Международное энергетическое агентство (МЭА) прогнозирует, что к 2026 году общее потребление электроэнергии ЦОД может превысить 1000 тераватт*часов (ТВт*ч) в год. Это примерно соответствует годовому количеству электроэнергии, расходуемому в Российской Федерации. Значительная часть энергопотребления ЦОД приходится на системы воздушного охлаждения. Но ситуация постепенно улучшается за счет модернизации инфраструктуры дата-центров путем отказа от воздушного охлаждения в пользу более эффективного жидкостного. Соответствующим продуктам и их производителям посвящен этот дайджест.
Базирующийся в США изготовитель электроники и инженерных систем Flex Ltd. заключил партнерское соглашение с поставщиком однофазных систем жидкостного охлаждения серверов JetCool.
Компания Flex Ltd. также анонсировала новые референсные дизайны серверов с жидкостным охлаждением и стоек. В соответствующие продукты будет интегрировано жидкостное охлаждение JetCool SmartPlate Direct-to-Chip.
JetCool, в свою очередь, объявила о выпуске внутристоечного блока распределения охлаждающей жидкости (CDU) высотой 6U. Новое решение способно охлаждать IT-нагрузку мощностью 300 кВт. Благодаря модульной архитектуре можно соединить несколько CDU, чтобы охлаждать IT-нагрузку мощностью до 2,1 МВт.
Недавно компания Flex объединилась со специалистом по суперконденсаторам Musashi Energy Solutions с целью разработки системы хранения энергии. Это решение будет предназначено для дата-центров.
Тайваньский поставщик IT-систем и вспомогательного оборудования Wiwynn анонсировал несколько новых систем жидкостного охлаждения. В сотрудничестве с ZutaCore тайванцы разработали решение для двухфазного жидкостного охлаждения с охлаждающими пластинами, которое может обслуживать IT-нагрузку мощностью до 2,5 кВт. Партнеры также разработали решение для двухфазного иммерсионного охлаждения, способное удалять до 2,8 кВт тепла. Ранее компания Wiwynn инвестировала капитал в ZutaCore.
В сотрудничестве с Wistron Corporation тайванцы разработали стойку Nvidia GB200 NVL72 Rack с интегрированным жидкостным охлаждением. Новое решение Wiwynn вмешает 72 графических ускорителя с процессорами Blackwell и 36 процессоров Grace, которые соединены с помощью технологии NVLink от Nvidia.
Вендор также представил сервер GS1300N. Устройство высотой 3U может быть оснащено восемью графическими процессорами с архитектурой Hopper или Blackwell. Изюминкой продукта выступает фирменная технология прямоконтактного жидкостного охлаждения от Wiwynn.
Кроме того, объявлено о партнерстве с Intel. Весте с именитым производителем микрочипов компания Wiwynn работает над поиском замены для воды в системах прямоконтактного жидкостного охлаждения. Объявлено, что уже ведется тестирование новой диэлектрической жидкости. Она ляжет в основу однофазной системы охлаждения, поддерживающей IT-нагрузку свыше 1,5 кВт. Более подробная информация не разглашается.
Французская компания OVH, занимающаяся облачными технологиями и колокейшн-услугами, а также периодически коммерциализирующая фирменные технологии, представила теплообменники на основе алюминия. Устройства были разработаны совместно с поставщиком технологий Valeo.
Сегодня многие ЦОД используют теплообменники на основе меди. Но в OVH утверждают, что решения на основе алюминия становятся все более убедительной альтернативой, учитывая увеличение стоимости второго металла. Инженеры компании предлагают использовать новые теплообменники в модульных системах, а также работают над передовыми микроканальными теплообменниками. Подчеркивается, что переработка алюминия требует на 95% меньше энергии, чем необходимо для выплавка метала из руды. Для сравнения: в случае меди показатель снижается до 80%.
Компания Stulz добавила в ассортимент прецизионный кондиционер для серверных помещений CyberAir Mini CW. Предложение доступно в четырех модификациях с разными габаритными размерами. Мощность устройств составляет от 9 кВт до 35 кВт.
Представители вендора подчёркивают, что CyberAir Mini CW демонстрирует приверженность компании предоставлению корпоративным клиентам надежных и эффективных решений. Продукт сочетает современный дизайн и передовые технологии, а также характеризуется простотой использования и масштабируемостью.
Китайская компания Lenovo анонсировала новый серверный корпус ThinkSystem N1380 Neptune и сервер SC777 V4 Neptune для размещения графических процессоров Blackwell от Nvidia. Устройства комплектуются с жидкостным охлаждением. Компания предлагает возможность размещения IT-оборудования мощностью до 162 кВт на стойку.
Корпус ThinkSystem N1380 Neptune высотой 13U включает восемь слотов для вычислительных узлов, четыре блока распределения электроэнергии и блок распределение охлаждающей жидкости. Сервер SC777 V4, в свою очередь, интегрируется в стандартную 19-дюймовую монтажную стойку и совместим с корпусом ThinkSystem N1380 Neptune. Эта система на базе Nvidia GB200 оснащена двумя процессорами Grace и четырьмя графическими процессорами Blackwell.
Тайваньская компания Etica Battery, специализирующаяся на энергетических технологиях, разработала систему иммерсионного охлаждения, которая, по словам представителей вендора, может помочь предотвратить выход из строя аккумуляторных систем хранения энергии и возгорание литий-ионных батарей. Эта технология уже используется клиентами компаниями и, как отмечают представители Etica Battery, доказала эффективность в устранении риска теплового разгона литиевых батарей.
Такие аккумуляторные системы находят все более широкое распространения в дата-центрах, применяясь в качестве резервного источника электропитания на случай перебоев в подаче электроэнергии из центральной сети. Но при повреждении эти батареи могут выйти из строя.
Процесс происходит, когда катод и анод ячейки вступают в прямой контакт. Это вызывает реакцию, которая может привести к перегреву и выделению ячейкой легковоспламеняющегося пара. В такой ситуации, известной как тепловой разгон, растет риск возгорания или взрыва.
Тепловой разгон считается одной из основных причин возгораний электромобилей. Несколько пожаров в дата-центрах были вызваны возгораниями лития под влиянием этого процесса. Компания Etica полагает, что ее инженерам удалось устранить эту проблему с помощью фирменного аккумуляторного модуля, который содержит негорючее, некорродирующее и нетоксичное диэлектрическое масло. Это вещество, как утверждается, поглощает тепло и предотвращает его распространение на соседние элементы. Система управления непрерывно отслеживает температуру батареи и регулирует охлаждение в режиме реального времени.
Ранее сообщилось о новом композитном материале, разработанном южнокорейской фирмой LG Chem, который создавался для той же цели. По словам представителей корейского промышленного гиганта, этот материал поможет предотвратить выход литий-ионных аккумуляторов из строя из-за перегрева.
Новый исследовательский проект организации SINTEF, финансируемый ЕС, нацелен на повышение общей энергоэффективности ЦОД с помощью революционной технологии иммерсионного охлаждения. Последняя будет использоваться в сочетании с новым высокоэффективным долгосрочным хранилищем тепловой энергии, изготавливаемым с использованием материалов с изменяемым фазовым состоянием.
Эти материалы улавливают и хранят низкотемпературное тепло до 6 месяцев, сокращая разрыв между производством тепла и его потреблением. Такой подход значительно сокращает потери энергии и позволяет использовать извлеченное тепло для отопления помещений или даже выработки электроэнергии.
Исследование, проведенное в ЦОД на территории Колумбии, показало, что небольшие ветровые турбины могут вырабатывать электроэнергию за счет движения воздушных масс внутри ЦОД. В частности, они могут приводиться в движение нагретым воздухом, покидающим машзалы. В статье, опубликованной в журнале Scientific Reports, исследователи из Мадридского университета дистанционного обучения (Universidad a Distancia de Madrid) и колумбийской фирмы Grupo ZFB, изложили концепцию улавливания энергии, теряемой при охлаждении дата-центров.
Исследователи проиллюстрировали идею на примере колумбийского центра обработки данных. В этом ЦОД есть 3 чиллера. Каждое устройство комплектуется 8 вентиляторами. Вентиляторы работают при напряжении 480 вольт. Крыльчатка устройств вращалась со скоростью 900 об/мин.
Исследователи установили вертикальные ветровые турбины Tesup V7 для использования энергии воздушных масс, покидающих ЦОД. Эти турбины были выбраны из-за компактной и легкой конструкции. Участники проекта установили 6 небольших турбин над вентиляторами. Это позволило вырабатывать 513,82 МВт*ч электричества в год. С учетом электроэнергии, потребляемой вентиляторами, чистое сокращение энергопотребления составило 467,6 МВт*ч в год, что эквивалентно избежанию выброса 300 тонн CO2 в атмосферу.
Промышленный гигант Schneider Electric с головным офисом во Франции объявил о приобретении контрольного пакета акций компании Motivair Corporation, специализирующейся на технологиях жидкостного охлаждения и терморегулирования для высокопроизводительных вычислительных систем. По условиям сделки, Schneider приобретает 75% акций Motivair за 850 миллионов долларов США. Корпорация намерена выкупить оставшуюся часть ценных бумаг к 2028 году.
Приобретенный бизнес войдет в состав подразделения Schneider Electric Energy Management, которое занимается технологиями охлаждения серверов в ЦОД. Корпорация Schneider Electric уже давно поставляет на рынок ЦОД системы распределения электроэнергии, ИБП, стойки и корпуса.
Компания Motivair, базирующаяся в Буффало, штат Нью-Йорк (США), имеет опыт оснащения суперкомпьютеров систем блоками жидкостного охлаждения. Ее руководство считает, что вхождение в состав французской корпорации поможет Motivair масштабировать бизнес и инвестировать в новые технологии.
Компания Submer, занимающаяся погружным жидкостным охлаждением серверов, привлекла внешнее финансирование в размере $55,5 млн. Инвестиции будут потрачены на масштабирование производства систем иммерсионного охлаждения, а также на расширение присутствия на рынках США и Азиатско-Тихоокеанского региона. Капитал в компанию вложили M&G, Planet First Partners, Norrsken VC и Mundi Ventures.
Компания Submer, которая была основана в 2015 году, предлагает широкий ассортимент резервуаров для однофазного погружного охлаждения. Ее резервуар с самой высокой емкостью может обеспечить охлаждения IT-нагрузки мощностью до 360 кВт. Компания также предлагает контейнеры, вмещающие несколько таких резервуаров. Резервуары заполняются фирменной охлаждающей жидкостью. Запатентованная жидкость является негорючей и биоразлагаемой. Это синтетическая смесь, имеющая вязкость воды.
Компания Hewlett Packard Enterprise (HPE) представила новую архитектуру жидкостного охлаждения. Разработка позиционируется как первая в отрасли полностью безвентиляторная система прямого жидкостного охлаждения (DLC). Обещано 37-процентное снижение энергопотребления системой охлаждения из расчета на 1 сервер по сравнению с гибридным прямым жидкостным охлаждением, которое использует вентиляторы.
Вендор также обещает 90-процентное снижение энергопотребления по сравнению с традиционными системами с воздушным охлаждением. Излишки тепла удаляются от процессоров и прочей электроники с помощью охлаждающих пластин. Заявлена поддержка чипов мощностью до 500 Вт.
Архитектура отличается 8-элементной конструкцией, которая включает жидкостное охлаждение для графического процессора, центрального процессора, всего блейд-сервера, локального хранилища, сетевых модулей, стойки/шкафа, модуля/кластера и блока распределения охлаждающей жидкости (CDU). В HPE отметили, что безвентиляторное прямое жидкостное охлаждение ранее использовалось в суперкомпьютерных системах Cray EX, но отдельно от суперкомпьютеров эта технология стала доступна только сейчас.
Поставщик смазочных материалов FUCHS представил новую охлаждающую жидкость. Эта жидкость была разработана специально для использования в составе систем однофазного иммерсионного охлаждения серверов, высоковольтного силового оборудования, электрораспределительных устройств, конденсаторов и других электрических компонентов.
Новое решение соответствует техническим стандартам некоммерческой организации Open Compute Project (OCP) в части объемного сопротивления (сопротивление току утечки непосредственно через материал), температурных параметров (включая температуру самовоспламенения), кислотности и других параметров.
Продукту уже было присвоено обозначение OCP Inspired. Это обозначение присваивается продуктам, которые соответствуют утвержденной спецификации OCP и продемонстрировали соответствие минимум 4 основным принципам Open Compute Project (эффективность, открытость, воздействие, масштабируемость и устойчивость). Охлаждающие жидкости с маркировкой OCP Inspired должны соответствовать техническим стандартам для систем иммерсионного охлаждения серверов, установленным в спецификации «Требованиях к погружному охлаждению Rev. 2.1» (англ.: Immersion Requirements Rev. 2.1).
В FUCHS подчеркивают, что жидкость RENOLIN FECC 5 SYNTH была разработана для обеспечения максимальной эффективности иммерсионного охлаждения за счет повышенных диэлектрических свойств, высокого напряжения пробоя, исключительной термической и окислительной стабильности, а также нулевого потенциала глобального потепления. Кроме того, продукты из линейки RENOLIN FECC обеспечивают превосходную защиту от коррозии, теплопроводность и совместимость с обычными электронными компонентами.
Тайваньская компания Sunonwealth Electric (SUNON) представила ряд решений для охлаждения дата-центров на саммите OCP 2024 в Сан-Хосе (США). Посетители стенда тайванцев, в частности, могли лично изучить системы жидкостного охлаждения вендора.
Компания продемонстрировала ряд новых модулей и систем жидкостного охлаждения, включая блок AALC (Advanced Air-Liquid Cooling), который объединяет конструкции с жидкостным и воздушным охлаждением, включая “вентиляторную стену”, систему рекуперации тепла, резервуар для хладагента и насосный агрегат внутри одного монтажного шкафа.
Это решение подключается к серверной стойке, обеспечивая рассеивание тепла, эксплуатационную эффективность и стабильность во время высокопроизводительных вычислений. Устройство может быть развернуто без необходимости замены существующей инфраструктуры или оборудования для кондиционирования воздуха.
Кроме того, компания SUNON представила ряд вентиляторов для однофазного погружного охлаждения. Тесты в клиентских серверных фермах показали, что эти устройства позволяют добиться снижения температуры в системе на 17 ℃. Также представлен ряд эффективных охлаждающих вентиляторов (с диаметром крыльчатки в диапазоне от 40 мм до 200 мм), модули радиаторов для ЦП, охлаждающие пластины и насосы.
Компания Advanced Cooling Technologies (ACT) получила $1,1 млн от Агентства перспективных исследовательских проектов (ARPA-E) при Министерстве энергетики США. Финансирование является частью запущенной ARPA-E программы Cooling Operations Optimized for Leaps in Energy, Reliability and Carbon Hyperefficiency for Information Processing Systems (COOLERCHIPS). Программа направлена на разработку высокопроизводительных и энергоэффективных систем охлаждения для дата-центров. В частности, планируется сокращение общей мощности систем охлаждения серверов до менее чем 5% от IT-нагрузки ЦОД.
В рамках программы COOLERCHIPS, которая была запущена в 2022 году, уже было выделено $82 млн на содействие развитию проектов по повышению энергоэффективности ЦОД. Инициаторы программы отмечают, что сейчас на долю систем охлаждения приходится до 50% от общего потребления электроэнергии дата-центров. Охлаждающее оборудование также потребляет большое количество чистой воды.
Компания ACT была выбрана в качестве субподрядчика Intel и партнера Университета Пердью для разработки двухфазного иммерсионного охлаждения для серверных устройств высокой мощности (до 2 киловатт). Кроме того, ACT заключила договор субподряда с Университетом Миссури для разработки масштабируемой двухрежимной гибридной двухфазной системы охлаждения.
Немецкий производитель медных трубопроводов Wieland приобрел итальянского производителя теплообменников Onda SpA, в ассортименте которого присутствуют решения для дата-центров. Компания Onda управляет двумя заводами в Италии (в Муссоленте и Лониго), одним производственным объектом в Финляндии (в Кангасале) и еще одной площадкой в Делавэре, штат Огайо (США).
Итальянские заводы занимаются производством паяных пластинчатых и пластинчато-рамных теплообменников, которые применяются в холодильном оборудовании для дата-центров. Onda станет частью подразделения Thermal Solutions компании Wieland. В 2022 году компания купила другого итальянского специалиста по теплообменникам: Provides Metalmeccanica Srl.
Компания Johnson Controls представила блок управления теплохладотехникой с интегрированным детектором утечек хладагентов Penn System 550. Устройство может обнаруживать вещества класса A2L, которые обладают более низкими уровнями воспламеняемости и токсичности по сравнению с другими категориями охлаждающих агентов, а также часто применяются в ЦОД. Название происходит от стандарта ISO 817 «Хладагенты — Обозначение и классификация безопасности», где “A” = нетоксичные, “2” = вспламеняющиеся? “L” = низкая скорость горения.
Новое электронное решение сочетает контроль температуры, влажности и давления с технологией обнаружения и устранения утечек хладагента A2L. Обещана рекордная скорость обнаружения утечек, что позволяет свести к минимуму время простоя системы и обеспечить безопасность персонала. Авторизованные пользователи могут легко контролировать производительность теплохладотехники, а также просматривать и изменять параметры Penn System 550, подписавшись на облако Controls System.
При обнаружении утечки хладагента технический специалист получает уведомление о том, какой именно датчик обнаружил утечку, по протоколу Modbus. Это еще больше упрощает и ускоряет техническое обслуживание и ремонт. Модульная электронная система управления позволяет подключать до 6 датчиков A2L к хабу управления C550CCN.
Компания Daikin Applied представила центробежный чиллер с водяным охлаждением Magnitude WME-D. Устройство оснащается двухступенчатым безмасляным компрессором и функционирует в тандеме с хладагентом R515B, который характеризуется низким потенциалом глобального потепления (ПГП).
Чиллер WME-D обеспечивает от 900 кВт до 1600 кВт охлаждения и от 1000 кВт до 1550 кВт обогрева. Поддерживаются фрикулинг и эксплуатация в инвертированном режиме. Если большинство чиллеров позволяют контролировать только температуру воды на выходе испарителя для охлаждения, то WME-D предоставляет возможность контролировать температуру воды на выходе конденсатора для нагрева, достигая температуры до 52ºC.
