Dell и Supermicro управляют энергоснабжением дата-центров

Dell и Supermicro утверждают, что могут сократить энергопотребление дата-центров более чем на треть, используя жидкостное охлаждение (ЖО) непосредственно на графических процессорах в стойках. Придя на смену воздушному охлаждению, которое является основным решением в современных дата-центрах, жидкостное охлаждение позволит операторам дата-центров сосредоточить больше энергии на вычислениях, а не на системах кондиционирования, рассказали поставщики стоек.

Возможность повышения энергоэффективности появилась именно тогда, когда новые сверхбольшие дата-центры открываются по всему миру и начинают перегружать энергосети. ИИ стимулирует спрос.

Dell и Supermicro, ведущие поставщики стоек с жидкостным охлаждением для мощных дата-центров, наращивают производство с целью удовлетворения ожидаемого растущего спроса. Supermicro заявляет, что может поставить более тысячи стоек в месяц по всему миру.

«Мы имеем представление, какие именно технологии разрабатывают наши технологические партнеры, будь то Intel, AMD или Nvidia, а также сетевые компании, такие как Broadcom и Intel», — рассказал старший вице-президент Supermicro по технологиям и ИИ Вик Маляла. «Мы работаем с ними и сверяемся с их планами».

Производители графических процессоров, например, Nvidia, создают эталонный дизайн для радиаторов и вентиляторов. Dell и Supermicro тесно сотрудничают для адаптации такого дизайна.

«Мы хотим убедится, что всё, что мы проектируем, будет поддерживаться производителями микросхем, будет востребовано и реализовано ими», — говорит инженер-технолог Dell Тим Шедд. «Мы привносим наши собственные функции, изученные нами в течение многих лет и многих технологических поколений в данной отрасли, например, фирменная технология обнаружения утечек с целью защиты клиентов и серверов».

Supermicro заявляет, что её устройства охлаждения содержат запатентованную информацию по конструкции охлаждающей пластины.

Маляла добавляет, что операторы дата-центров неохотно оставляют свою привычку к воздушному охлаждению, но он ожидает изменения такого положения.

«Поскольку дата-центры внедряются всё шире, мы понимаем, что энергоэффективность станет критическим фактором», — сказал Маляла. «Потребление энергии — это страшный сон».

По расчётам Dell, 46% электроэнергии, потребляемой сегодня типичным дата-центром, уходит на воздушное охлаждение.

«Мы можем снизить эту цифру до 10% и даже меньше, внедрив жидкостное охлаждение и не прибегая к крайностям вроде установки охлаждающих пластин на всё подряд, а лишь используя умные гибридные технологии: и воздушное, и жидкостное охлаждение», — сказал Шедд. Ключом к сокращению энергопотребления является сокращение количества воздушных компрессоров в дата-центре, добавил он.

В настоящее время большинство дата-центров охлаждаются с помощью обдува серверной стойки по периметру. Вентиляторы на серверах обеспечивают дополнительное охлаждение.

«Нужна довольно холодная вода, зачастую около 45°F (примерно 7°C), чтобы в достаточной степени охладить воздух», — говорит Шедд. «Значит, большую часть года мне нужны компрессоры и рефрижераторы для охлаждения воды. С применением жидкостного охлаждения в той части дата-центра, где я использую охлаждающие пластины и ЖО, мне, как правило, достаточно будет использовать воду температурой 90-100°F (33-38°C). И в большинстве климатических условий почти никогда не понадобится компрессор, что существенно сэкономит энергию».

Жидкостное охлаждение превращается из нишевого в массовый бизнес, который к 2030 году составит 15 миллиардов долларов из-за возросшей потребности в термоконтроле, следует из июльского пресс-релиз по исследованию рынка группой Dell'Oro.

Рост поставок систем с жидкостным охлаждением на 20%

Supermicro ожидает в этом году не менее чем 20-процентного роста поставок систем, поддерживающих инфраструктуру ИИ, которые включают жидкостное охлаждение, говорит Маляла.

«Мы рассматриваем множество дата-центров и отдаём себе отчёт в том, что многие из них крайне неэффективны, поскольку ребята, создающие инфраструктуру, не платят за охлаждение», — сказал он.

Спрос обусловлен продвижением графических процессоров мощностью 1000Вт и потребностью в ИИ в отраслях, где мы, возможно, и не ожидали его увидеть, отметил Шедд. «Для обработки данных нам нужно внедрять ИИ, а не повышать вычислительную мощь. Мне не всегда захочется отправлять данные в облако, где я буду беспокоится об их безопасности. Государственные структуры также не стремятся отправлять вовне «чувствительную», обработанную и другую полезную информацию. Решением будет не дата-центр на 10 000 графических ускорителей, решением будет стойка».

Dell также видит новые возможности использования жидкостного охлаждения.

«Раньше мы в первую очередь сосредотачивались на высокопроизводительных вычислениях и довольно специфических коммерческих вертикалях, таких как обслуживание банков и некоторые другие, где действительно требуется подобная мощность вычислений», — говорит Шедд. «Теперь мы рассматриваем варианты попроще, вплоть до использования одной стойки на заводе, где нужно в режиме реального времени собирать данные с производственной линии, обрабатывать их и принимать решения. Может потребоваться жидкостное охлаждение одной такой стойки».

Безопасность периферии — это растущий бизнес для поставщиков систем жидкостного охлаждения для стоек, по мнению Малялы.

«Например, как в любом из наших телефонов», — говорит он. «Как мы обеспечиваем их эффективную безопасность после того, как они стали основным хранилищем? Происходит обнаружение угроз и защита в режиме реального времени. Нечто похожее будет реализовано и для периферии».

Экономия энергии за счет жидкостного охлаждения

Переводя дата-центр или даже отдельную стойку на жидкостное охлаждение, можно будет «отключить кондиционеры или, по крайней мере, использовать их эффективнее», — говорит Маляла. «Речь идёт примерно о 40% экономии энергии. По сути, это означает, что вы сможете разместить на 40% больше инфраструктуры на тех же площадях».

Также Dell рассматривает экономию энергии за счет жидкостного охлаждения как возможность продать клиентам больше стоек и повысить плотность обработки данных в дата-центре.

В дальнейшем энергосбережение может быть увеличено.

Сингапурский поставщик Sustainable Metal Cloud сообщил CNBC в августе, что его технология иммерсионного охлаждения (охлаждение методом погружения в диэлектрические жидкости) на 28% дешевле, чем решения на основе обычного жидкостного охлаждения, что может сократить энергопотребление на 50%.

Установка жидкостного охлаждения в уже работающем дата-центре требует значительной модернизации на объекте, и это пугает клиентов.

«Мы всегда и везде должны идти навстречу клиентам», — говорит Шедд. «Некоторые из них не могут сейчас использовать жидкостное охлаждение. Очень непросто сразу проложить все трубо- и водопроводы. И мы работаем с этим. Мы постоянно повышаем эффективность нашего серверного охлаждения. Мы постоянно работаем над тем, чтобы дать клиентам возможность работать при повышении температур и реже использовать компрессоры».

Dell рассчитывает на дальнейшие инноваций в области жидкостного охлаждения. Будущие процессоры станут горячими как газовые горелки. Dell изменяет охлаждающие пластины, чтобы управлять самыми сложными функциями процессора без ущерба энергоэффективности дата-центров, говорит операционный директор Джефф Кларк в сентябрьском блоге LinkedIn.

«Мы подготавливаем наши новые встраиваемые стойки к мощностям более 400 кВт и соответствующему охлаждению в каждой стойке», — говорит он.