آیا کسب‌وکارهای هوشمند و سازمان‌های بزرگ نیاز دارند تا چشم‌اندازی از فناوری آینده داشته باشند؟ برای چه تغییراتی باید خودشان را آماده سازند؟ ممکن است امروز شما یک مرکزداده با بازدهی و کارایی خوب داشته باشید و جوابگوی نیازهای شما باشد و از سوی دیگر مصرف انرژی و نگه‌داری آن برایتان به‌صرفه باشد اما آیا با توسعة کسب‌وکار و سرویس‌ها و افزایش دستگاه‌ها و سیستم‌های پردازشی و ذخیره‌سازی؛ وضعیت به همین روال خواهد ماند؟
در آن شرایط، احتمالا به سراغ سیستم‌های سرمایشی پیشرفته‌تر و بزرگ‌تر می‌روید. آیا خنک‌کننده‌های مایع می‌توانند یکی از گزینه‌های انتخاب شما باشند؟
آیا آینده به مراکز داده خنک‌کننده مایع تعلق دارد یا اینکه هنوز براساس سیستم‌های جریان هوا است؟ در این مطلب می‌خواهیم کمی درباره مراکز داده با خنک¬کننده مایع صحبت کنیم و مزایا و انواع آنها را معرفی کرده و با یکدیگر مقایسه کنیم.
خنک‌سازی سرور و رک یکی از چالش‌های اصلی مراکز داده امروزی است. بسیاری از راهکارهای سرمایشی امروزی مبتنی بر استفاده از سیستم تهویه هوای اطراف کابین‌ها و گردش هوای سرد و گرم در اطراف تجهیزات سخت‌افزاری دارای دمای بالا هستند.
برخی از مراکز داده از راهروهای هوای گرم و سرد برای کاهش مصرف انرژی و صرفه‌جویی در هزینه‌ها استفاده می‌کنند. همچنین رطوبت محیط باید به شدت کنترل و در یک بازة معینی نگه داشته شود چون افزایش یا کاهش رطوبت هوای اطراف دستگاه‌های الکترونیکی خطرناک و آسیب‌زا است.
مراکز داده مبتنی بر هوای سرد گران‌قیمت هستند و هزینه‌های ساخت و راه‌اندازی آنها بالا است. بیش از ۱۵ درصد از کل انرژی باید صرف گردش هوای سرد در اطراف دستگاه‌های الکتریکی شود و از سوی دیگر نزدیک به ۱۵ درصد از کل انرژی نیز توسط فن‌های رک‌ها و سرورهای تیغه‌ای مصرف خواهد شد.
فن‌ها نه تنها ناکارآمد نشان می‌دهند بلکه در سیستم‌های امروزی یک راهکار شکست خورده محسوب می‌شوند. فن‌ها محدودیت‌های تراکم انرژی دارند و راه‌اندازی و نگه‌داری از آنها با هزینه‌های بالا و سخت همراه است و فضاهای مفیدی از مراکز داده را اشغال می‌کند.
مشکلات سیستم‌های سرمایشی مبتنی بر هوای سرد به اتلاف انرژی و فضا محدود نمی‌شود و تماس هوا با تجهیزات الکتریکی می‌تواند منجر به تولید اکسیداسیون و خرابی شود. اگر هوا آلوده باشد شاهد خرابی‌های بیشتری مانند مسدود شدن فیلترها خواهیم بود.
گرمای بیش از اندازه یا نویز فن‌ها می‌تواند مشکلات دیگری در سیستم‌ها و تجهیزات مراکز داده به وجود بیاورد و برای مقابله با این مسایل باید تجهیزات دیگری نصب و استفاده شود.
تمامی این مشکلات، منجر به حرکت به سوی سیستم‌های سرمایشی مایع سرد شده است و مراکز دادة مبتنی بر خنک‌کننده‌های مایع، از تمامی این مشکلات خلاص خواهند شد. درک این قضیه بسیار ساده است: مایع هزار بار موثرتر از هوا می‌تواند دستگاه‌های الکترونیکی را خنک کند.
هوا یک رسانای عایق با ظرفیت گرمایی ناچیز است که جرم سبکی نیز دارد؛ به همین دلیل هوای گرم زود به سمت بالا حرکت کرده و هوای سرد به سوی زمین کشیده می‌شود و مراکز داده به طور دایم درگیر گردش هوای گرم و سرد هستند.
برخی از سیستم‌های کامپیوتری اولیه نیز مبتنی بر خنک‌سازی مایع سرد بودند اما چون فناوری‌های این روش گران، سخت و همراه با برخی کثیف‌کاری‌ها است و نگه‌داری از آن بسیار مشکل است؛ خیلی زود کنار گذاشته شد و فقط در موارد خاص استفاده می‌شود.
باید یادمان باشد کمترین نشت مایع روی تجهیزات الکترونیکی می‌تواند فاجعه‌بار و همراه با خسارت‌های سنگین باشد. سیستم‌های سرمایشی هوای سرد نسبت به مایع سرد، نصب و راه‌اندازی ساده‌تری دارند و معمولا در ساختمان‌ها به صورت آماده قابل استفاده هستند.
به همین خاطر؛ سازندگان مراکز داده و اتاق‌های سرور به سوی اتاقک هوای سرد گرایش پیدا کردند اما در چند سال اخیر، فناوری نسبت به سال‌های دور تغییرات بسیار زیادی داشته است و فناوری‌های مایع سرد بسیار ساده‌تر و راحت‌تر با قیمت‌هایی مقرون‌به‌صرفه و مناسب عرضه می‌شوند.
برخی از راهکارهای سرمایشی مبتنی بر مایع سرد از به‌روزترین و پیشرفته‌ترین فناوری‌ها استفاده می‌کنند و سیستم‌هایی سبک و تمیز ارایه می‌دهند که راه‌اندازی و نگه‌داری از آنها بسیار راحت‌تر از گذشته شده است. همچنین سیستم‌های سرمایشی مایع سرد بسیار مقیاس‌پذیرتر و ارزان‌تر شده‌اند و کاربردهای چندگانه مانند استفاده از آب گرم خروجی از مرکز داده برای سیستم‌های گرمایشی ساختمان یا غیره یافته‌اند.
در حال حاضر، سه فناوری مشخص برای سرمایش تجهیزات الکترونیکی با استفاده از مایع مطرح است: صفحات سرد (Cold plates)، سرمایش ردیفی(In-row cooling) و غوطه‌ور بودن در یک مایع دی‌الکتریک (immersion cooling).
سیستم صفحات سرد را در کامپیوترهای اورکلاک و سیستم‌های بازی دیدیم و به طور خاص برای سیستم‌های با اجزای داغ و بسیار داغ سرورها طراحی شده است. به عنوان نمونه؛ پردازنده‌های پر قدرت چند هسته‌ای که مصرف انرژی بالایی هم دارند از این سیستم سرمایشی مایع بهره می‌برند.
به طور کلی، این روش برای سرمایش نقطه‌های گرمایی در یک دستگاه است و به دنبال سرد کردن کل دستگاه نیست. در این روش؛ فن و تجهیزات دیگری که برای سرمایش قطعات استفاده می‌شوند توسط صفحات مایع سرد خنک نخواهند شد.
به علاوه، این سیستم برای سرمایش برخی تجهیزات مانند سوییچ‌ها بی‌اثر است چون این تجهیزات یک نقطه مشخص گرمایی ندارند. در سیستم‌های صفحات سرد، سرمایش به طور موثر ۵۰ درصد بهتر از سیستم‌های مبتنی بر هوا است.
در سیستم‌های سرمایشی ردیفی تلاش می‌شود یک اتاق کوچک و جمع‌وجور در اطراف تجهیزات آی‌تی ساخته شود این فناوری می‌تواند سرمایش را به طور موثر ۶۰ درصد بهتر از هوا تحویل دهد اما هنوز نیازمند یک سیستم تهویة هوای مطبوع و مناسب با معماری و طراحی مرکزداده است.
در سیستم immersion cooling تجهیزات الکترونیکی به طور کامل در یک مایع نارسانای دی الکتریک غوطه‌ور خواهند بود و دیگر نیازی به فن‌ها و اتاق‌های سرمایشی نیست.
در این فناوری، یک چرخه بسته سعی می‌کند گرما را به طور کامل از اطراف تجهیزات الکتریکی دور کند. در سیستم‌هایی که مایع تماس مستقیم با وسایل الکتریکی دارد، مایع در جای خودش باقی مانده و فقط سعی می‌شود گرمای آن گرفته و به بیرون منتقل شود اما در سیستم‌های دو فاز، مایع به طور مرتب تعویض خواهد شد و در حین گردش در سیستم خنک می‌شود. سرمایش موثر این سیستم در مقایسه با هوا نزدیک به ۹۰ درصد بهتر است.
اگر یک سازمان بخواهد به سوی فناوری‌های سرمایشی مایع بیاید و در ضمن اهدافی مانند کاهش هزینه‌های سرمایه‌گذاری، کاهش هزینه‌های عملیاتی، اطمینان‌پذیری، نویز، حذف کربن و مشکلات از این دست را نیز مدنظر داشته باشد؛ بهتر است به سراغ سیستم immersion cooling برود. این سیستم مزایایی به شرح زیر دارد:
- بالاترین راندمان حرارتی در میان فناوری‌های موجود را دارد.
- نیازی به رک یا فن یا تجهیزات سرمایشی مشابه این‌ها ندارند.
- بدون اکسیداسیون یا خوردگی اتصالات الکتریکی است.
- کاهش‌دهندة نوسانات گرمایی است.
- دمای تجهیزات الکتریکی را به شدت کاهش می‌دهد.
- بدون فرسایش یا خرابی تجهیزات الکتریکی ناشی از تماس با بدنه رک یا فن است.
- در معرض تخلیة الکتریسیته قرار نمی‌گیرد.
- به ذرات محیط، رطوبت یا دما حساسیت ندارد.
- اتلاف انرژی را به وسیله برخی روش‌ها می‌توان دوباره استفاده کرد.
علاوه بر موارد بالا، سیستم سرمایشی immersion cooling مزایای آشکاری مانند عدم نیاز به خرید و نصب و راه‌اندازی چیلر، اتاق‌های گردش هوا، سیستم‌های کنترل رطوبت، تجهیزات تصفیه آب و تجهیزات پالایش هوا دارد.
به طور کلی، سیستم‌های سرمایشی مایع سرد راهکارهای تمیز و هوشمندانه‌ای ارایه می‌کنند که هم بازدهی و مصرف انرژی بسیار پایین‌تری دارند و هم می‌توان انرژی مصرف شده را دوباره بازیافت و برای کاربردهای دیگری هدایت کرد.
دیدگاه خود را بنویسید