데이터 센터 수냉이 널리 보급되지 않은 이유는 무엇입니까?

내가 데이터 센터에 대해 읽고 듣는 것에서 수냉식을 사용하는 서버 룸이 너무 많지 않고 가장 큰 데이터 센터 중 어느 것도 수냉식을 사용하지 않습니다 (잘못되면 수정하십시오). 또한 수냉식 랙 서버는 거의 존재하지 않지만 수냉식을 사용하여 일반 PC 구성 요소를 구입하는 것은 비교적 쉽습니다.

반면에 물을 사용하면 가능할 수 있습니다 (IMO).

1. 특히 직접 냉각 시설을 만들 수있는 경우 (예 : 시설이 강이나 바다 근처에있는 경우) 대규모 데이터 센터의 전력 소비를 줄입니다.

2. 인간이 데이터 센터에서 작업하는 것을 덜 고통스럽게 만들어 소음을 줄입니다.

3. 서버에 필요한 공간을 줄이십시오.

   • 서버 수준에서 랙과 블레이드 서버 모두 공간을 낭비하는 것보다 수냉식 튜브를 통과하는 것이 공기가 쉽게 통과 할 수 있다고 생각합니다.
   • 데이터 센터 수준에서 서버에 대한 유지 관리 액세스를 위해 서버간에 골목을 유지해야하는 경우 바닥 아래의 빈 공간과 공기에 사용 된 천장 수준을 제거 할 수 있습니다.

그렇다면 왜 수냉 시스템이 데이터 센터 수준이나 랙 / 블레이드 서버 수준에서 널리 보급되지 않았습니까?

그 이유는 다음과 같습니다.

• 서버 수준에서 수냉이 거의 중복되지 않습니까?

• 수냉식 시설의 직접 비용이 일반 데이터 센터에 비해 너무 높습니까?

• 그러한 시스템을 유지하기가 어렵습니다 (강에서 물을 사용하는 수냉 시스템을 정기적으로 청소하는 것은 팬을 진공 청소기로 청소하는 것보다 훨씬 더 복잡하고 비쌉니다)?

물 + 전기 = 재난

수냉은 공랭보다 더 큰 전력 밀도를 허용합니다. 따라서 추가 밀도의 비용 절감 효과를 파악하십시오 (공간 제약이없는 경우는 거의 없음). 그런 다음 물 재난 위험의 비용을 계산하십시오 (예 : 1 % * 시설 비용). 그런 다음 간단한 위험 보상 비교를 수행하여 환경에 적합한 지 확인하십시오.

그래서 나는 서버 부분에서 답을 깨뜨릴 것입니다.

• 물 대 공기 및 미네랄 오일의 물리적 특성
• 물 사용의 위험과 역사적으로 나쁜 경험
• 데이터 센터 냉각 비용
• 고전적인 액체 냉각 시스템의 약점

다른 물에 비해 물의 물리적 특성

먼저 몇 가지 간단한 규칙 :

• 액체는 가스보다 더 많은 열을 전달할 수 있습니다
• 액체 추출물을 더 많은 열 증발 (냉장고에서 사용)
• 물은 모든 액체 중에서 최고의 냉각 특성을 가지고 있습니다.
• 움직이지 않는 유체보다 열이 더 잘 움직이는 유체
• 난류는 이동하는 데 더 많은 에너지가 필요하지만 층류보다 열을 더 잘 추출합니다.

물과 미네랄 오일을 공기와 비교하면 (같은 부피)

• 미네랄 오일은 공기보다 약 1500 배 더 낫습니다.

• 물은 공기보다 약 3500 배 더 낫습니다

• 오일은 모든 조건에서 나쁜 전기 전도체이며 고전력 변압기를 냉각시키는 데 사용됩니다.

• 정확한 유형에 따른 오일은 솔벤트이며 플라스틱을 용해시킬 수 있습니다
• 물이 순수하지 않은 경우 좋은 전기 전도체입니다 (광물 포함 ...)
• 물은 좋은 전해액입니다. 따라서 물과 접촉 한 금속은 특정 조건에서 용해 될 수 있습니다.

이제 위에서 말한 것에 대한 의견이 있습니다 : 비교는 대기압에서 이루어집니다. 이 조건에서 물은 프로세서의 최대 온도보다 높은 100 ° C에서 끓습니다. 물로 냉각하면 물은 액체로 유지됩니다. 미네랄 오일이나 프레온 (냉장고에 사용되는)과 같은 유기 화합물로 냉각하는 것은 일부 응용 분야 (발전소, 군용 차량 등)에서 냉각하는 고전적인 방법이지만 플라스틱과 직접 접촉하는 석유의 장기 사용은 결코 이루어지지 않았습니다. IT 부문에서. 따라서 서버 부분의 안정성에 미치는 영향은 알려져 있지 않습니다 (Green Evolution은 is에 대한 단어를 말하지 않습니다). 액체 이동이 중요합니다. 열을 제거하기 위해 움직이지 않는 액체 내부의 자연적인 움직임에 의존하는 것은 비효율적이며 파이프가없는 액체를 정확하게 지시하는 것은 어렵습니다. 이러한 이유들로,

기술적 인 문제

공기 이동이 쉽고 누출은 안전에 대한 위협이 아닙니다 (효율적으로). 공간이 많이 필요하고 에너지를 소비합니다 (데스크톱 소각의 15 %가 팬에게 전달됨)

액체 이동은 번거 롭습니다. 파이프, 냉각하려는 모든 구성품에 부착 된 냉각 블록 (냉판), 탱크, 펌프 및 필터가 필요합니다. 또한 액체를 제거해야하므로 이러한 시스템을 정비하는 것은 어렵습니다. 그러나 공간과 에너지가 덜 필요합니다.

또 다른 중요한 점은 냉각 팬이 장착 된 공기 기반 시스템을 기반으로 메인 보드, 데스크탑 및 서버를 설계하는 방법에 대한 많은 연구 및 표준화가 중단되었다는 것입니다. 결과 디자인은 액체 기반 시스템에는 적합하지 않습니다. formfactors.org에 대한 추가 정보

위험

• 설계가 제대로 수행되지 않으면 수냉 시스템이 누출 될 수 있습니다. 히트 파이프는 누출이없는 액체 기반 시스템의 좋은 예입니다 ( 자세한 내용은 여기 참조 ).
• 일반적인 수냉 시스템은 뜨거운 구성 요소 만 냉각하므로 다른 구성 요소에는 공기 흐름이 필요합니다. 따라서 하나 대신 2 개의 냉각 시스템이 있고 공기 냉각 시스템의 성능이 저하됩니다.
• 표준 설계를 사용하면 누수로 인해 금속 부품에 닿으면 많은 손상을 입을 위험이 있습니다.

비고

• 순수한 물은 나쁜 전기 전도체입니다
• 전자 부품의 거의 모든 부분은 비전 도성 코팅으로 코팅됩니다. 솔더 패드 만 없습니다. 따라서 몇 방울의 물은 무해 할 수 있습니다
• 기존 기술 솔루션으로 물 위험을 완화 할 수 있습니다

냉각 공기는 물 (습도)을 함유하는 용량을 감소시켜 결로 위험이 있습니다 (전자 제품에 나쁜 영향). 따라서 공기를 식힐 때 물을 제거해야합니다. 에너지가 필요합니다. 사람의 정상적인 습도 수준은 습도의 약 70 %이므로 사람들이 공기 중에 물을 다시 넣으려면 냉각 후 필요할 수 있습니다.

데이터 센터의 총 비용

데이터 센터에서 냉각을 고려할 때는 데이터 센터의 모든 부분을 고려해야합니다.

• 공기 조절 (여과, 습기 제거, 주변 이동)
• 차갑고 뜨거운 공기가 섞이지 않아야합니다. 그렇지 않으면 효율성이 떨어지고 열점이 발생할 위험이 있습니다 (충분히 냉각되지 않은 지점).
• 초과 열을 추출하기위한 시스템이 필요하거나 열 생산 밀도를 제한해야합니다 (랙당 서버 수가 적음)
• 이미 실내에서 열을 제거하는 파이프가있을 수 있습니다 (지붕까지 열을 전달하기 위해).

데이터 센터의 비용은 밀도 (평방 미터당 서버 수)와 전력 소비에 의해 결정됩니다. (일부 다른 요소도 고려하지만이 설명에는 포함되지 않습니다.) 전체 데이터 센터 표면은 서버 자체, 냉각 시스템, 유틸리티 (전기 ...) 및 서비스 실에서 사용하는 표면으로 나뉩니다. 랙당 더 많은 서버가있는 경우 더 많은 냉각 공간과 더 많은 냉각 공간이 필요합니다. 이는 데이터 센터의 실제 밀도를 제한합니다.

버릇

데이터 센터는 많은 신뢰성을 요구하는 매우 복잡한 것입니다. 데이터 센터의 다운 타임 원인 통계에 따르면 다운 타임의 80 %가 인적 오류로 인한 것이라고합니다.

최고의 수준의 안정성을 얻으려면 많은 절차와 안전 조치가 필요합니다. 따라서 역사적으로 데이터 센터에서는 공기 냉각 시스템에 대한 모든 절차가 수행되며 데이터 센터에서 금지되지 않은 경우 물은 가장 안전한 사용으로 제한됩니다. 기본적으로 물이 서버와 접촉하는 것은 불가능합니다.

지금까지는 사실을 바꾸기에 충분한 수냉 솔루션을 갖춘 회사는 없었습니다.

개요

• 기술적으로 물이 더 좋습니다
• 서버 설계 및 데이터 센터 설계는 수냉에 적합하지 않습니다.
• 서버 내부의 수냉식 사용을 금지하는 현재 유지 관리 및 안전 절차
• 데이터 센터에 사용하기에 충분한 상용 제품은 없습니다

요즘에는 수냉식 랙이 몇 개 있지만 (실제로 HP 랙은 아직 만들지 모릅니다) 직접 수냉식은 조금 구식입니다. 대부분의 새로운 대형 데이터 센터에는 랙을 밀어 넣는 흡입 터널이 내장되어 있습니다. 그러면 주변 공기를 끌어 당겨 장비를 통과 할 때 수집 된 열을 재사용하거나 재사용 할 수 있습니다. 이는 시스템이 매우 특정한 랙 / 크기를 사용하도록 제한하고 여분의 랙 공간을 전면에 '비워 두어야'하더라도 냉각이 전혀 필요 없으며 엄청난 양의 에너지, 복잡성 및 유지 관리를 절약합니다.

물은 보편적 인 용매입니다. 충분한 시간이 주어지면 모든 것을 통해 먹을 것입니다.

수냉은 또한 데이터 센터에 상당한 (그리고 비용이 많이 드는) 수준의 복잡성을 추가하여 게시물에서 암시합니다.

대부분의 데이터 센터의 화재 진압 시스템에는 몇 가지 매우 특정한 이유로 물이 포함되어 있지 않습니다. 많은 경우에 물 손상이 화재 피해보다 더 클 수 있으며 데이터 센터에 가동 시간이 필요하기 때문에 (전원 백업 발전기 등) , 즉, 물을 뿜어 내기 위해 (화재시) 전원을 차단하기가 매우 어렵습니다.

따라서 데이터 센터에 복잡한 수냉 시스템이 있다고 가정하면 화재시 유령을 포기할 수 있습니까? Yikes.

짧은 대답은 상당히 복잡하다는 것입니다. 공간 문제가 아닙니다.

처리 할 물이 많이 있다면 (배관, 유출 등) 많은 위험을 초래할 수 있습니다. 물과 전기가 잘 섞이지 않습니다. 그것).

물의 다른 문제는 습도입니다. 대규모로 모든 에어컨 시스템을 루프로 던질 것입니다. 그런 다음 증발로 인한 광물 축적이 있습니다. 그리고 제가 여기서 생각하지 못한 다른 것들도 의심 할 여지가 없습니다.

데이터 센터 냉각에는 물을 사용하지 말고 전기와 잘 혼합되는 미네랄 오일을 사용하십시오. 참조 http://www.datacenterknowledge.com/archives/2011/04/12/green-revolutions-immersion-cooling-in-action/를

솔루션이 새로운 기술이지만 기술이 상당히 오래되었지만 기존 데이터 센터로 이러한 유형의 변경을 수행하면 기존 랙을 새로운 유형의 랙으로 교체해야하기 때문에 매우 어려워집니다 ...

데이터 센터에서 물을 사용하지 않는 데 대한 큰 단점은 대부분의 수냉 시스템이 원시적이라는 사실입니다. 랙의 수원에 서버를 연결하려면 모두 빠른 연결이 필요하며, 특히 DC에 수천 개가있을 수있는 고장의 원인이됩니다. 또한 서버를 서비스하기가 더 어려워지며 대부분의 경우 여전히 팬이 필요합니다. 그래서 당신은 복잡성을 더하고 있습니다.

인간 측면에서 대부분의 시설 관리자는 변화에 저항합니다. 그들은 공기 냉각에 매우 능숙하며 액체로의 이동은 그러한 기술을 쓸모 없게 만듭니다. 또한 모든 시설 OEM은 완전한 제품 라인 리두를 의미하므로 변경에 저항 할 것입니다.

변화는 a) 더 나은 액체 냉각 설계와 b) 변화를 강제하는 법안으로 만 제공 될 것입니다

OVH (세계에서 가장 큰 데이터 센터 회사 중 하나)는 10 년 이상 수냉식을 사용하고 있습니다.

랙을 볼 수있는이 링크를 확인하십시오. http://www.youtube.com/watch?v=wrrZxmfevoE

고전적인 회사의 주요 문제는 이러한 기술을 사용하기 위해 R & D를 수행해야한다는 것입니다.

수냉식 데이트 센터는 물을 정화하면 매우 효율적이고 에너지를 절약합니다. 그러나 가까이 접촉하면 위험이 더 커집니다. 1) 수분 / 습도 수준
2) 물에 의한 전기.

물은 실제로 사용하기에 가장 좋은 유체가 아닐 수 있습니다. 지적했듯이 시간이 지남에 따라 모든 것을 녹일 것입니다. 확실히 물은 냉각 응용 분야에서 잘 사용되지만 가장 좋은 방법은 아닙니다. 그러나 미네랄 오일도 사용 중일 수 있지만 선택하는 것이 가장 좋은 방법은 아닙니다.

물과 달리 비 부식성이며 열전달 유체로 사용되도록 특별히 설계된 특수 열전달 오일을 사용할 수 있습니다. Paratherm은 이미 다양한 것을 만듭니다.

문제는 폐쇄 루프 열교환기에 물건을 연결하는 것이며 많은 수에 대해 이야기하고 있습니다.

이 솔루션은 이미 만들어졌지만 전자 환경에서는 사용되지 않으며 농기계에서 비롯된 것입니다. 그 이름을 유압으로 지정하십시오. 퀵 스냅 호스 엔딩은 누출 방지 기능을 제공합니다. 어떤 이유로 든 연결이 끊어지면 수컷과 암컷 끝을 모두 닫습니다. 최악의 경우 연결을 끊을 때 작은 방울이 1-2 개를 넘지 않아야합니다.

따라서 우리는 그 부분을 제거 할 수 있습니다. 그러나 냉각이 필요한 모든 단일 칩 / 회로에 맞는 적절한 구리 부품을 설계하는 것은 까다로운 작업입니다. 액체 냉각의 경우와 같이 과도한 열을 제거해야하는 모든 단일 부품을 덮어야합니다. 모든 랙에 적절한 양의 액체 순환이 이루어지고 고장을 방지하기 위해 비교적 고압 펌프, 프리 센서 및 리 덕터가 필요합니다. 전자식 차단 밸브도 필요합니다. 처음에 다른 의도를 가지고 있더라도 이러한 부분이 이미 만들어 졌으므로 이것은 새로운 것이 아닙니다. 많은 소형 팬은 이중화의 이점을 가지므로 단일 포인트 고장의 가능성을 방지하기 위해 다중 펌프 장치가 필요합니다.

그 외에도, 실제 폐 루프 사이클 인 경우, 많은 양의 공기가 아닌 저점도 열전달 유체를 이동 시키면 자연스럽게 스스로를 지불하게됩니다.

실제로 여러 가지 방법이 있습니다. 우선 모든 에어컨 비용과 팬 가동 비용이 줄어 듭니다. 그 비용을 과소 평가하지 마십시오. 작은 팬이라도 몇 와트의 전력을 소비 할 수 있으며 팬은 시간이 지나면 고장납니다. 유압 펌프는이 응용 프로그램과 관련된 저압을 고려하여 문자 그대로 24/7 년 동안 작동하여 수많은 팬을 대체 할 수 있습니다. 다음으로 서버급 칩은 남용을 견딜 수 있으며 데스크탑에 비해 매우 높은 온도에서 실행될 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 그것들을 더 시원하게 유지하고 예상 수명은 더 길어질 것입니다. 먼지와 습기를 방지하기위한 공기 여과는 더 이상 필요하지 않습니다.

이러한 요인은 이러한 종류의 냉각 기술의 단점을 훨씬 능가합니다. 그러나 초기 투자는 더 높습니다. 확실히이 솔루션은 더 높은 밀도의 서버 설정을 제공 할 수 있지만 현재로서는 단순히 데이터 센터에서 투자를 고려하지 않습니다. 기존 냉각 솔루션을 재 구축하는 데는 시간이 걸리고 시간은 돈입니다. 부피가 큰 방열판이 필요하지 않거나 팬도 아니기 때문에 서비스도 매우 쉽습니다. 잠재적 인 장애 지점의 수를 줄이면 (단일 팬 하나가 그 중 하나임) 명심해야 할 사항이며, 작업자와의 상호 작용없이 중복 펌프가 작동 할 수 있습니다. 또한 팬도 스스로 열을 발생시킵니다. 내부에 20 개의 팬이 있고 5 와트 이하의 전력을 생산하는 장치를 고려하십시오. 최종 결과는 어떻게 든 제거하기 위해 100 와트의 또 다른 열이 될 것입니다. 펌프와 구동 모터도 열을 발생시킵니다. 랙 장치 내부에는 없습니다. 대상 시스템과 분리되어 격리됩니다. 단락이 전원 공급 장치의 능동 소자 단락이라고 말하는 경우, 이러한 종류의 액체 냉각은 실제로 충분한 열을 움직일 수 있으므로 화재가 발생할 가능성을 줄입니다. 불 근처에서 신선한 공기를 옮기는 것이 가장 좋은 생각은 아닙니다. 또한 플라스틱 부품은 녹고 플라스틱 부품은 가연성입니다. 열 전달 유체는 팬이 녹아 잠재적으로 다른 단락의 원인이 될 수있는 온도에서 행복하게 작동합니다. 또한 플라스틱 부품은 녹고 플라스틱 부품은 가연성입니다. 열 전달 유체는 팬이 녹아 잠재적으로 다른 단락의 원인이 될 수있는 온도에서 행복하게 작동합니다. 또한 플라스틱 부품은 녹고 플라스틱 부품은 가연성입니다. 열 전달 유체는 팬이 녹아 잠재적으로 다른 단락의 원인이 될 수있는 온도에서 행복하게 작동합니다.

액체 냉각이 위험할까요? 안전 측면에서 볼 때 소형 팬의 힙은 훨씬 더 위험합니다. 수명 관점에서 볼 때 액체 냉각이 훨씬 선호됩니다. 유일한 단점은 직원 교육 및 초기 투자입니다. 그 외에는 실행 중에도 지불 할 수있는 훨씬 더 실용적인 솔루션입니다.

그것은 잘 작동하지만 수천 대의 기계를 설치하는 데 많은 비용과 시간이 소요되며 많은 공간을 차지합니다. 또한 필요하지 않습니다. 게임 리그는 서로를 가깝게 묶을 수있는 방법이 많이 있습니다. 적절한 환기 기능을 갖춘 모든 제품은 70 % 공기 흐름으로 100 % 작동하더라도 거의 효과가 없습니다.