Решения за течно охлаждане за AI центрове за данни – анализ на ползите от течното охлаждане

 

Ⅰ Предимства на течното охлаждане

 

За да се гарантира гладката и ефективна работа на днешните центрове за данни, много съоръжения изискват решения за охлаждане. С възхода на изкуствения интелект и големите данни количеството данни, които трябва да бъдат обработени, нарасна, което доведе до увеличаване на топлината, генерирана от високопроизводителна обработка. Някои предимства от преминаването към решения за течно охлаждане включват:

 

1. Преминаването от климатизация към по-ефективно течно охлаждане може да намали оперативните разходи с над 40%

• Преминаването от въздушно охлаждане към течно охлаждане може да спести енергия.
• Чрез намаляване на работата на системните вентилатори се запазва допълнителна мощност.
• Периодът на изплащане на инвестициите в съоръженията е средно една година, което увеличава възвръщаемостта на инвестициите (ROI).

 

2. Ефективността на течното охлаждане значително подобрява ефективността на използване на енергията (PUE) за високопроизводителни процесори и графични процесори с висока мощност

• Течността по своята същност е по-ефективна при отстраняване на топлина, до 1000 пъти по-ефективна от въздушното охлаждане.
• Тъй като въздушното охлаждане вече няма да отговаря на бъдещите изисквания за охлаждане на CPU и GPU, течното охлаждане може да се превърне в необходимост.
• Той поддържа сървъри с най-висока производителност и най-висока плътност, увеличавайки изчислителната мощност на квадратен фут.

 

3. Намаляване на разходите и въздействието върху околната среда

• Течното охлаждане намалява потреблението на енергия и въглеродните емисии от електроцентралите с изкопаеми горива. Намаляването на въздействието върху околната среда на днешните центрове за данни се превръща в корпоративна отговорност.
• В допълнение, течното охлаждане намалява трептенето на чипа. Когато CPU или GPU прегрее или достигне максималната си работна температура, той прилага мерки за намаляване на производителността, известни като „термично дроселиране“, за да предотврати повреда на чипа. Термичното регулиране води до намаляване на производителността на системата, което засяга скоростта на обработка на приложението.

 

▲ Намаляване на разходите и въздействието върху околната среда на течното охлаждане

 

 

По-конкретно, дроселирането на чипове може да се прояви по два начина:

1. Намаляване на тактовата честота: CPU или GPU намалява своята работна скорост, т.е. понижава тактовата честота. В резултат на това работното натоварване, което CPU или GPU може да поеме за тактов цикъл, е намалено, генерирайки по-малко топлина.

2. Деактивиране на някои ядра: В някои многоядрени процесори, за да се намали генерирането на топлина, някои ядра може да бъдат деактивирани. Въпреки че общата производителност намалява, останалите активни ядра генерират по-малко топлина.

 

Тези дроселиращи мерки са защитни действия за предотвратяване на прегряване на процесора. Прегряването не само влияе върху производителността, но също така може да съкрати живота на устройството и дори да причини повреда. Следователно е от решаващо значение да се гарантира, че процесорът и другият хардуер работят в подходящ температурен диапазон.

 

▲ Сървъри с течно охлаждане

 

 

Ⅱ Речник

 

Ефективност на използването на енергия (PUE)

PUE или ефективността на използване на енергия е стандартен показател за измерване на енергийната ефективност на център за данни. Дефинира се като съотношението на общата консумация на енергия в центъра за данни към консумацията на енергия на ИТ оборудването. Формулата за изчисляване на PUE е:

 

PUE=Обща консумация на енергия в центъра за данни / Консумация на енергия от ИТ оборудване

 

Идеалната стойност на PUE е 1.0, което означава, че цялата мощност, постъпваща в центъра за данни, се използва от ИТ оборудване, без загуба на енергия. В действителност обаче, поради фактори като системи за охлаждане, осветление и неефективност на захранването, PUE стойността обикновено е по-висока от 1.0.

 

Течното охлаждане значително подобрява PUE на центровете за данни, главно в следните аспекти:

 

1. По-ефективно охлаждане:Течното охлаждане е по-ефективно от традиционното въздушно охлаждане, способно да отвежда топлината по-бързо. Това означава, че е необходима по-малко енергия за поддържане на същата работна температура за IT оборудване.
2. Намалена консумация на енергия от спомагателното оборудване:Системите за течно охлаждане могат да намалят необходимостта от климатизация и множество вентилатори, които обикновено консумират значителна енергия в системите за въздушно охлаждане. Чрез намаляване на консумацията на енергия на тези спомагателни устройства, цялостната PUE на центъра за данни може значително да се подобри.
3. Поддръжка на изчисления с по-висока плътност:Течното охлаждане позволява повече сървъри и изчислителни устройства да бъдат разположени в по-малко пространство, като по този начин се увеличава изчислителната мощност на квадратен метър. Това изчисление с висока плътност подобрява ефективността на ИТ оборудването, без да увеличава изискванията за охлаждане.
4. По-ниска обща консумация на енергия:Тъй като течното охлаждане е по-ефективно при отстраняване на топлината, общата консумация на енергия за охлаждане в центъра за данни се намалява, което пряко влияе върху изчислението на PUE, доближавайки го до 1.0.

 

Следователно, за високопроизводителни процесори и графични процесори с висока мощност, течното охлаждане значително подобрява PUE на центъра за данни чрез увеличаване на ефективността на охлаждане и намаляване на общото потребление на енергия, което прави операциите на центъра за данни по-екологични и рентабилни.