Rješenja za hlađenje tekućinom za podatkovne centre s umjetnom inteligencijom – Analiza prednosti hlađenja tekućinom

 

Ⅰ Prednosti hlađenja tekućinom

 

Kako bi se osigurao nesmetan i učinkovit rad današnjih podatkovnih centara, mnogi objekti zahtijevaju rješenja za hlađenje. S porastom umjetne inteligencije i velikih podataka, količina podataka koje je potrebno obraditi naglo je porasla, što je dovelo do povećanja topline koju stvara obrada visokih performansi. Neke prednosti prelaska na rješenja za tekuće hlađenje uključuju:

 

1. Prebacivanje s klima uređaja na učinkovitije hlađenje tekućinom može smanjiti operativne troškove za više od 40%

• Prijelaz sa zračnog hlađenja na hlađenje tekućinom može uštedjeti energiju.
• Smanjenjem rada ventilatora sustava štedi se dodatna snaga.
• Razdoblje povrata investicije u objekt u prosjeku je jedna godina, povećavajući povrat ulaganja (ROI).

 

2. Učinkovitost tekućeg hlađenja značajno poboljšava učinkovitost korištenja energije (PUE) za CPU-ove i GPU-ove visokih performansi i velike snage

• Tekućina je sama po sebi učinkovitija u uklanjanju topline, do 1000 puta učinkovitija od hlađenja zrakom.
• Kako zračno hlađenje više neće zadovoljavati buduće zahtjeve za hlađenje CPU-a i GPU-a, hlađenje tekućinom bi moglo postati nužnost.
• Podržava najveće performanse i poslužitelje najveće gustoće, povećavajući računalnu snagu po kvadratnom metru.

 

3. Smanjenje troškova i utjecaja na okoliš

• Hlađenje tekućinom smanjuje potrošnju energije i emisije ugljika iz elektrana na fosilna goriva. Smanjenje utjecaja današnjih podatkovnih centara na okoliš postaje korporativna odgovornost.
• Osim toga, hlađenje tekućinom smanjuje podrhtavanje čipa. Kada se CPU ili GPU pregrije ili približi maksimalnoj radnoj temperaturi, provodi mjere smanjenja performansi, poznate kao "termalno prigušivanje", kako bi se spriječilo oštećenje čipa. Termičko prigušivanje rezultira smanjenjem performansi sustava, što utječe na brzinu obrade aplikacije.

 

▲ Smanjenje troškova i utjecaja na okoliš hlađenja tekućinom

 

 

Konkretno, prigušivanje strugotine može se manifestirati na dva načina:

1. Smanjenje brzine takta: CPU ili GPU smanjuje svoju radnu brzinu, tj. smanjuje frekvenciju takta. Kao rezultat toga, radno opterećenje koje CPU ili GPU može podnijeti po taktu je smanjeno, stvarajući manje topline.

2. Onemogućavanje nekih jezgri: U nekim višejezgrenim CPU-ima, radi smanjenja stvaranja topline, određene jezgre mogu biti onemogućene. Iako se ukupna izvedba smanjuje, preostale aktivne jezgre stvaraju manje topline.

 

Ove mjere prigušenja su zaštitne radnje za sprječavanje pregrijavanja CPU-a. Pregrijavanje ne samo da utječe na performanse, već može i skratiti životni vijek uređaja, pa čak i prouzročiti štetu. Stoga je ključno osigurati rad CPU-a i drugog hardvera unutar odgovarajućeg temperaturnog raspona.

 

▲ Poslužitelji za tekuće hlađenje

 

 

Ⅱ Rječnik

 

Učinkovitost potrošnje energije (PUE)

PUE ili Power Usage Effectiveness standardna je metrika za mjerenje energetske učinkovitosti podatkovnog centra. Definira se kao omjer ukupne potrošnje energije podatkovnog centra i potrošnje energije IT opreme. Formula za izračun PUE je:

 

PUE=Ukupna potrošnja energije podatkovnog centra / potrošnja energije IT opreme

 

Idealna PUE vrijednost je 1.0, što znači da svu snagu koja ulazi u podatkovni centar koristi IT oprema, bez izgubljene energije. Međutim, u stvarnosti, zbog faktora kao što su rashladni sustavi, rasvjeta i neučinkovitost napajanja, vrijednost PUE obično je viša od 1.0.

 

Hlađenje tekućinom značajno poboljšava PUE podatkovnih centara, uglavnom u sljedećim aspektima:

 

1. Učinkovitije hlađenje:Hlađenje tekućinom je učinkovitije od tradicionalnog hlađenja zrakom, može brže ukloniti toplinu. To znači da je potrebno manje energije za održavanje iste radne temperature za IT opremu.
2. Smanjena potrošnja energije pomoćne opreme:Sustavi za hlađenje tekućinom mogu smanjiti potrebu za klimatizacijom i brojnim ventilatorima, koji obično troše značajnu količinu energije u sustavima za hlađenje zraka. Smanjenjem potrošnje energije ovih pomoćnih uređaja, ukupni PUE podatkovnog centra može se značajno poboljšati.
3. Podrška za računalstvo veće gustoće:Hlađenje tekućinom omogućuje smještaj većeg broja poslužitelja i računalnih uređaja u manji prostor, čime se povećava računalna snaga po kvadratnom metru. Ovo računalstvo visoke gustoće poboljšava učinkovitost IT opreme bez povećanja zahtjeva za hlađenjem.
4. Niža ukupna potrošnja energije:Kako je hlađenje tekućinom učinkovitije u uklanjanju topline, ukupna potrošnja energije za hlađenje u podatkovnom centru je smanjena, što izravno utječe na izračun PUE, približavajući ga 1.0.

 

Stoga, za CPU i GPU visokih performansi, velike snage, tekuće hlađenje značajno poboljšava PUE podatkovnog centra povećanjem učinkovitosti hlađenja i smanjenjem ukupne potrošnje energije, čineći rad podatkovnog centra ekološki prihvatljivijim i isplativijim.