眾所周知,液體冷卻比空氣冷卻更有效。但由于冷卻設施的安裝和管理將會發生顛覆性變化,以及認為沒有必要等多種原因,數據中心運營商采用液體冷卻的速度很慢。大多數情況下,采取這種技術的往往是具有高功率密度的數據中心。因此,如果企業的數據中心已達到要求采用液體冷卻的功率密度級別,那么其日常運營將有哪些變化?
而根據工作人員數據中心工作的職業生涯,液體冷卻可能看起來是一種全新的技術或相當傳統的技術。“早在上世紀80年代和90年代,大型機以及超級計算機采用液體冷卻技術很常見。”Uptime Institute公司首席技術官Chris Brown表示,“如果數據中心管理人員年齡較大的話,他們可能會覺得采用液體冷卻很熟悉,但年輕一代對其應用感到擔憂和緊張。”
GRC公司在休斯敦數據中心的冷卻罐
人們往往不愿意將液體冷卻與昂貴的IT資產聯系在一起。但是,一旦更好地理解和應用這項技術,就會消除其擔憂和顧慮,因為在很多情況下,冷卻硬件設備的液體實際上并不是水,也不會造成任何損害。
例如,現代浸沒式和直接為芯片提供冷卻的液體冷卻系統采用的是介電(非導電)的非易燃流體,冷卻分配單元將冷凍液輸送到熱交換器,從而通過浸沒去除熱量。Brown解釋說:“這使IT設備能夠獲得液體冷卻的好處,如果存在泄漏,也會破壞價值數百萬美元的硬件。”
對設施的影響
事實上,已經使用冷凍水設施的數據中心切換到液體冷卻并不會變得更復雜。“他們已經習慣于處理液壓和冷卻器等問題,并需要對管道的水進行處理以防止藻類生長,因為如果水質不好的話,就會堵塞熱交換器中的管路。”冷卻浸沒水箱的水回路可以在現有的活動地板下運行,需要額外的結構支撐。
Brown警告說,國內服務器租用 服務器托管,如果企業使用機械制冷裝置而不熟悉液體冷卻運作的話,液體冷卻需要更陡峭的學習曲線,此外,還需要對數據中心運營進行更多改變。任何冷凍水系統都是如此。
對IT的影響
采用顛覆性液體冷卻技術取決于企業IT部門選擇的冷卻技術類型。美國能源部下屬的勞倫斯伯克利國家實驗室工程師Dale Sartor表示,“后門熱交換器需要的變化很少,后門交換器具有管道連接,它們很靈活,因此可以像以前一樣打開和關閉后門,而采用液體冷卻只是需要一個更厚、更重的門,但其他技術和服務方面幾乎是一樣的。”
同樣,對于直接到芯片的冷卻技術,機架后部有一個歧管,將歧管連接到服務器并冷卻組件。Sartor解釋說,這些管子安裝了無滴漏的連接器。“技術人員將這個連接器從服務器上取出,其采用無滴水設計,因此他們可以像以前一樣將服務器拉出來。”
需要注意的一個問題是正確地恢復連接。“工作人員可能會弄錯管子的方面,服務器租用 免備案服務器,因此可能會錯誤地連接,反之亦然。”他警告說。一些連接器采用顏色編碼。而包括微軟、Facebook、谷歌、英特爾在內的行業組織正致力于為液冷服務器機架開發一種開放式規范,該機架將引入不可逆插頭以避免此問題。“可以使冷熱水管相互區分和隔離,以消除人為錯誤,”Sartor說。
采用浸入式冷卻
浸入式冷卻確實顯著改變了IT設備的維護過程和設備需要。地球科學機構CGG公司先進系統部門的經理Ted Barragy表示,該公司已經使用GRC公司液體浸沒系統已有五年多的時間。
如果企業的服務器供應商在發貨之前沒有進行所有更改,則可能需要卸下風扇或反向導軌,以便將主板懸掛在浸入液中。對于具有監控冷卻風扇速度的BIOS的舊系統,GRC公司等冷卻供應商提供風扇仿真器電路,但較新的BIOS則不需要。
Barragy說,“網絡設備并不總是適合沉浸式冷卻,因為有些產品是基于塑料的,容易溶化或腐蝕。”實際上,CGG公司發現網絡設備并不需要采用液體冷卻,因此可以將它們部署在冷卻設施之外,從而騰出空間來實施更多計算。
雖然CGG公司在液體冷卻方面還有一些問題需要解決,但一旦企業了解了如何調整數據中心架構和運營以利用它,人們就會認為這種技術是可靠的。Barragy說,“如今,人們采用液體冷卻最大的障礙是心理障礙。”
液體冷卻的IT設備維護
工作人員如果更換浸沒在冷卻液中的硬盤或內存等組件,則必須將整個主板從液體中取出,但這種措施代價高昂,因為可能弄亂冷卻布局,或導致冷卻液泄漏或流失。