Veri merkezi operatörleri, yoğun işleme gerektiren bilişim uygulamaları büyüdükçe enerji verimliliğini artırmak için sıvı soğutma teknolojilerini değerlendiriyor. Dell’Oro Group’a göre, kuruluşların daha fazla bulut hizmeti benimsemesi, gelişmiş analizleri ve otomatik karar vermeyi etkinleştirmek için yapay zekayı (AI) kullanması ve blok zinciri ile kripto para uygulamalarını devreye alması dolayısıyla sıvı soğutma pazarı geliri, 2020 ile 2027 yılları arasında %60’lık bir bileşik yıllık büyüme hızı ile 2027’ye kadar 2 milyar dolara ulaşması öngörülmektedir.
Isı Yönetimi için AI Donanım Etkileri, © 2023 Dell’Oro Group
Veri merkezleri şu anda 20 kilovat (kW) üzerinde kabin güç gerekliliklerini desteklemektedir ancak pazar 50 kW veya daha fazlasına yönelmektedir. Yeni nesil merkezi işleme birimleri (CPU’lar) ve grafik işleme birimleri (GPU’lar) önceki nesil mimarilere göre daha yüksek termal yoğunluk özelliklerine sahiptir. Buna ek olarak, sunucu üreticileri yüksek performanslı bilişim ve AI uygulamalarına yönelik artan talebi karşılamak için her kabine daha fazla CPU ve GPU dahil etmektedir.
Hava işleme artık sınırlarını gösteriyor. Geleneksel hava soğutma, bu yüksek yoğunluklu kabinleri verimli ve sürdürülebilir bir şekilde soğutamaz.
Sonuç olarak, veri merkezi operatörleri sıvı soğutma seçeneklerini araştırıyor. Sıvı soğutma, yüksek yoğunluklu kabinlerin verimli ve uygun maliyetli bir şekilde soğutulmasını desteklemek için su veya diğer sıvıların daha yüksek termal transfer özelliklerinden yararlanır ve hava kullanımından 3000 kata kadar daha etkili olabilir. Ana bilgisayar ve oyun uygulamaları için uzun süre kanıtlanmış olan sıvı soğutma, dünya genelindeki veri merkezlerinde kabine monte sunucuları korumak için genişlemektedir. Vertiv, sıvı soğutmanın getirdiği zorlukları, fırsatları ve teknik gereklilikleri anlamanıza yardımcı olacak çok çeşitli kaynaklar oluşturmuştur. Bu kaynaklar, veri merkezi taban alanında sıvı soğutmayı nasıl uygulayacağınıza ve ölçeklendireceğinize karar vermenize yardımcı olacaktır.
Vertiv Sıvı Soğutma seçenekleri hakkında daha fazla bilgi edininBizimle İletişim Kurun
DCD> IT’yi Serin Tutmak: HPC
“Doğrudan çipe soğutma lider mi?” videosunu izleyin
Bu web semineri, soğuk plaka teknolojisinin mevcut durumunu incelemekte ve benimsenmesinin ardındaki nedenleri ve geleceğin çiplerinin soğutma ihtiyaçlarında oynayacağı temel rolü araştırmaktadır. Üstün ısı transferi için işlevselliğinin ötesinde, doğrudan çipe sistemler de daldırmalı muadillerinden farklı olarak daha kolay yenileme yeteneğine sahiptir. Peki, bu daha kolay kullanıma sunulmasına, değişimden korkan bir sektörde teknolojinin daha fazla benimsenmesine ve daha iyi bir yatırım getirisine yol açabilir mi? Ayrıca bu oturum soğuk plaka teknolojilerinin büyük ölçekte uygulandığını görene kadar olup olamayacağını ve ne kadar sürebileceğini sorgulayacaktır.
Doğrudan çipe soğutma lider mi?
Sıvı Soğutma Opsiyonlarını ve Performansını Anlama
Veri merkezi operatörleri sıvı soğutmada üç yoldan birini izlemektedir. Gelecekte sıvı soğutmalı kabinleri desteklemek için yeni altyapıya sahip hava soğutmalı tesisleri geleceğe hazır hale getirerek ve bu kabinleri destekleyecek altyapıya sahip olmayan mevcut hava soğutmalı tesislere sıvı soğutmayı entegre ederek yalnızca sıvı soğutmalı veri merkezleri geliştiriyorlar. Büyük olasılıkla çoğu operatör, kısa vadeli iş ihtiyaçlarını karşılayan ve hızlı yatırım getirisi sağlayan kapasiteyi kazanmak için ikinci yolu seçecektir.
Sıvı soğutma kurulumu karmaşık olabilir. Veri merkezi ekipleri, sıhhi tesisat gereklilikleri, soğutma dağıtımı, dengeleme kapasitesi, risk azaltma stratejileri ve ısı atımı sistemleri dahil olmak üzere önemli konuları değerlendirmek için bir iş ortağıyla birlikte çalışmak isteyecektir.
Sıvı soğutma seçenekleriniz şunları içerir:
-
Arka kapı ısı eşanjörleri – Pasif veya aktif ısı eşanjörleri, BT ekipman kabininin arka kapısını sıvı ısı eşanjörü ile değiştirir. Bu sistemler, karışık kabin yoğunluklarına sahip ortamları soğutmak için hava soğutma sistemleriyle birlikte kullanılabilir.
-
Doğrudan çipe sıvı soğutma – Doğrudan çipe soğuk plakalar, ısıyı tek faz soğuk plakalar veya iki faz buharlaşma üniteleri yoluyla çekmek için kartın ısı üreten bileşenlerinin üzerine yerleştirilir. Bu soğutma teknolojileri kabindeki ekipmanlar tarafından üretilen ısının yaklaşık %70-75’ini giderebilir ve geriye hava soğutma sistemleri tarafından giderilmesi gereken %25-30’luk bir pay kalır.
-
Daldırma soğutma – Tek faz ve iki faz daldırma soğutma sistemleri, sunucuları ve diğer bileşenleri kabindeki termal olarak iletken bir dielektrik sıvı veya akışkana daldırarak hava soğutma ihtiyacını ortadan kaldırır. Bu yaklaşım, sıvının termal transfer özelliklerini en üst düzeye çıkarır ve piyasadaki en enerji tasarruflu sıvı soğutma biçimidir.
Hava Soğutmalı Veri Merkezlerine Sıvı Soğutmayı Uygularken Dikkat Edilmesi Gereken 6 Husus
Sadece sıvıya dayalı veri merkezleri geliştirilirken ve bazı yeni hava soğutmalı veri merkezleri gelecekte sıvı soğutmalı kabinleri barındıracak şekilde tasarlanırken, günümüzde operatörlerin karşılaştığı en yaygın senaryo, sıvı soğutmayı destekleyecek altyapıdan yoksun mevcut hava soğutmalı tesislere entegre etmektir.
Bu, şaşırtıcı olmayan bir şekilde karmaşık hale gelebilir. Hava soğutmalı bir veri merkezine sıvı getirmeyi düşünüyorsanız, ele almaya hazırlıklı olmanız gereken bazı önemli sorunlar şunlardır.
Kullanılan sıvının türü ve ısı yükü-sıvı oranı, hibrit bir tesisin genel sistem tasarımını önemli ölçüde etkiler. Daha yüksek ısı-sıvı oranları, hava soğutma altyapısına olan talebi azaltır. Isı yükü, sıvı akış dereceleri ve basınç değişkenleri, genel sıvı soğutma çözümüne katkıda bulunmak için birlikte çalışır ve sıvıyı kabine getirme işleminin erken aşamalarında dikkate alınmalıdır.
Sıvı soğutma altyapısının en temel bileşeni olan soğutma sıvısını kabine taşıyan borular da mevcut bir tesis içinde yerleştirilmesi en zoru olabilir.
Çoğu durumda, operasyonlardaki aksamayı en aza indirmek için aşamalı bir yaklaşım gerekir. Colocation’da, operatörler bilinen müşteri gerekliliklerine yanıt olarak bir veya iki pakete tesisat ekler. Müşteri talepleri arttıkça, ilave paketlere de genişleteceklerdir. Aynı yaklaşım, veri merkezinin bir köşe bölümünün sıvı soğutmalı kabinlere atanabileceği kuruluşlarda da uygulanmaktadır.
Yükseltilmiş zeminli veri merkezlerinde, kötü planlanmış boru hatları hava akışını engelleyebilir. Yerden hava akışı üzerindeki etkiyi en aza indirmek için boru tesisatını yapılandırmak üzere hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) simülasyonları kullanılmalıdır.
Plaka veri merkezlerinde, borular genellikle potansiyel sızıntıların etkisini en aza indirmek için tüm bağlantı elemanlarının altında damlama tavaları ile koridorlar ve desteklenen tavan yapısı üzerinden geçer. Islak malzeme uyumluluğu ve doğru tipte bağlantı parçalarının seçilmesi de sıvı soğutma yerleştirmenin uzun vadeli başarısı için kritik öneme sahiptir.
Dağıtım
Sıvı soğutma ile tesiste, kabine dağıtılan sıvının hassas kontrolünü sağlayan ikincil bir soğutma döngüsü oluşturmanız gerekir. Bu döngüdeki temel bileşen soğutma sıvısı dağıtım ünitesidir (CDU). CDU, sıcaklık ve akış hızı kontrolü ve yabancı maddeleri yakalamak için filtreleme kullanarak sıvı hijyenini koruma becerisi sağlar.
Daha küçük projelerde, hava soğutma sisteminin CDU’dan atılan ısıyı kaldırabileceğini varsayarak, sıvıdan havaya ısı eşanjörü olan bir CDU yerleştirmeyi basitleştirebilir. Çoğu durumda, CDU kabinlerden geri dönen ısıyı yakalamak için sıvıdan sıvıya eşanjör kullanır ve soğuk sulu sistem aracılığıyla bunu atar. CDU’lar veri merkezinin çevresine konumlandırılabilse de çoğu ünite, destekledikleri kabinlere yakın olacak şekilde sıraya sığacak şekilde tasarlanmıştır.
Vertiv™ Liebert® XDU Soğutma Sıvısı Dağıtım Ünitesi, soğutma çipleri için sıvıdan havaya ısı eşanjörü işlevi görür.
Dengeleme kapasitesi
Bugün kullanılan en yaygın sıvı soğutma yöntemleri olan arka kapı ısı eşanjörleri ve doğrudan çipe soğuk plakalar, bağımsız olarak değil, hava soğutma sistemleriyle çalışır. Hem tek hem de iki faz daldırma soğutma da ilerleme kaydetmektedir.
Her bir sistemin toplam ısı yükünün ne kadarını işleyeceğini, sıvı sisteminin ne kadar hava soğutma kapasitesinin değişeceğini ve sıvı soğutma sisteminin hava soğutma sistemlerinde nerelerde yeni talepler getirebileceğini belirlemeniz gerekecektir. Arka kapı ısı eşanjörleri, örneğin, soğutulmuş havayı veri merkezine dışarı atabilir ve hava soğutma sistemi, servis için bir veya daha fazla arka kapı açıksa, kabinden gelen ısıyı kaldırabilmelidir. Arka kapı uygulamalarında, istenen su sıcaklıklarını elde etmek için tipik olarak bir soğutucu kullanılır.
Hava soğutmalı bir ortamda sıvı soğutma uygulamasının önündeki engelleri kaldırmak için tasarlanan Sıvı Soğutmaya Hazır Vertiv Liebert AFC soğutucular, iç mekan CRAH üniteleri ve CDU ünitelerini entegre ederek ve Sıvı Soğutma Veri Merkezine sorunsuz bir şekilde geçiş yaparak hava soğutma ve sıvı soğutmanın eşzamanlı yönetimine olanak sağlamak için tasarlanmıştır.
Sıvı soğutmanın büyümesinin önündeki en büyük engel, sıvının kabine taşınmasıyla ilişkili riskler konusunda endişeler olmuştur. Günümüzdeki sıvı soğutma sistemleri, dağıtılan sıvıların hacmini sınırlayarak ve sızıntı algılama teknolojisini sistem bileşenlerinde ve boru sistemi genelinde önemli konumlarda entegre ederek bu risk en aza indirir.
Dielektrik sıvılar kullanıldığında, sızıntılardan kaynaklanan ekipman hasarı riski ortadan kalkar ancak bu sıvıların yüksek maliyeti, su bazlı sistemlerde kullanılacak olan benzer sızıntı tespit sistemlerinin dahil edilmesini doğrular. Açık Bilişim Projesi, veri merkezlerine sıvı getiren herkes için önerilen Sızıntı Tespiti ve Entegrasyonu adlı sızıntı tespit teknolojileri ve stratejileri hakkında mükemmel bir makale yayınladı.
Isı geri kazanımı, veri merkezinden yakalanan ısının başka amaçlar için yeniden kullanılmasını mümkün kılarak soğutucu su sisteminin verimliliğini artırabilir. Isı yükünü soğutmak yerine, ısı sistem tarafından etkin bir şekilde yakalanır ve binanın diğer kısımlarında, komşu binalarda veya bölgesel bir ısıtma ağında ısıtma talebini karşılamak için kullanılabilir. Bu strateji, yakalanan ısı sıcaklıkları düşük olduğunda bile sıcaklığı artırmak için bir ısı pompası kullanılarak eski veri merkezlerine uygulanabilir.
Sıvı soğutmanın hava soğutmalı bir veri merkezine uygulanması, dikkatli planlama ve mühendislik gerektirir, ancak başarılı ve minimum düzeyde işleri aksatan bir yerleştirmeyi desteklemek için teknolojiler ve en iyi uygulamalar bugün mevcuttur.
Daha fazla bilgi için Vertiv’in Veri Merkezi Sıvı Soğutma Seçeneklerini ve Altyapı Gerekliliklerini Anlama başlıklı detaylı raporunu indirin.
Sıvı Soğutmanın Verimlilik Üzerindeki Etkisini Hesaplama
Yukarıda belirtildiği gibi, veri merkezi sıvı soğutmasının benimsenmesi, yüksek yoğunluklu IT kabinlerinin daha verimli ve etkili bir şekilde soğutulmasını sağlayabilmesi sayesinde ivme kazanmaya devam ediyor. Ancak veri merkezi tasarımcıları ve operatörleri, sıvı soğutmanın veri merkezi verimliliği üzerindeki etkisini tahmin etmek ve enerji tasarrufu ile verimliliği için sıvı soğutmanın dağıtımını optimize etmeye yardımcı olmak için kullanılabilecek verilerden yoksundur.
Bu boşluğu doldurmak için NVIDIA ve Vertiv uzmanlarından oluşan bir ekip, sıvı soğutmanın veri merkezi PUE’si ve enerji tüketimi üzerindeki etkisine ilişkin ilk büyük analizi gerçekleştirdi. Tam analiz, Amerikan Makine Mühendisleri Derneği (ASME) tarafından, Yüksek Yoğunluklu Hava-Sıvı Hibrit Soğutmalı Veri Merkezinin Güç Kullanımı Etkililik Analizi makalesinde yayınlanmıştır.
Veri Merkezi Sıvı Soğutma Enerji Verimliliği Analizinden Elde Edilen Temel Çıkarımlar
Güç Kullanım Verimliliği
PUE, veri merkezi sıvı soğutma verimliliğinin iyi bir ölçüsü değildir. Hava soğutmanın aksine, sıvı soğutma, PUE hesaplamasında pay (toplam veri merkezi gücü) ve paydayı (IT ekipmanı gücü) etkiler. Bu durum, sıvı soğutmayı sıvı ve hava soğutma sistemlerinin verimliliğini karşılaştırmak için onu etkisiz kılar.
Toplam Kullanım Etkinliği
- TUE (Toplam Kullanım Etkinliği) gibi alternatif ölçütler, hava soğutmalı bir veri merkezinde sıvı soğutmanın uygulanmasıyla ilgili tasarım kararlarına yol göstermede daha faydalı olacaktır.
- TUE = ITUE x PUE (ITUE = IT Ekipmanına Giden Toplam Enerji/Bilgisayar Bileşenlerine Giden Toplam Enerji)
- Veya TUE = Veri Merkezine Giden Toplam Güç/Bileşenleri Hesaplamak, İşlemek ve Depolamak için Toplam Güç
Yüksek yoğunluklu veri merkezlerinde sıvı soğutma, hava soğutmaya kıyasla IT ve tesis sistemlerinin enerji verimliliğini iyileştirir. Tamamen optimize edilmiş çalışmamızda, sıvı soğutmanın uygulanması toplam veri merkezi gücünde %10,2'lik bir azalma ve TUE’de %15’ten fazla bir iyileşme sağlamıştır.
Sıvı Soğutma Teknolojileri ile daha yüksek verimlilik
Veri merkezi sıvı soğutma uygulamasını en üst düzeye çıkarmak, — sıvı ile soğutulan IT yükünün yüzdesi açısından — en yüksek verimliliği sağlar. Doğrudan çipe soğutma ile tüm yükün sıvı ile soğutulması mümkün değildir, ancak yükün yaklaşık %75’i etkili bir şekilde soğutulabilir.
Sıvı soğutma, tesis altyapısının verimliliğini en üst düzeye çıkaran daha yüksek soğutulmuş su, besleme havası ve ikincil giriş sıcaklıkları sağlayabilir. Özellikle sıcak su soğutması dikkate alınmalıdır. Son çalışmamızdaki ikincil giriş sıcaklıkları 45 °C’ye (113 °F) yükseltilmiştir. Bu, elde edilen sonuçlara katkıda bulunurken atık ısının yeniden kullanımı için fırsatları da artırmıştır.
Veri Merkezi Soğutma Çözümleri: Sıvıları Güvenle Uygulama
Veri merkezinize sıvı soğutmayı güvenle uygulama hakkında daha fazla bilgi edinmek için bu videoyu izleyin
Hibrit Hava/Sıvı Soğutma Sistemleri ve Tam Sıvı Soğutmalı Veri Merkezleri Seçenekleri
Sıvı soğutma yolculuğunuzun neresinde olursanız olun, Vertiv iş hedeflerinize ve teknik gerekliliklerinize ulaşmanıza yardımcı olacak çözümler ve servisler sunar.
Isı yönetiminde global bir lider olan Vertiv, sıvı soğutmalı tesise bütünsel bir yaklaşım getirir. Çözümlerimiz, Energy-Smart Electronic Systems (ES2) ile iş ortağı olan üniversiteler, The Green Grid ve Open Compute Project ve Green Revolution Cooling ile iş birliği içinde yıllarca sürdürülen araştırma ve geliştirmelere dayanmaktadır.
Vertiv, bu çabalar ve yoğun sıvı soğutma R&D programımız sayesinde değişen müşteri gerekliliklerine ayak uydurur. Hibrit hava ve sıvı soğutmayı destekleyen bir çözüm portföyünün yanı sıra aşağıdakileri içeren tam sıvı soğutmalı veri merkezleri sunuyoruz:
- Veri merkezi sıvı soğutması için eksiksiz altyapı çözümleri sağlamak üzere tasarlanmış soğutucu dağıtım üniteleri (CDU’lar) ve iç mekan soğutucuları
- Aktif ve pasif arka kapı ısı eşanjörleri
- Sıvı soğutma CDU’ları ve soğutucular ile çalışmak üzere tasarlanmış ısı atımı sistemleri
- Sıvı soğutmayı desteklemek için hava soğutma ekipmanlarının değiştirilmesini sağlayan iyileştirme çözümleri
- Sıvı soğutma altyapısının devreye alınması, başlatılması ve işletilmesi için yerleşik uygulamalar ve servisler
S&P Global Market Intelligence’dan Pazar İçgörü Raporu Yeniden Baskısı
Vertiv, yeni soğutma sıvısı dağıtım ünitesiyle yüksek yoğunluklu bilişim için sıvı soğutmayı destekler
