Рішення рідинного охолодження для центрів обробки даних ШІ – аналіз переваг рідинного охолодження

 

Ⅰ Переваги рідинного охолодження

 

Щоб забезпечити безперебійну та ефективну роботу сучасних центрів обробки даних, багато об’єктів потребують рішень для охолодження. З розвитком штучного інтелекту та великих даних кількість даних, які потрібно обробити, різко зросла, що призвело до збільшення тепла, що виділяється високопродуктивною обробкою. Деякі переваги переходу на рідинне охолодження включають:

 

1. Перехід від кондиціонування повітря до більш ефективного рідинного охолодження може знизити експлуатаційні витрати більш ніж на 40%

• Перехід від повітряного охолодження до рідинного може заощадити енергію.
• Зменшуючи роботу системних вентиляторів, зберігається додаткова потужність.
• Період окупності інвестицій в об’єкт в середньому становить один рік, що збільшує рентабельність інвестицій (ROI).

 

2. Ефективність рідинного охолодження значно підвищує ефективність використання енергії (PUE) для високопродуктивних потужних процесорів і графічних процесорів

• Рідина за своєю природою ефективніше відводить тепло, до 1000 разів ефективніше, ніж повітряне охолодження.
• Оскільки повітряне охолодження більше не відповідатиме майбутнім вимогам щодо охолодження процесорів і графічних процесорів, рідинне охолодження може стати необхідністю.
• Він підтримує найвищу продуктивність і найвищу щільність серверів, збільшуючи обчислювальну потужність на квадратний фут.

 

3. Зменшення витрат і впливу на навколишнє середовище

• Рідинне охолодження зменшує споживання електроенергії та викиди вуглецю на електростанціях, які працюють на викопному паливі. Зменшення впливу сучасних центрів обробки даних на навколишнє середовище стає корпоративною відповідальністю.
• Крім того, рідинне охолодження зменшує тремтіння мікросхеми. Коли центральний або графічний процесор перегрівається або наближається до максимальної робочої температури, він реалізує заходи зниження продуктивності, відомі як «теплове регулювання», щоб запобігти пошкодженню мікросхеми. Теплове регулювання призводить до зниження продуктивності системи, що впливає на швидкість обробки програми.

 

▲ Зниження витрат і впливу рідинного охолодження на навколишнє середовище

 

 

Зокрема, дроселювання чіпа може проявлятися двома способами:

1. Зменшення тактової частоти: ЦП або графічний процесор зменшує свою робочу швидкість, тобто знижує тактову частоту. У результаті робоче навантаження, яке ЦП або ГП може впоратися за один такт, зменшується, виробляючи менше тепла.

2. Вимкнення деяких ядер: у деяких багатоядерних процесорах для зменшення виділення тепла певні ядра можуть бути вимкнені. Хоча загальна продуктивність знижується, інші активні ядра виділяють менше тепла.

 

Ці заходи дроселювання є захисними діями для запобігання перегріву ЦП. Перегрів не тільки впливає на продуктивність, але також може скоротити термін служби пристрою та навіть пошкодити його. Тому дуже важливо переконатися, що ЦП та інше обладнання працює у відповідному діапазоні температур.

 

▲ Сервери з рідинним охолодженням

 

 

Ⅱ Глосарій

 

Ефективність використання електроенергії (PUE)

PUE, або ефективність використання електроенергії, є стандартним показником для вимірювання енергоефективності центру обробки даних. Він визначається як відношення загального енергоспоживання ЦОД до енергоспоживання ІТ-обладнання. Формула розрахунку ПУЕ така:

 

PUE=Загальне енергоспоживання ЦОД / Енергоспоживання ІТ-обладнання

 

Ідеальним значенням PUE є 1.0, тобто вся потужність, що надходить до центру обробки даних, використовується ІТ-обладнанням без зайвих витрат енергії. Однак насправді через такі фактори, як системи охолодження, освітлення та неефективність живлення, значення PUE зазвичай перевищує 1.0.

 

Рідинне охолодження значно покращує PUE дата-центрів, в основному в наступних аспектах:

 

1. Більш ефективне охолодження:Рідинне охолодження є більш ефективним, ніж традиційне повітряне охолодження, здатне швидше відводити тепло. Це означає, що для підтримки тієї ж робочої температури ІТ-обладнання потрібно менше енергії.
2. Знижене споживання енергії допоміжним обладнанням:Системи рідинного охолодження можуть зменшити потребу в кондиціонуванні повітря та численних вентиляторах, які зазвичай споживають значну кількість енергії в системах повітряного охолодження. Зменшивши енергоспоживання цих допоміжних пристроїв, можна значно покращити загальну PUE дата-центру.
3. Підтримка обчислень з високою щільністю:Рідинне охолодження дозволяє розмістити більше серверів і обчислювальних пристроїв у меншому просторі, тим самим збільшуючи обчислювальну потужність на квадратний метр. Ці обчислення з високою щільністю підвищують ефективність ІТ-обладнання без збільшення вимог до охолодження.
4. Нижче загальне енергоспоживання:Оскільки рідинне охолодження ефективніше відводить тепло, загальне споживання енергії для охолодження в центрі обробки даних зменшується, що безпосередньо впливає на розрахунок PUE, наближаючи його до 1.0.

 

Таким чином, для високопродуктивних процесорів і графічних процесорів високої потужності рідинне охолодження значно покращує PUE центру обробки даних, підвищуючи ефективність охолодження та знижуючи загальне споживання енергії, роблячи роботу центру обробки даних більш екологічною та економічно ефективною.