Системы погружного (иммерсионного) охлаждения известны довольно давно. При этом до сих пор распространение подобных систем и их внедрение происходит не слишком активно. Тем не менее, прогресс все же есть, некоторые дата-центры используют системы погружного охлаждения, и не планируют переходить на прежние типы систем охлаждения.
В подобных системах обычно используется хладагент компании Novec, считающийся несомненным лидером. Но ничего постоянного нет, постепенно появляются альтернативные хладагенты. Одним из новых, перспективных проектов является пассивная система охлаждения на основе Fluorinert Electronic Liquid FC-72. Жидкость эта не проводит ток плюс очень стабильна (химически и термически). Здесь сразу сказать, что разработчики используют систему охлаждения, которая не требует погружения всего сервера в емкость с жидкостью. Авторы проекта — сотрудники Университета Алабамы, Хантсвилль (University of Alabama in Huntsville).
Как это работает?
Разработчики охлаждают лишь процессор, как один из самых нагревающихся элементов системы (хотя, конечно, греется не только процессор, особенно в высоконагруженных системах).
Преимуществами системы охлаждения, где используется хладагент Fluorinert Electronic Liquid FC-72, является ее полная пассивность, при этом не требуется использовать даже помпы. Поэтому энергия для работы системы не требуется. Второе преимущество, проистекающее из предыдущего — отсутствие движущихся частей, поэтому работать система может очень долго, операционные затраты на обслуживание будут минимальны.
Система работает следующим образом:
- Нагревшийся процессор (либо любой другой элемент) испаряет жидкость Fluorinert Electronic Liquid FC-72;
- Пар уходит к теплообменнику, откуда тепло уходит в окружающую среду (охлаждение воздухом);
- Fluorinert Electronic Liquid FC-72 конденсируется, и стекает в накопительный резервуар;
- Жидкость попадает к процессору, и цикл повторяется.
О практическом внедрении такой системы охлаждения в дата-центрах говорить еще рано, поскольку испытания проводились только для процессоров Intel Pentium 4 и Core i3. Но в скором времени будут проведены испытания и в «полевых» условиях.
При этом разработано сразу три варианта такой системы, которые тестировались в течение 12 часов. По результатам разработчики выбрали одну из систем, показавшую максимальную эффективность. Речь идет о прямоконтактной иммерсионной системе, очень эффективно стабилизирующей температуру процессора на уровне в 56 градусов Цельсия.
Разработчики считают, что использование пассивной системы охлаждения, без вентиляторов, позволяет ликвидировать необходимость частой очистки кулеров от пыли.
Экономика должна быть экономной
По словам разработчиков, их система, при условии массового внедрения поможет производителям компьютерных систем (включая серверы) ежегодно экономить $540 млн, в результате отказа от установки кулеров и необходимости подвода энергии.
Пользователи же систем только в США ежегодно смогут экономить около $6,3 миллиарда за счет отсутствия затрат энергии на системы охлаждения компьютерных систем.
Конечно, до массового внедрения системы охлаждения такого типа еще далеко, но работа достаточно перспективная, так что можно ожидать ее дальнейшего развития. Кроме того, патент разработчики уже получили.
Комментарии (39)
eta4ever
05.06.2015 16:35+3И как всегда, возникает вопрос теплоотвода от силовых элементов материнской платы и чипсета.
VanyaKokorev
05.06.2015 17:35+4Я правильно понял, что ребята изобрели тепловые трубки, которые мы и так давно используем? Принцип же тот же
eta4ever
05.06.2015 17:53В трубках еще капиллярный эффект используется. А тут они решили, что самотеком все будет хорошо, и по разным трубкам.
Illivion
05.06.2015 17:37+1А для крупного дата-центра на вводе трубки в теплообменник можно поставить турбинку и рекуперировать энергию!
eta4ever
05.06.2015 18:59Еще вот подумалось. А зачем тогда трубки? Положить системник горизонтально, на процессор поставить закрытый стакан с этой жижей, с ребрами в верхней части. Или рванет?
IRainman
05.06.2015 19:23Скорее всего там проблема в том, что в таком стакане (т.е. очень широкой и короткой трубке) жидкость очень быстро перейдёт в состояние, забыл как называется :( в общем, когда там будет только очень плотный пар и перестанет работать как система охлаждения.
eta4ever
05.06.2015 19:37Ну, да, повысится давление, вырастет температура кипения и на чем-то таком неудобном стабилизируется.
VladislavGH
05.06.2015 20:14Состояние, про которое вы говорите, называется: Идеальный газ.
IRainman
05.06.2015 20:20Точно, благодарю. Самое смешное, что я хотел написать этот термин, но усомнился в верности своей памяти.
itblogger
05.06.2015 22:33+1Состояние, о котором говорит IRainman, называется «критическая температура фазового перехода». Точнее, состояние называется «критическая точка», а температура, при которой происходит фазовое равновесие между газом и жидкостью — критической температурой.
ZyXI
05.06.2015 23:17Я об этом сразу подумал, только во всех доступных примерах давление слишком велико: за исключением гелия, это что?то порядка 10 атмосфер и выше. Для системы охлаждение, по?моему, слишком жирно, «стакан» протечёт раньше.
Muzzy0
06.06.2015 14:2610 атмосфер — это не так уж и много. Многие насосы дают такое давление на выходе, и трубы не лопаются :)
Muzzy0
06.06.2015 20:15Это не просто равновесие между фазами — между ними граница раздела фаз пропадает.
ZyXI
05.06.2015 23:13+1Идеальный газ — это математическая модель. Такого состояния нет, а «приближённо» мы его получим только при не слишком большом давлении, что противоречит «условию» «очень плотный пар». Но вот что IRainman имел ввиду не помню; может перенасыщенный пар?
IRainman
05.06.2015 23:17Точно, благодарю! Вот теперь развеяли окончательно сомнения, конечно же имелся ввиду именно перенасыщенный пар!
eta4ever
05.06.2015 20:53А вот еще интересно. Если мы, все же, положим системник горизонтально, в какую трубку пойдет пар? А если ставить клапан, то не придется ли ставить помпу в жидкостную часть, чтобы давления хватало для открытия этого клапана?
orcy
05.06.2015 21:06Мы интересно можно ли ноутбуки охлаждать как-то хладагентом с погружением или тогда он будет по весу как 10-литровая канистра с водой.
googol
06.06.2015 04:59Давно эскпериментируют с масляным охлаждением. В том числе на хабре было достаточно статей про это. Гуглите «компьютер в масле».
orcy
21.06.2015 08:46Я читал про погруженные сервера, меня интересует именно в приложении к ноутбукам. Если CPU+GPU будут запаяны в такой хладагент с диэликтрической жидкостью можно ли будет например обходиться без вентиляторов, насколько потяжелеет ноутбук. Эксперименты про которые я читал относились больше к серверам.
pandas
05.06.2015 23:16я почему-то уверен что к тому времени как такое устройство с этим хладагентом станет доступно всем, процессоры будут показывать вполне мощные вычислительные результаты, сопоставимые с нынешними i5-i7, но при этом практически не выделяющие тепла
ALTF13
06.06.2015 13:46Выглядит очень перспективно. Посмотрим, получит ли эта технология коммерческое применение в серверах.
impowski
Как это будет выглядеть в настоящем дата-центре еще и с подключением к каждому серверу?
VioletGiraffe
А мне интересно, как это будет выглядеть в моём системнике (сейчас стоит классическая СВО) :)
falke2
я сейчас представил себе картину дата центра, который пронизан этими трубками (цвет характерен) и все они идут к одному большому теплообменнику наверху. Эдакая кибернетическая фантастика :)
amarao
Поправка: сантехническая фантастика.