Flüssigkeitskühlung vs. Luftkühlung in Rechenzentren

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In diesem Blog werden wir Folgendes besprechen Flüssigkeitskühlung gegen Luftkühlung in Rechenzentren.

Mit dem Aufkommen neuer Technologien für Rechenzentren und völlig neuer Arten von Rechenzentren an den unterschiedlichsten Standorten ist es nicht verwunderlich, dass sich Systeme und Verfahren im Laufe der Zeit ändern.

Wenn es darum geht Effizienz, insbesondere Flüssigkeitskühlung gegenüber Luftkühlung in Rechenzentren, wobei letztere in den letzten Jahren dominiert haben.

Doch worin besteht der wirkliche Unterschied, und welche Variante wird sich positiver auf Ihr Unternehmen auswirken?

Dieser Artikel befasst sich mit diesem Unterschied sowie mit den spezifischen Situationen, die unterschiedliche Kühlmethoden erfordern.

Luftkühlung

Lange Zeit war die Luftkühlung die bevorzugte Methode in Rechenzentren. Und in den meisten Fällen ist die Luftkühlung immer noch eine praktikable Option.

Angesichts der geringen elektronischen Dichte und der erschwinglichen Energiepreise funktioniert es im Allgemeinen, kalte Luft über die Elektronik zu blasen.

Auf der Entwurfsebene haben die Ingenieure daran gearbeitet, die Wärmetauscher in CPUs.

Aber die Elektronik ist immer kompakter geworden.

Hinzu kommt, dass eine hohe Gerätedichte immer häufiger vorkommt, was den Bedarf an besseren Kühlmethoden zwingend erforderlich macht.

Vor allem angesichts der gestiegenen Energiepreise wird über die Ineffizienz der Luftkühlung spekuliert.

Der Trick besteht darin, Energie zu sparen und die Kühlleistung nicht zu verlieren; jeder möchte so energieeffizient wie möglich.

Einige Lösungen umfassen eine gezieltere Luftzirkulation durch Wärmebilder und rechnergestützte Strömungsmechanik.

Oft ist es so einfach wie das Überprüfen der grundlegenden Datenzentrum Architektur. Doch trotz ihrer Beliebtheit werden die Schwächen der Luftkühlung immer deutlicher.

Nicht genug Energie für alle

Einfach ausgedrückt: Luftkühlung ist als Wärmeübertragungsmedium einfach nicht sehr effektiv. Und das wird in der gesamten Branche immer deutlicher.

Die Luftkühlung besteht in der Regel in der Verwendung großer Fans. Aber die meisten Datenzentren sind ohnehin schon knapp an Platz, und die Geräte werden immer dichter.

Das bedeutet weniger Fans in weniger Datenzentren. Das wiederum bedeutet Rechenzentren, die nicht in der Lage sind um kühle Luft effizient durch die Geräte zu leiten.

Ganz zu schweigen vom zusätzlichen Bedarf an Lamellen an heißen Stellen, um die Wärme von der Quelle weg und in die Luft zu leiten.

Die Standardklimatisierung von Computerräumen ist oft nicht mehr ausreichend.

Nimmt man die steigenden Energiekosten hinzu, ist das Ergebnis ziemlich teuer.

Die Nutzung von Wasser könnte in Zukunft ein kostengünstigerer Ansatz sein.

Flüssigkeiten sind wärmeleitfähiger, was bedeutet, dass selbst eine Flüssigkeit mit Raumtemperatur effektiver kühlen kann als kalte Luft.

Es könnte durchaus der zukünftige Industriestandard sein.

Flüssigkeitskühlung

Obwohl Luftkühlung ist im Laufe der Zeit immer häufiger geworden, Flüssigkeitskühlung ist auf dem Vormarsch.

Vor allem mit der fortschreitenden Technik wird in bestimmten Situationen mehr Leistung benötigt.

Im Allgemeinen hat sich die Leistung von Computern in den letzten zehn Jahren jedoch nicht drastisch verändert.

Auf der Ebene des Rechenzentrums umfassen die Verbesserungen der einzelnen Systeme die Implementierung von Beschleunigungsprozessoren. Genauer gesagt, Grafikverarbeitungseinheiten (GPUs), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs) und feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGAS).

Hardware Beschleuniger werden häufig beim maschinellen Lernen eingesetzt, aber Trends in der Branche deuten darauf hin, dass sie immer häufiger in IT-Dienste wie:

• Analytik
• Data Mining
• Video/Livemedien
• Technische Simulation
• Lastausgleich
• Aufdeckung von Betrug

Der Preis der Macht

Im Zusammenhang mit diesen Trends gibt es einige wichtige Überlegungen für die Zukunft der Strom-/Wärmeversorgung.

Hardware Beschleuniger wie GPUs benötigen eine viel höhere Kühlleistung als CPUs mit normaler Leistung, da sie wesentlich höhere thermische Designpunkte aufweisen.

Die Nachfrage nach leistungsfähigeren Chips bedeutet eine Nachfrage nach besserer Kühlung und Effizienz.

Beschleuniger tragen dazu bei, Probleme wie die Rack-Dichte in Rechenzentren zu verringern, die den Kühlungsbedarf erhöhen.

Eine GPU gepaart mit einer Intel-Prozessor kann mehr Leistung liefern für eine geringere Dichte als ein reines CPU-Setup für viele Arbeitslasten, was auch dazu beiträgt, übermäßigen Stromverbrauch und Wärme zu vermeiden.

Immersionskühlung funktioniert sowohl mit GPUs als auch mit CPUs gut.

Dies macht die Flüssigkeitskühlung zu einer effektiven Methode bei der Verwendung von Beschleunigern wie GPUs.

Kühlung der Kante

In den letzten Jahren und aufgrund der Nachfrage nach besseren und schnelleren Leistungen von Rechenzentren wurde eine neue Art von Rechenzentrum gefordert.

Diese neuen Einrichtungen bestehen und am Netzrand arbeiten.

Sie können sich an abgelegenen Orten befinden, für maschinelles Lernen konzipiert sein und mit hochkomplexen Computern gefüllt sein Hardware.

Hohe Arbeitsbelastungen auf engem Raum erfordern bessere Kühlmethoden. Besonders in abgelegenen Räumen.

Nicht alle Edge-Rechenzentren werden eine Flüssigkeitskühlung benötigen, aber sie bietet die Möglichkeit, die Stromverbrauch.

Bedeutung mehr Edge-Rechenzentren könnten in Gebieten eingesetzt werden, die weniger Stromquellen bieten. Und traditionelle Luftkühlung in entlegeneren Gebieten einfach nicht immer zur Verfügung stehen wird.

Wussten Sie, dass Microsoft ein unterirdisches Rechenzentrum besitzt? Erfahren Sie mehr in unserem Blog über Alles, was Sie über das Microsoft Underwater Data Center wissen müssen.

High-Density Storage Kühlung

Die effiziente Kühlung von Speichern kann eine schwierige Aufgabe sein. Da aber die Speicherdichte weiter zunimmt, könnte die Flüssigkeitskühlung eine Lösung bieten.

Obwohl nicht versiegelt Festplattenlaufwerke nicht mit Flüssigkeit gekühlt werden können (und einen großen Teil der installierten Speicher in Datenzentren), bieten neuere Trends eine Lösung.

Die meisten neueren Generationen von Speichergeräten Hardware erfordern, dass die Einheiten versiegelt werden, da sie mit Helium gefüllt sind.

Da sie versiegelt sind, sind sie für die Flüssigkeitskühlung geeignet. Zusätzlich, Solid-State-Laufwerke können mit Volltauchlösungen gekühlt werden.

Damit würde die Notwendigkeit, die luftgekühlte Lagerung von der flüssigkeitsgekühlten Verarbeitung zu trennen, weitgehend entfallen.

Außerdem können die Auswirkungen von Hitze und Feuchtigkeit auf die Komponenten durch das Eintauchen der Antriebe in Kühlflüssigkeiten reduziert werden.

Das Urteil

Viele Ansätze zur Flüssigkeitskühlung sind eher Pauschallösungen. Das bedeutet, dass es schwierig sein kann, die richtige Option oder den richtigen Weg zu finden, um eine vollständige Umstellung auf Flüssigkeitskühlung zu ermöglichen.

Anstatt sie von Fall zu Fall einzusetzen und mögliche Stilllegungen und Rückschläge zu riskieren. Es muss ein überschaubarer, machbarer Vorgang sein.

Da Wasser jedoch 50- bis 1.000-mal mehr Wärme abführen kann als Luft, ist die Entscheidung nicht schwer zu treffen.

Jedes Rechenzentrum ist anders, aber Betreiber sollten zumindest das Potenzial eines Switches in Betracht ziehen.

Bei einem reibungslosen Übergang dürfte die Einführung der Flüssigkeitskühlung kosteneffizient sein und nicht-unterbrechende.

Kurzfristig könnte es einfacher sein, auf forcierte Luft zurückzugreifen. Vor allem, weil der Übergang zur Flüssigkeitskühlung anfangs teurer sein könnte.

Aber mit der Zeit hat sich die Effektivität der Flüssigkeitskühlung in Verbindung mit niedrigeren Energiekosten und besseren Rechenzentren Effizienzund die Antwort ist eindeutig.

Der Punkt ist, dass die Situation jedes Rechenzentrums einzigartig ist.

Die meisten Rechenzentren sehen sich jedoch mit den gleichen Hindernissen konfrontiert, wenn es darum geht, den Betrieb zu verbessern Effizienzinsbesondere bei der Flüssigkeitskühlung im Vergleich zur Luftkühlung.

Ein genauer Blick auf die aktuelle Situation Ihres Rechenzentrums und Ihre Zukunftspläne hilft Ihnen bei der Entscheidung, welche Kühlungsoptionen für Sie in Zukunft am besten geeignet sind.

Und wenn Sie feststellen, dass eine Verbesserung der Kühlung eine große Überholung erfordert, benötigen Sie möglicherweise eine Vollständige Stilllegung des Rechenzentrums.

In diesem Fall sollten Sie unbedingt die Hilfe eines zertifizierten Unternehmens für die Entsorgung von IT-Assets in Anspruch nehmen.

Unter exIT-Technologien, bieten wir umfassende IT-Ausrüstungsdienste an, die von der Rückgewinnung von Vermögenswerten über den Verkauf und das Recycling von Netzwerkausrüstung bis hin zur Datenlöschung und der vollständigen Stilllegung von Rechenzentren reichen.