В условиях увеличения стоимости электроэнергии и возрастания роли, отводимой центрам обработки данных в ИТ-стратегии многих компаний, первостепенное значение приобретает все, что связано с охлаждением компьютеров, которыми ЦОД сегодня буквально напичканы

Именно поэтому исследователи в университетах поставили перед собой цель добиться снижения расходов на охлаждение серверных стоек в ЦОД. В мае представители Сиракузского университета при помощи специалистов корпорации IBM приступили к созданию одного из самых эффективных в мире с точки зрения энергосбережения ЦОД, а в Технологическом институте штата Джорджия была создана специальная лаборатория площадью более 100 м2 для проведения испытаний новых охлаждающих конструкций и оценки их влияния на общее энергопотребление.

«Мы намерены проанализировать энергопотребление всех компонентов, начиная от чипов и заканчивая вспомогательным оборудованием ЦОД, — пояснил Йогендра Джоши, профессор кафедры машиностроения технологического института штата Джорджия. — И готовы искоренять неэффективность на всех уровнях. Часть исследователей анализирует механизмы охлаждения на уровне процессоров, другая часть — на уровне серверных шкафов, а третья — на уровне прочего оборудования».

Интерес к системам охлаждения ЦОД обусловлен двумя основными тенденциями. С одной стороны, спрос на центры данных продолжает расти, несмотря на экономический спад, а количество генерируемого там тепла неуклонно увеличивается. С другой — объем ресурсов, выделяемых на строительство ЦОД, постоянно сокращается. Электроэнергия дорожает, а систем с водяным охлаждением пока мало.

«Ключевая роль сегодня отводится фактору стоимости, а расходы непрерывно растут, — заметила Марион Ховард-Хили, аналитик компании Broad Group, специализирующаяся на вопросах охлаждения ЦОД. — Расширение объемов неструктурированных данных означает, что стоимость хранения будет продолжать увеличиваться».

Пять лет назад типичная серверная стойка размером с бытовой холодильник вырабатывала от 1 до 5 кВт тепла. Сегодня она занимает объем, равный объему двух бытовых холодильников, и генерирует порядка 18 кВт тепла. Причем тенденция к увеличению тепловыделения оборудования будет только нарастать.

Соответственно растут требования и к охлаждающим технологиям.

«Мы подходим к рубежу, за которым возможностей воздушного охлаждения окажется уже недостаточно, — подчеркнул Джоши. — Нужно использовать жидкостное охлаждение. Стойку, генерирующую 60 кВт тепловой мощности, можно охладить только при помощи жидкости».

С учетом двух сложившихся тенденций становится понятно, что расходы на системы охлаждения ЦОД и обеспечение их функционирования необходимо сокращать. Только в этом случае компаниям удастся вписаться в ограниченный бюджет. Как правило, стоимость энергии, затрачиваемой на охлаждение ЦОД, составляет 30—50% от суммы расходов на поддержание функционирования находящегося в них оборудования. В целом же до 60% всех затрат на обслуживание ЦОД приходится на электроэнергию. А с учетом грядущего ввода в действие дополнительного налога на выбросы в атмосферу соединений углерода эти цифры еще более увеличатся.

Вот почему борьба за эффективное охлаждение становится приоритетным направлением для компаний, имеющих дело с ИТ. Предприятия пытаются решать эти задачи по-разному. Корпорация Intel сосредоточилась на создании более эффективных процессоров и методов охлаждения кристаллов на чипе. Производители серверов сконцентрировали основные усилия на создании более компактных машин с эффективным охлаждением. А конструкторы вспомогательного оборудования заняты поиском более удачных конфигураций, позволяющих сэкономить на отводе тепла.

Джоши намерен добиться сокращения расходов на охлаждение ЦОД на 15%. Новая конфигурация шкафов в ЦОД позволила повысить эффективность воздушного охлаждения. Вместо того чтобы размещать длинные ряды серверных стоек, которые выделяют тепло с одной стороны и получают охлаждение с другой, Джоши вместе со своими коллегами решил опробовать конфигурацию из четырех шкафов с воздушным охлаждением посередине. Такой способ зарекомендовал себя с самой лучшей стороны.

«Достаточно всего лишь изменить расположение стоек, и вы сможете сократить расходы на электроэнергию на 20—30%, — констатировал Джоши. — А в некоторых случаях есть шанс добиться и более весомой экономии».

Подобного целостного подхода к решению задач охлаждения придерживаются и другие исследователи. При поддержке специалистов IBM исследователи из Сиракузского университета приступили к реализации проекта, который должен помочь им сократить энергопотребление своего ЦОД наполовину. Он предусматривает использование местного электрического генератора и жидкостной охлаждающей системы, подводящей воду к задней части серверных шкафов.

Robert Lemos. Researchers Speed Up the Chase for Cooler Data Centers. CIO Magazine. June 09, 2009