In Kürze sind Sie nicht in der Lage, Server-klassecpus, GPUs und andere Gaspedale, wie FPGA, unter Verwendung des Luftstromes allein abzukühlen. Das ist nach Ansicht der Ingenieure von Microsoft, eine Firma, die gerade letztes Jahr sagte, dass Flüssigkeitskühlung nirgendwo nahe praktischem für Rechenzentren war.

„Was wir versuchen, hier zu tun, vorbereiten unsere Industrie für die Einführung von Flüssigkeit-abgekühlten Chips ist,“ sagte Husam Alissa, ein leitender Ingenieur mit Microsofts Data Center-Fortschrittsentwicklerteam, in einer Darstellung während des globalen Gipfels OCP im Mai, hielt praktisch. „Sie erfordern Flüssigkeitskühlung. So ist unsere Bemühung hier, mit OCP übereinzustimmen, und macht die Anpassung zur Flüssigkeitskühlung nahtloser.“

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OCP oder offenes Berechnungs-Projekt, ist die Bemühung Facebook, Goldman Sachs, und einige andere starteten im Jahre 2011, um Steuerung der Weise zu wringen ihre Rechenzentrum-Hardware und Infrastruktur sind – und Preis festgesetzt – weg von Firmen entworfen, die zu der Zeit Markt „Amtsinhaber“ (die Gleichen von Dell, von HP oder von Cisco) waren und sich das Nennen der Schüsse gewöhnt an hatten.

Microsoft war gerade eins einer Fülle OCP-Gipfelteilnehmer — Mitwirkende zum OCP brachten abkühlendes Teilprojekt der Lösungen (ACS) voran — wer erreichte, ihre Flüssigkeit-abgekühlten Projekte von etwas zu entwickeln, das zurück Projekt Mercury ähnelt, bevor es sicher war, Astronauten zu eher wie Apollo nach drei oder vier erfolgreichen Landungen zu starten. Seit 2016 hat Microsoft an Projekt Olymp, eine Bemühung, die Fahrgestelle und die Formfaktoren von den Servern weiter zu entwickeln gearbeitet, die für eine hyperscale Wolke wie Azurblau errichtet werden.

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Jetzt konzentrieren sich OCP-Führer wie Microsoft und Facebook und andere ACS-Untergruppenmitglieder, auf neue Weisen, die Wärmebeständigkeit von Prozessoren, von Gaspedalen und von Speicherbausteinen beizubehalten.

Die Zukunft, auf Hahn

„Hybride Flüssigkeitskühlung“ rüstet gewöhnlich luftgekühlte Systeme mit Anhängen nach, die Flüssigkeiten (einschließlich H2O aber vor kurzem auch neue Klassen von hergestellten Flüssigkeiten, ursprünglich begriffen für Feuerverlangsamung) direkt durch flexible Rohre und auf Siegeleinschließungen um Silizium-Chips liefern. Wenn, welches Alissa, das bald beschrieben wird, kommt, zu führen, eine neue Klasse flexible heiße und kalte Rohrleitung, unter Verwendung der Verbindungen „des blinden Kameraden“ (genderless Einverschluß), neben Ethernet und elektrischen Leitungen kanalisiert wird.

Auf der ankommenden Seite des Stromkreises seien Sie eine dielektrische Flüssigkeit – nicht Wasser und nicht Mineralöl. Sie wird zu umgebenden kritischen Komponenten einer Einschließung geleitet — möglicherweise ein mittelgroßer Kasten für das Motherboard, möglicherweise gerade ein kleiner Juwelkasten für einzelne Chips. Dort kommt die Flüssigkeit zum kochen. Dann leitet die abgehende Seite des Stromkreises den Dampf weg zu einer Einschließung, die die Hitze gefangennimmt, den Dampf zurück in Flüssigkeit wieder-kondensiert und den ganzen Prozess wieder beginnt.

Servergestelle verteilen bereits Luft. Sie ist nicht, es ausfällt, sich sie in, Geräte umzuwandeln vorzustellen praktisch, die Wasser stattdessen verteilen. Es sei denn, dass Sie der Vollimmersionsweg gehen, müssen Luftstrom und der Fluss der Flüssigkeit koexistieren. Die Ingenieure, die zu OCP beitragen, suchen nach Leistungsfähigkeit, Weisen, in denen beide Flüsse eher als fördern, sich versperren: „pneumatische Flüssigkeitskühlung“ (AALC).

Sie sind oben gegen eine Uhr, die sie das Ticken hören können, aber nicht sehen können. Das warnenden Microsofts Alissa machte aussieht nicht mehr strittig: Bald gibt es Chips, die nicht luftgekühlt sein können. Hatte es keine Pandemie gegeben, ihre Ankunftszeit würde gewesen sein einfacher zu schätzen.

Als Phillip Tuma erklärte ein Anwendungsentwicklungsspezialist mit 3Ms Elektronik-Material-Lösungs-Abteilung, OCP-Teilnehmern, der auftauchende Überfluss an den Flüssigkeitskühlungsmethoden kann unter Verwendung vier Eigenschaften sortiert werden (für eine theoretische Summe von 31 Vielzahl):

• Wärmeübertragungsmodus. Ein einphasiges System beruht auf natürlichen Faktoren, wie der Tatsache, die Wärmeanstiege, Hitze von einem Bereich entfernen, während ein Zweiphasensystem gewöhnlich einen Mechanismus integriert, der den flüssigen Fluss in Aufnahme und Ausfluß unterteilt.
• Konvektionsmodus. In einem Zweiphasensystem bestimmt dieses, ob der Antrieb für Wasserfluß ein aktiver Mechanismus, wie eine Pumpe oder ein passives ist, wie eine kalte Platte.
• Eindämmungsmethode. In einem Vollimmersionssystem (finden Sie unser spätestes tiefes Tauchen – ha! – auf Immersion hier), allen Servern oder Serverfahrgestellen in einer Gruppe werden in einem Einkessel eingeschlossen. Wechselweise kann ein einzelner Server in einer Siegelmaschinenhälfte eingeschlossen werden. Oder, in einem AALC-Entwurf, kann Siegel-halbSHELL einen einzelnen Chip einhüllen, entweder ausgerüstet mit einem passiven Kühlkörper oder mit einer Art von keramischem (nicht silberne Paste) das zu kochen fördert, ganz wie eine Straßenoberfläche an einem heißen Sommertag beschichtet.
• Flüssige Chemie. Eine Kohlenwasserstoffflüssigkeit ist, wie ein Mineralöl aber verfeinert in hohem Grade und reinigt. Durch Kontrast wird eine Fluorkohlenstoffflüssigkeit, wie ein feuerverzögerndes hergestellt und benimmt nicht sich wie ein Öl. Beide Klassen haben untere Siedepunkte als Wasser, und beide erfordern die konstante Entstörung, zum von Verunreinigungen, wie Wasser in einem Aquarium zu entfernen.

Methan ist ein Kohlenwasserstoff und da jeder mit einem Grill im Freien weiß, ist es in hohem Grade brennbar. Bei Zimmertemperatur ist es ein Gas, das es vom Gebrauch in der Immersion disqualifiziert. Was die Kohlenwasserstoffe macht, die benutzt werden, um die Kühlöle zu produzieren, die sicherer als Methan oder Hexan sind (bloß „brennbar "), sagten Tuma, haben Kohlenstoffzahlen von 10 oder größer. „Dort steigend von Ihnen, schließlich in Öle zu laufen, die einfach zu zähflüssig sind, für Immersion pumpbar und nützlich zu sein,“ erwähnte er.

Fallstudien

Damit hybride AACS-Systeme in der Rechenzentrumumwelt bestätigt werden können, müssen sie klassifiziert werden. Zu diesem Zweck bot Intel-Ingenieur Jessica Gullbrand einen ziemlich einfachen Entwurf an. Er fängt mit einer abkühlenden Konfiguration „der hybriden grundlegenden“ Komponente an: hauptsächlich die Einleitung von wasser-hineingegossenen kalten Platten zu einem luftgekühlten Rahmen, nur mit den starken Komponenten, wie GPUs oder CPUs in Verbindung tretend. Ein „hybrides Zwischen“ Modell fügt kalten Plattenkontakt DIMMs hinzu. Hier, wo Luftstrom beginnt, erheblich verringert zu werden, ist Gullbrand warnte und wo die Flüssigkeitskühlungsmethode kompensieren muss, um effektiv zu sein.

Die kalten Platten, die mit anderer Ausrüstung, wie Speicherreihen in Verbindung treten, würden das System qualifizieren, wie „hybrides modern.“ Sobald Luftstrom vollständig eingeschränkt oder nicht mehr eine Rolle beim Abkühlen spielt wird, kann das System nicht als „hybrides klassifiziert werden.“ Gestelle werden klassifiziert möglicherweise separat, entsprechend Intels Beitrag zu den Anträgen, abhängig von, ob sie Wärmetauscher im vorderen oder das hinter miteinschließen.

Wie viel dieses Klassifikationsentwurfs ist für Rechenzentrumingenieure und Bescheinigungsfachleute, und wie viel seien Sie für Risikomanagementfachleute? Konnten Schadensgutachter Risiko mit einer Vielzahl von neuen Variablen, wie der Wahrscheinlichkeit des Durchsickerns zum Beispiel nachrechnen?

Wir stellten die Frage zu Intels Gullbrand. „Wir haben nicht in [Anforderungen] dokumentieren speziell, was hinsichtlich des Risikomanagements notiert werden muss,“ sie reagierten spezifiziert. „Wir haben einige Sachen erwähnt, die betrachtet werden müssen. Was tun Sie zum Beispiel wenn Sie einen Unfall oder ein Durchsickern haben? Wenn dort ein Fleck ist, wie würden Sie das behandeln? Zu jene Prozesse zur Verfügung haben selbstverständlich bevor etwas geschieht.“

So dort möglicherweise beenden ein Risikomanagementabschnitt in den abschließenden Anforderungsdokumenten des OCPS für Komponenten wie die kalten Platten oben sein, „, zum sich von Leuten zu vergewissern denken die Lösungen durch,“ sagte Gullbrand.

Hybrides grundlegendes und Zwischen

Die abkühlende Konfiguration der Einfachhybride, wie durch Microsoft- und Facebook-vorgestellt Rechenzentrumingenieure, fängt mit dem Zubehör eines Wärmetauschers (HX) hinter dem Gestell an. Es ist eine Bolton-Komponente, die eine Reihe von fünf 280mm Ventilatoren umfasst, die bis 4.800 Kubikfuß pro Minute (CFM) erzeugen des Luftstromes. Es würde auch Temperatur- und Luftdruckmonitoren und Bord-Sensoren miteinschließen.

Da Alissa erklärte, findet ein Reservoir und eine Pumpanlage (RPU) einiger Luftstromkomponenten in einem Gestell statt, häufig die installiert auf die Unterseite. Es hat sich vom HX getrennt und das ganze System modularer und einfacher gemacht instandzuhalten und zu reparieren. Wechselweise wenn Raum verfügbar ist, kann das HX in das Gestell selbst installiert sein.

„Deshalb, wird der Flüssigkeit-zuluftteil dieser Lösung flexibel und kann für Leistung optimiert werden, oder der Endenanwendungsfall,“ sagte Alissa. „Und das RPU, seiend die Nabe der Lösung, kann standardisiert werden und optimiert werden, und auch bestimmt sein, damit Interoperabilität mehreren Lösungsanbietern ermöglicht, dieses Produkt zu stützen.“

Die Ingenieure von Calgary-ansässigen CoolIT-Systemen sind für den Entwurf des RPU in großem Maße verantwortlich, das, nach Ansicht des Lösungsdirektors Nocken Turner das hyperscale der Firma, von einer Fallstudie abgeleitet wurde, die seine abkühlende Verteilungseinheit der Gestell-ansässigen Flüssigkeit-zuflüssigkeit CHX80 (CDU) mit einbezieht. Dort wurde ein Gestell unter Verwendung einer Vielzahl des kalten direkten Kontaktes der Plattenherstellung mit heißen Komponenten abgekühlt und hineingegossen mit Flüssigkeit durch die Einführung einer flüssigen Endlosschleife.

Für die neue Fallstudie (oben dargestellt), wurde die Hitze, die durch die kalten Platten absorbiert wurde, durch das HX erschöpft, nachdem man durch den Luftzug überschritten hatte, der an die anderen Komponenten im System auf die normale Mode geliefert wird. Das CHX80 wurde zuerst für schmalstes offenes Gestell OCP 19-Zoll-Formfaktor, mit einem optionalen Einbauplattezubehör für größere Größen optimiert.

„, Interoperabilität zwischen Verkäufern, Standardisierung für die elektrischen und flüssigen Schnittstellen zu stützen wird angefordert,“ erklärte Turner und sagte etwas, das möglicherweise in drei Jahre sehr gut ist. „Dieses schließt nicht nur die Art des Verbindungsstücks aber auch der Standorte ein, sich gerade dort stößt zu vergewissern nicht mit allen möglichen anderen Komponenten im System zusammen, und wenn Sie Komponenten auslagern, laufen Sie kurz nicht auf Kabel- oder Rohrlänge.“

Es ist noch ein luftgekühltes Gestell, also, zu begreifen, wie man ein vorhandenes Gestell ist nicht solch eine Ausdehnung nachrüstet. Und die betroffene Flüssigkeit kann regelmäßiges Wasser sein, obgleich sie nicht braucht, direkt von der AnlagenWasserversorgung zu kommen. Noch erklärte Fernandes Teilnehmern, Flüssigkeit unterscheidet ganzes.

„Umfangreiche Prüfung dieser Gestell-stufigen Einrichtung, die GPU-Schlitten mit einbezieht, stellte [dass] für eine gegebene Luftmenge dar, liefert diese Regelflüssigkeitskühlungslösung viel Versprechen in Form von 50 Prozent höhere Leistungsaufnahmen-Unterstützung, verglichen mit der ursprünglichen luftgekühlten Lösung,“ sagte thermischer Ingenieur John Fernandes Facebooks. „Jedoch, fördern Sie Verbesserung in abkühlenden Komponenten könnte diese weiteren Projektionen drücken sogar.“

Hybrides modernes

Die Demonstration, die möglicherweise die Türen weg von der gesamten OCP-Konferenz durchgebrannt (zusammen mit irgendwelchen eingebauten Wärmetauschern) wurde über ein Video von einer Firma geliefert, die ZutaCore angerufen wurde.

Der Entwurf, entwickelt in Partnerschaft mit Gestellhersteller Rittal, bezieht mit ein, die Hintertür HX mit einem flüssigen Infusionszweiphasensystem auszurüsten, das dielektrische Flüssigkeit durch ein 4mm Einlassrohr in eine Kammer direkt über dem Chip pumpt, dessen Kühlkörper entfernt worden ist. Dort kocht die Flüssigkeit sichtbar, und Dampfblasen tragen Hitze weg durch ein 6mm Ausgangsrohr zu einer Kühlmittelverteilungsvielfältigkeit. Von dort wird Dampf durch zu einer Wärmeabgabeeinheit (HRU) geführt.

„Das HRU enthält Fans, die Kaltgangluft über einem Kondensator blasen und den Dampf zwingen, um seine Hitze aufzugeben und zurück in eine Flüssigkeit zu kondensieren,“ erklärte ZutaCores Direktor des Produktmanagements Timothy Shedd. „Eine Pumpe zeichnet dann, dass Flüssigkeit heraus und sie zurück zu den Verdampfern drückt, wo der Beginn der Laufzeit wieder.“

In der Mitte von ZutaCores ist Entwurf ein Teil (oben dargestellt) das den Kühlkörper eines Chips ersetzt. Er hat einen „erhöhten Kernbildungs-Verdampfer genannt,“ oder ENE. Kühle Flüssigkeit wird in eine Kammer gepumpt, in der Hitze vom Chip ihn zum kochen holt. Dieser Dampf wird durch die Verdampfer in einen luftgekühlten Kondensator gezogen. Weil die Kammer so klein ist und der Fluss so konstant ist, ist Rittal-Ansprüche, ein flüssiger Fluss von gerade 140mm pro Minute zum Abkühlen von 400W fähig.

Es ist Maße wie dieses, die unwiderstehliche zugunsten des Verlassens zu befürworten sind Ingenieure und die Wissenschaftler, das metrische, mit dem die Industrie z.Z. Server und Rechenzentrumenergie, auswertet im Rahmen, was angefordert wird, um sie abzukühlen.

„Diese Umwelt ist zu einer luftgekühlten Umwelt vollständig unterschiedlich,“ gab Jimil-Schah, einen Anwendungsentwicklungsingenieur mit 3M an, dessen Myriade von Produkten abkühlende Flüssigkeiten umfasst. „Mit luftgekühltem, werden Sie über Gestelldichte pro Quadratmeter sprechen. Aber hier, sprechen wir über Kilowatt-proliter.“

Wenn diese Projektion geschieht, während Flüssigkeitskühlung (mindestens durch Microsoft und Facebooks Berechnung) unvermeidlich wird, dann ist hier unsere neue Grundlinie, Höflichkeit Rittal und ZutaCore: 0,35 kW/liter. Das ist, wenn Kernbildung — ein neues Wort für das Rechenzentrum einheimisch — konnte alles abkühlen.