در سراسر دنیا غول های فناوری مانند متا، گوگل، انویدیا، اینتل و اکوئینیکس در حال حاضر از این فناوری نوآورانه استفاده می کنند، اما چرا سیستم های خنک کننده ای که با هوا کار می‌کنند، همچنان جایگاه خود را در صنعت مرکز داده دارند؟ علاوه بر غول های فناوری، متا، گوگل، انویدیا، اینتل و اکوئینیکس چه اشتراکاتی در این زمینه باهم دارند؟
امروزه هر شرکتی یا در حال حاضر از سیستم‌های سرمایشی با خنک‌کننده مایع استفاده می‌کنند یا به زودی به استقبال از آن خواهند رفت. آیا آن‌ها در این باره چیزی می دانند که شما نمی دانید؟ آیا مرکز داده شما باید خنک کننده مایع نیز داشته باشد؟ شاید! یا شاید هم نه!
هوش مصنوعی تقاضای سیری ناپذیری را برای افزایش ظرفیت مرکز داده ایجاد می کند. سخت افزار قدرتمندی که برای مدیریت بارهای کاری فشرده امروزی با هوش مصنوعی طراحی شده است، گرمای زیادی تولید می‌کند. اگر به این سخت افزار قوی تعداد رک بالاتری را اضافه کنید باید فرمول مناسبی برای نیازهای رو به رشد سیستم خنک‌کننده مرکز داده در سطح بعدی که دیتاسنتر قرار خواهد گرفت، داشته باشید. اما نه برای همه! حداقل هنوز نه.
در حالی که مراکز داده در مقیاس بزرگ شاهد رشد قابل توجهی در تراکم رک خواهند بود، انتظار می‌رود مراکز داده سازمانی کوچک‌تر و هم‌محل در سطوحی بین 12 تا 17.5 کیلووات برای چند سال آینده باقی بمانند. این نشان می دهد که یک دوره گذار وجود خواهد داشت که طی آن بسیاری از اپراتورها می توانند به استفاده از چیلرهای سنتی برای خنک کردن مرکز داده ادامه دهند. هر روشی مزایا و معایب خود را دارد.
خوبی این سیستم سرمایشی این است که خنک کنندهبه وسیله جریان هوا، ارزان، ساده و قابل اعتماد است. هوای خنک را در داخل و اطراف سخت افزار به گردش در می آورد و باعث دفع گرما و کاهش دمای داخل سرور می شود. سیستم های خنک کننده به وسیله جریان هوای خنک، در سه پیکربندی اصلی طراحی شده اند که در ادامه به بررسی آن‌ها می‌پردازیم.
اتاق
سیستم تهویه مطبوع مرکز داده، هوای خنک را در سرتاسر اتاق یا از طریق دریچه هایی در طبقات مرتفع زیر سرورها وارد می کند.
ردیف
جریان هوا توسط یک واحد خنک کننده سربار که به هر ردیف از تجهیزات اختصاص داده شده است، کنترل می شود. این کارآمدتر از خنک کننده کل اتاق است زیرا انرژی کمتری برای انتقال هوا بین سرورها مورد نیاز است.
Rack
یک رویکرد حتی خاص تر: سیستم های خنک کننده هوا مبتنی بر قفسه بر روی قفسه های خاصی تمرکز می کنند که واحد خنک کننده خود را دارند.
نکته مثبت
بسیاری از مراکز داده می توانند با افزودن چیلرها یا جایگزینی چیلر موجود با یک چیلر قوی تر، به افزایش ظرفیت خنک کننده سیستم HVAC کمک کنند. تکنسین های تهویه مطبوع به طور کلی با فناوری چیلر آشنا هستند و نحوه عملکرد آن و نحوه نگهداری از سیستم ها را می دانند.
معایب چیست؟
در حالی که امروزه خنک کننده هوا برای بسیاری از مراکز داده کافی است، ممکن است در دراز مدت به دلیل موارد زیر کافی نباشد:
افزایش نرخ مصرف آب
افزایش احتمال کم آبی
علاوه بر اشتهای هوس‌انگیز هوش مصنوعی برای قدرت محاسباتی، افزایش هزینه‌های انرژی (و حتی هزینه‌های آب برای سیستم‌های برج خنک‌کننده بزرگ) می‌تواند چالش بزرگی برای اپراتورهای مراکز داده با خنک‌کننده هوا ایجاد کند.
خنک کننده مایع به جای ارائه خنک کننده در سطح اتاق یا ردیف، گرما را به منبع هدایت می کند: سرورها. این فناوری می تواند به روش های مختلفی کار کند.
تک فاز مستقیم به تراشه: این روش یک مایع (معمولاً آب) را به CPU یا GPU می رساند و یک صفحه سرد در مرکز آن قرار دارد تا وسایل الکترونیکی هرگز با سیال تماس پیدا نکنند. سپس فن ها در هوای سرد باد می کنند تا هوای گرم را از سرورها دور کند. چیلر مرکز داده همچنان نقش مهمی در این نوع خنک کننده مایع دارد.
مبدل حرارتی درب عقب: در این حالت یک مبدل حرارتی پر از مبرد در پشت سرور نصب می شود.
یک فن داخلی گرما را از سرور می گیرد و آن را از طریق مبدل حرارتی عبور می دهد و قبل از رها کردن آن در محیط داخلی مرکز داده، آن را خنک می کند. از آنجا که می توان آن را بدون تغییرات عمده در سرورهای موجود پیاده سازی کرد، می تواند یک راه حل مقرون به صرفه برای مراکز داده ای باشد که به دنبال بهبود خنک کننده هستند.
خنک کننده غوطه وری: با استفاده از این فناوری، تمام اجزای سرور در مخزن خنک کننده مایع غیر رسانا غوطه ور می شوند. این سیال دی الکتریک گرما را جذب و دفع می کند و سیال گرم شده را از اجزاء جدا کرده و به سیستم خنک کننده منتقل می کند.
جایی که گرما با روش های خنک کننده دیگر دفع یا بیشتر دفع می شود. خنک کننده غوطه ور در مقایسه با سایر فناوری های مایع، راندمان خنک کننده بالایی را ارائه می دهد. همچنین ساکت‌تر، کم مصرف‌تر و فشرده‌تر است که امکان پیکربندی‌های سخت‌افزاری کوچک‌تری را فراهم می‌کند. در حالی که هر نوع سیستم خنک کننده مایع مزایای خود را دارد، معایب خود را نیز دارد.
• هزینه های اولیه به دلیل نیاز به تجهیزات تخصصی مانند مخازن مبرد، پمپ ها و مبدل های حرارتی بالاست. نوسازی تجهیزات موجود نیز ممکن است نیاز به سرمایه گذاری بیشتری داشته باشد.
• همیشه خطر نشتی وجود دارد که می تواند به تجهیزات آسیب برساند و باعث قطع برق شود.
• اجزای خنک کننده مایع نیاز به تعمیر و نگهداری منظم، از جمله تعویض دوره ای سیال دارند.
• برخی از قطعات سخت افزاری به دلیل طراحی یا مواد قابل استفاده با سیستم های خنک کننده مایع نیستند.
سیستم ها پیچیده هستند و نیاز به طراحی، نصب و نگهداری دقیق، با توجه ویژه به آب بندی، لوله کشی و نظارت مناسب دارند.
• از آنجایی که این یک فناوری جدید است، کارمندانی که به نگهداری سیستم های HVAC با هوا خنک عادت دارند، منحنی یادگیری را تجربه خواهند کرد.
چه بخواهید از یک سیستم خنک‌کننده هوا استفاده کنید یا به خنک‌کننده مایع روی بیاورید (یا یک سیستم ترکیبی ساخته شده در اطراف آن را پیاده‌سازی کنید)، Trane می‌تواند به شما در توسعه، طراحی و مدیریت سیستم خنک‌کننده‌ای که مراکز داده شما را نیرو می‌دهد کمک کند.
