوائل الأكثر استخدامًا تعتمد على البترول، إلا أن السوائل التي تعتمد على الزيوت النباتية بدأت تظهر في السوق.
شيبس بارد وساخن
أشار أبهيجيت سونيل، كبير المحللين في Forrester Research ، إلى أن التبريد السائل أصبح في دائرة الضوء الآن بسبب احتياجات الطاقة للرقائق الدقيقة.
قال لـ TechNewsWorld: “تستهلك وحدات المعالجة المركزية (CPU) ووحدات معالجة الرسومات (GPU) الحديثة طاقة هائلة، وهذا بدوره يضغط على مراكز البيانات للحصول على تقنيات تبريد فعالة”.
وتابع: “إن تحويل الطاقة إلى تقنيات التبريد يزيد من PUE لمراكز البيانات”. وبالتالي، فإن تقنيات التبريد الأكثر فعالية مهمة. هذا صحيح بشكل خاص في مراكز البيانات التي تم إنشاؤها للتعامل مع أعباء العمل المتخصصة مثل الذكاء الاصطناعي / تعلم الآلة. “
فعالية استخدام الطاقة (PUE) هي مقياس يستخدم لقياس كفاءة الطاقة في مركز البيانات. يتم تحديد PUE بقسمة إجمالي كمية الطاقة التي تدخل مركز البيانات على الطاقة المستخدمة لتشغيل معدات تكنولوجيا المعلومات بداخله.
وأضاف Primm: “إن الطاقة التي تستهلكها وحدات معالجة الرسومات (GPU) ووحدات المعالجة المركزية (CPU) تنمو الآن بسرعة كبيرة جدًا”. “الأنظمة النموذجية هي 400 واط. بدأت بعض الأنظمة في الظهور بقوة 700 واط “.
وأوضح أن “هذه الأشياء تستهلك قدرًا هائلاً من الطاقة، ونتيجة لذلك تنتج قدرًا هائلاً من الحرارة”. “لقد وصلنا إلى النقطة التي لا يمكن للهواء أن يبرد فيها بعد الآن. لا يمكنك جعل الهواء باردًا بدرجة كافية وتحريكه بسرعة كافية لتبريد الأنظمة التي تولد هذا القدر من الحرارة. لذا فإن التبريد بالسوائل هو الخيار الوحيد “.
وأضاف سونيل: “لقد سمعنا من معظم بائعي البنية التحتية الرئيسيين أن الاستثمار في التبريد بالسائل يمثل استراتيجية رئيسية بالنسبة لهم في المستقبل”. “لقد سمعنا أيضًا من مشغلي مراكز البيانات حول أهمية الاستثمار في التبريد السائل.”
مكان خارج مركز البيانات
ومع ذلك، يعتقد بعض التقنيين أنه يمكن استخدام التبريد بالغمر بشكل أفضل خارج مركز البيانات.
لاحظ روب إندرل ، الرئيس والمحلل الرئيسي في مجموعة Enderle Group ، وهي شركة خدمات استشارية في Bend ، Ore: “بشكل عام، لا يعد التبريد بالغمر فعالًا في مركز البيانات مثل تقنيات التبريد الأخرى الأكثر استهدافًا مثل التبريد بالماء الدافئ”.
“ومع ذلك، بالنسبة للخوادم الموزعة خارج مركز البيانات، فهو أفضل لأنه يحمي الخادم من التداخل المادي والمشكلات البيئية، وهو مثالي بشكل خاص في البيئات القاسية للغاية،” قال لـ TechNewsWorld.
وقال “عادة ما تكون مراكز البيانات معزولة ومجهزة لخوادم التبريد، لذا فإن الانتقال إلى الانغماس أمر مبالغ فيه بشكل عام”. “إنه المكان الذي لا يوجد فيه مركز بيانات تتألق فيه هذه التكنولوجيا حقًا.”
توصل محللا جارتنر ، جيفري هيويت وفيليب داوسون ، إلى استنتاج مماثل حول التبريد بالغمر في التكنولوجيا وتقرير الشركة الاستشارية “Hype Cycle for Edge Computing” لعام 2022.
كتب هيويت وداوسون: “أنظمة التبريد بالغمر أصغر حجمًا وأكثر هدوءًا وأكثر كفاءة من أنظمة الرفوف التقليدية”. “من المرجح أن تأتي قيمتها الأولية من خارج مركز البيانات، حيث تتيح كثافة حوسبة أعلى بكفاءة أعلى للطاقة وضوضاء أقل.”
وأضافوا: “على الرغم من أن التكلفة الرأسمالية للنظام عادة ما تكون أعلى بسبب البنية التحتية الميكانيكية والتبريدية ، إلا أن هناك بيئات تتفوق فيها هذه الأنظمة على أي بديل”.
تحديات الصيانة
لاحظ هيوليت وداوسون أيضًا أن التبريد بالغمر يمكّن الخوادم الطرفية من العمل في مواقع معادية.
وأوضحوا أن عقد الحوسبة ذات الحواف متوسطة الحجم أو عقد الاتصالات اللاسلكية غالبًا ما تعمل في ظل القيود الحرارية والمكانية وقوة الطاقة لخزانة أو عمود أو خزانة خادم بعيد. هذه الكفاءات في الفضاء والطاقة تفيد أيضًا مراكز البيانات المتنقلة القائمة على السفن أو الشاحنات.
وأضافوا أن هذه الأنظمة تمثل حلاً عمليًا محليًا لبعض مهام الحوسبة الفائقة صغيرة الحجم التي تركز على وحدة معالجة الرسومات. يسهل عزل المكونات أيضًا استخدامها في المواقع التي تحتوي على مستويات عالية من الملوثات الجسيمية، مثل الغبار.
على الرغم من فوائدها، قد تكون صيانة أنظمة التبريد بالغمر صعبة. قال إندرل: “تحتاج إلى تدريب الأشخاص الذين يقومون بصيانة أجهزة الكمبيوتر، وبناء مصارف لتسرب سائل التبريد، وتوفير معدات حماية خاصة حتى يتمكن العمال من العمل مع المبرد”.
وأضاف أن المبرد غير موصل، لذا فإن المخاوف المعتادة بشأن المعدات الكهربائية والمياه لا تنطبق. وتابع: “ومع ذلك، يجب تجنب تلويث المبرد أو إحداث تسرب كبير.”
أشار Enderle أيضًا إلى أن المبادلات الحرارية لسائل التبريد قد تحتاج إلى وضعها خارج المبنى الذي يحتوي على النظام أو زيادة قدرة HVAC داخل المبنى للتعامل مع الحرارة الزائدة. خلاف ذلك، قد يصبح المرفق دافئًا بشكل غير مريح.
المقاومة المؤسساتية
وأشار بريم إلى أن أنظمة التبريد بالغمر قد تواجه أيضًا تحديات مؤسسية. وأكد أن “مشغلي ومصممي مراكز البيانات يكرهون التغيير بشدة”. “بالنسبة لمعظم الناس، هذه طريقة جديدة لفعل شيء اعتادوا القيام به بطريقة أخرى.”
وتابع قائلاً: “ما يتمتع به مشغلو ومصممي مراكز البيانات من الخبراء حقًا هو التعامل مع الهواء”. “لقد اضطروا إلى تطوير مهارة هائلة في تبريد الهواء، ونقله إلى ما بعد المكونات الساخنة، وخارج مركز البيانات لضمان توفر مركز البيانات وموثوقيته. تغيير تلك البنية التحتية تمامًا إلى شيء يقضي على ذلك يخلق نوعًا من الخوف من الشيء الجديد “.
وأضاف: “أحد أكبر الأشياء هو أن العديد من مشغلي مراكز البيانات لديهم استثمارات هائلة في البنية التحتية المبردة بالهواء، ويريدون الحصول على أقصى قيمة من ذلك لأطول فترة ممكنة”.
وفقًا لشركة Forrester ، يمكن أن تكون تقنية المعلومات مصدرًا مهمًا لانبعاثات الكربون. وأشار إلى أنه في حين أن 2٪ إلى 4٪ من استخدام الطاقة العالمي قد لا يبدو كثيرًا مقارنة بمصادر أخرى للطلب على الطاقة، إلا أنه يمكن أن يكون مبلغًا ملحوظًا اعتمادًا على الدولة والصناعة. على سبيل المثال، يمثل استخدام الطاقة في مركز البيانات 14٪ من استخدام الكهرباء في أيرلندا.
قال بريم: “أصبحت الاستدامة من أهم القرارات التي يتخذها الناس”. “إنهم يريدون تقليل بصمتهم الكربونية، وإحدى أسرع الطرق للقيام بذلك في مركز البيانات هي التخلص من تبريد الهواء قدر الإمكان.”
المصدر: technewsworld
قد يهمك:
