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Por qué datacenter de agua de enfriamiento no es generalizada?

Por lo que he leído y escuchado acerca de los centros de datos, no hay muchas salas de servidores que utilizan el agua de refrigeración, y ninguno de los largerst los centros de datos de uso de agua de refrigeración (corríjanme si estoy equivocado). También, es relativamente fácil comprar un PC corriente utilizando componentes de refrigeración de agua, mientras que el agua de enfriado servidores de bastidor son casi inexistentes.

Por otro lado, el uso de agua puede posiblemente (IMO):

  1. Reducir el consumo de energía de los grandes centros de datos, especialmente si es posible crear directa refrigerado por las instalaciones (es decir, el establecimiento está situado cerca de un río o el mar).

  2. Reducir el ruido, por lo que es menos doloroso para los seres humanos para trabajar en los centros de datos.

  3. Reducir el espacio necesario para los servidores:

    • En el nivel de servidor, me imagino que en ambos rack y blade servers, es más fácil pasar el agua de refrigeración de los tubos de residuos espacio para permitir que el aire pase por dentro,
    • En los centros de datos, si siendo requerido para mantener los callejones entre los servidores de acceso para el mantenimiento a los servidores, el espacio vacío bajo el suelo y en el techo el nivel utilizado para el aire puede ser eliminado.

Entonces, ¿por qué sistemas de enfriamiento del agua no son extensos, ni en los centros de datos, ni en la/rack de servidores blade nivel?

Es porque:

  • El agua de refrigeración es casi redundante en el nivel de servidor?

  • El costo directo de refrigerado por agua de la instalación es demasiado alto en comparación con una ordinaria centro de datos?

  • Es difícil mantener ese sistema (regularmente la limpieza del sistema de enfriamiento de agua que utiliza el agua de un río es, por supuesto, mucho más complicado y costoso que sólo el vacío de limpieza de los ventiladores)?

29voto

Chris S Puntos 65813

Agua + Electricidad = Desastre

El agua de refrigeración permite una mayor densidad de potencia de refrigeración de aire; por lo que averiguar el ahorro de costes de la extra de densidad (probablemente ninguno a menos que usted está muy limitado el espacio). A continuación, calcular el coste del riesgo de desastre (por ejemplo, 1% * el costo de su instalación). A continuación, hacer un simple riesgo-recompensa de comparación y ver si tiene sentido para su entorno.

22voto

Benoit Callebaut Puntos 141

Así que voy a romper mi respuesta en varias partes:

  • Propiedades físicas del agua en frente de aire y aceite mineral
  • Riesgos del uso del agua y de la histórica malas experiencias
  • Costo Total de refrigeración de un centro de datos
  • Weakenesses de los clásicos sistemas de refrigeración líquida

Propiedades físicas del agua en comparación con otros

Primero un par de reglas simples:

  • El líquido puede transportar más de calor que los gases
  • La evaporación de un líquido a extraer más calor (utilizado en el refrigerador)
  • El agua tiene la mejor refrigeración de las propiedades de todos los líquidos.
  • Un fluido en movimiento extraer el calor de la manera mejor que un no fluido en movimiento
  • Flujo turbulento requiere más energía para ser movido pero extraer el calor mucho mejor que el de flujo laminar.

Si se compara el agua y el aceite mineral versus aire (para el mismo volumen)

  • el aceite mineral es de alrededor de 1500 veces mejor que el aire
  • el agua es de alrededor de 3500 veces mejor que el aire

  • el petróleo es un mal conductor de la electricidad en todas las condiciones y se utiliza para la refrigeración de alta potencia de los transformadores.

  • aceite dependiendo de su tipo exacto es un solvente y es capaz de disolver el plástico
  • el agua es un buen conductor de la electricidad si no es puro (contiene minerales...) de lo contrario no
  • el agua es un buen electrolyt. Así metales poner en contacto con el agua puede ser disuelto bajo ciertas condiciones.

Ahora algunos comentarios sobre lo que he dicho anteriormente: Las comparaciones se realizan a presión atmosférica. En esta condición, el agua hierve a 100°C, que se puede estar por encima de la temperatura máxima de los transformadores. Así que cuando el enfriamiento con agua, el agua se mantiene líquida. Refrigeración con compuestos orgánicos como el aceite mineral o freón(lo que se usa en el refrigerador) es un método clásico de refrigeración para algunas aplicaciones (plantas eléctricas, vehículos militares...), pero el uso a largo plazo de aceite en contacto directo con el plástico que nunca se ha hecho en el sector de las TI. Por lo que su influencia sobre la fiabilidad de las partes de servidor es desconocido (Verde Evolución no dice ni una palabra acerca de es). Hacer que el líquido se mueva es importante. Apoyándose en el movimiento natural en el interior de un no moviendo el líquido para eliminar el calor es ineficiente y dirigir correctamente un líquido sin tubo es difícil. Por estas razones, la inmersión de refrigeración está lejos de ser la solución perfecta para las cuestiones de refrigeración.

Problemas técnicos

Hacer que el aire se mueva es fácil y las fugas no son una amenaza para la seguridad (eficiencia). Se requiere una gran cantidad de espacio y consumo de energía (15% de su escritorio cinsumption va a sus fans)

Hacer que un líquido se mueva es problemático. Usted necesita tuberías de enfriamiento de los bloques (platos fríos) que se adjunta a cada componente que desea fresco, un tanque, una bomba y tal vez un filtro. Por otra parte, el mantenimiento de un sistema es difícil, ya que usted necesita para eliminar el líquido. Pero se requiere menos espacio y requiere menos energía.

Otro punto importante es que una gran cantidad de estudios y la estandarización ha sido en el diseño de placas base,de escritorio y servidores basados en un aire basado en el sistema con ventiladores de refrigeración. Y los diseños resultantes no son adecuados para líquido a base de sistemas. Más info en formfactors.org

Riesgos

  • Sistemas de enfriamiento del agua de fugas, si el diseño está mal hecho. De calor de las tuberías son un buen ejemplo de un líquido basado en el sistema que no tiene ninguna fuga (mira aquí para más info)
  • Común de los sistemas de enfriamiento del agua fría agua caliente sólo componente, por lo que todavía requieren un flujo de aire para otros componentes. Así que tienes 2 sistemas de refrigeración en lugar de uno y degradar las prestaciones de su sistema de enfriamiento de aire.
  • Con los diseños estándar, una fuga de agua tiene un gran riesgo de causar mucho daño si entra en contacto con partes metálicas.

Comentarios

  • El agua pura es mala conductora de la electricidad
  • Casi cada parte de los componentes electrónicos están recubiertos con una capa conductiva. Sólo placas de soldadura no lo son. Así que un par de gotas de agua pueden ser inofensivas
  • El agua de los riesgos pueden ser mitigados por las soluciones técnicas existentes

Refrigeración de aire reduce su capacidad para contener el agua (humedad) y por lo tanto existe un riesgo de condensación (malo para la electrónica). Así que cuando el aire frío, usted necesita para eliminar el agua. Esto requiere energía. Normal el nivel de humedad para un humano es de alrededor de 70% de humedad.Así que es posible que usted necesita después del enfriamiento de volver a poner agua en el aire para el pueblo.

Costo Total de un centro de datos

Cuando se considere la posibilidad de refrigeración en un centro de datos, usted tiene que tomar en cuenta cada parte de ella:

  • El acondicionamiento del aire (filtrado, eliminando el exceso de humedad, que se desplazan alrededor...)
  • Fría y caliente aire nunca debe mezclar lo contrario, disminuye su eficiencia y existe un riesgo de hot spot (puntos que no se enfrían lo suficiente).
  • Usted necesita un sistema para extraer el calor en exceso o que usted tiene que limitar la producción de calor de la densidad (menos servidores por rack)
  • Usted ya puede tener las tuberías para eliminar el calor de la habitación (para el transporte de la misma hasta el techo)

El costo de un centro de datos es impulsado por su densidad (cantidad de servidores por metro cuadrado) y su consumo de energía. (algunos de los factores que entra también en cuenta, pero no para esta discusión) Total centro de datos de la superficie se divide en la superficie utilizada por el servidor de sí mismos, por el sistema de refrigeración, por empresas de servicios públicos (electricidad...) y el servicio de habitaciones. Si usted tiene más de servidor por rack, necesita más refrigeración y por lo tanto más espacio para la refrigeración. Esto limita la densidad real de su centro de datos.

Hábitos

Un centro de datos es algo muy complejo que requiere una gran cantidad de fiabilidad. Estadísticas de tiempo de inactividad de la causa en un centro de datos dicen que el 80% del tiempo de inactividad son causados por errores humanos.

Para lograr el mayor nivel de fiabilidad, usted necesita una gran cantidad de procedimientos y medidas de seguridad. Así que, históricamente, en los centros de datos, todos los procedimientos son realizados por aire sistema de refrigeración y de agua está limitado a sus más segura de usar si no se prohibió a los centros de datos. Básicamente, es imposible que el agua nunca entra en contacto con los servidores.

Hasta ahora, la compañía no fue capaz de llegar con una buena agua de enfriamiento de la solución a cambio de que la materia de los hechos.

Resumen

  • Técnicamente el agua es mejor
  • Diseño de servidor de centro de datos y los diseños no están adaptados para la refrigeración por agua
  • Mantenimiento actual y los procedimientos de seguridad que prohíben el uso de agua de refrigeración en el interior de los servidores
  • No comercial del producto es lo suficientemente bueno como para ser utilizado en los centros de datos

9voto

Some French Guy Puntos 96

Mientras que nosotros tenemos un par de refrigeración por agua de los bastidores (HP que en realidad, no sé si todavía hacen ellos) dirigir el agua de enfriamiento es un poco de la vieja escuela en estos días. La mayoría de los nuevos grandes centros de datos se construye con la aspiración de túneles que empujar el rack, este, a continuación, extrae el aire del ambiente a través y expulsa o captura-de-reutilizar el calor recogido a medida que se mueve a través de un equipo. Esto significa que no hay frío en todos y ahorra enormes cantidades de energía, la complejidad y el mantenimiento, a pesar de que tiene límite de los sistemas para un uso muy específico racks/tallas y requiere de repuesto espacio de rack para ser 'borrado' en la parte delantera.

6voto

GregD Puntos 7867

El agua es un solvente universal. Dado el tiempo suficiente, se va a comer a través de TODO.

El agua de refrigeración también añadiría un considerable (y costoso) nivel de complejidad a un centro de datos que se aluden en su post.

Sistemas de extinción de incendios en la mayoría de los centros de datos no contienen agua para un par de razones concretas, daños por agua puede ser mayor que el daño de fuego en un montón de casos y debido a que los centros de datos se encarga de tiempo de actividad (con copia de seguridad de los generadores de energía, etc.), esto significa que es muy duro de cortar la energía a algo (en el caso de un incendio) chorro de agua.

Por lo que se puede imaginar si usted tiene algún tipo de complejo sistema de enfriamiento de agua en su centro de datos, que da el espíritu, en el caso de un incendio?? Uff.

3voto

Some Guy Puntos 1242

Creo que la respuesta corta es que añade una complejidad considerable. No es tanto un problema de espacio.

Si tienes grandes cantidades de agua a tratar (tuberías, escorrentía, etc) va a añadir un montón de riesgo... el agua y la electricidad no se mezclan bien (o se mezcla muy bien, dependiendo de cómo se mire).

El otro problema con el agua es la humedad. En gran escala, que va a lanzar todos sus sistemas de aire acondicionado para un bucle. Luego hay acumulación de mineral de la evaporación, y sin duda un montón de otras cosas no creo que de aquí.

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