说三道四技术文摘-感悟人生的经典句子
说三道四 > 文档快照

“热水冷却”技术将主导美国国防部数据中心改造

HTML文档下载 WORD文档下载 PDF文档下载
美国国防部将使用Asetek公司的Rack CDU Liquid Cooling(热水冷却系统)冷却其一个数据中心的服务器。其技术核心是在不使用冷水机组的情况下,通过外部空气实现免费冷却进而实现节能、增加服务器密度和能源复用。由于成本不高,此举极可能开创在美国国防部高密度服务器中大规模使用热水冷却的先河。

历届国际超级计算大会(Supercomputing Conference,SC大会)都是HPC高手云集,新技术频现。今年,也没让我们失望。日前,SC2012大会之后,Datacenter knowledge创始人及主编Rich Miller发表了一篇文章:《美国国防部将用热水冷却数据中心服务器》。其内容为:美国国防部即将使用热水冷却其一个数据中心的服务器,用的将是Asetek公司的Rack CDU Liquid Cooling系统。此举极可能开创在美国国防部大规模在高密度服务器中使用液体冷却的先河,其相关效率和成本统计将会被仔细追踪和记录。

图:服务器上使用了Asetek的Rack CDU Liquid Cooling 系统,即将实施在美国国防部数据中心,可以看到管道系统连接着冷却分布单元。

Asetek是专业节能液体冷却系统设计企业,业内一体式水冷散热器几乎都是出于其笔下。其创新理念总是使得安装极为简便,水泵、热排、管道等设计往往一体内实现。业内,不只是高端笔记本会采用Asetek相关方案,就连英特尔也曾将一个密封的液体冷却系统捆绑在新一代的酷睿i7-3000系列(的Sandy Bridge-E)的CPU上。Asetek被选为这个价值200万的改造国防部数据中心项目的合作伙伴,要归功于其Rack CDU( Rack Coolant Distribution Unit)技术,可以直接通过流过芯片的水来实现高效冷却,在不使用传统计算机机房空调或冷水机组的的情况下(也就是业内称之为“free cooling”的情况),将热量从数据中心的高温服务器带走,实现节能和能源复用的目标。

事实上,与风冷和普遍的水冷方式不同,热水冷却技术被称为(Hot Water Cooling Technology),这个技术并不是今年才出现的。“热水冷却”的核心思想是让核心高温部件实现冷却(以CPU、GPU和内存为主),其他部件正常散热,进而实现服务器及数据中心在高温下也能正常工作的目标。这样做的好处非常明显:节省整体冷却成本,实现了能效提升和资源的复用。(IBM于纽约州波基普西的研究实验室曾进行过测试,IBM设计的芯片在高达85摄氏度的环境下也可以正常工作。只要将设备控制在这个温度以下,就能实现顺畅运行)。但是,“热水冷却”需要严格的设计和环境控制,并尽可能将冷却效能集中在热部件周围,并需要辅助设备来冷却水或其他液体。对于之前的“热水冷却”项目大多也使用的是这一方案,比如以下这三个项目:

1.IBM SuperMUC系统

最新发布的世界500强HCP排行榜中的第四名,位于德国Leibniz Supercomputing Centre (LRZ)的IBM SuperMUC系统。其采用的是IBM System x iDataPlex Direct Water Cooled dx360 M4 服务器,其热水冷却技术通过冷却水(最高113华氏度,即45度)直接作用于处理器和内存模块。通过特定的冷却管道将水传输到较热的组件,实现直接冷却后,再传回到系统中,通过新鲜空气来冷却水。SuperMUC允许进气温度增加。相关人士表示:“通过‘free-cooling’,冷却水的温度很容易达到40度,实际上,德国一般室外温度不超过35度。而出口水的温度自然很高(70度),很容易可以在建筑物内实现能源的复用”。

2.eBay Mercury项目

在eBay Mercury项目中, eBay全球基础服务部主管Dean Nelson寻求一种设计,使得数据中心在最严酷的气候中,比如Phoenix,白天温度经常超过100华氏度(约40度)仍可以正常工作。其采用的方案是使用空气和水来冷却服务器。

eBay使用的是戴尔模块化数据中心(MDCs),其水循环一般在87华氏度(约31度)左右可以保证服务器运行在可安全操作的范畴内。(说明,在这一方案中,戴尔保证其服务器空气冷却方案可以运行在104华氏度(40度)长达900小时/年,113华氏度(45度)90小时/每年)为了使高温下服务器也可以实现平稳运行,eBay特别设计了“Delta T”:进口温度和出口温度之差。Dean Nelson表示,eBay的服务器设计是将Delta T保持在6到12度。这意味着eBay提高进气温度时,仍可维持在一个可控的排热水平。在eBay Mercury项目的高密度机架服务器,其一般都可以运行外部温度高达119华氏度的环境中。

3.Elliptical Mobile Systems

Elliptical Mobile Systems也使用的是热水冷却组件的方案。在亚利桑那州坦培市在United Metal Products户外温度近40度的环境中,42U服务器集群中水的温度可以达到65-85度,冷却系统由空气循环和水循环组成。

“热水冷却”的效果非常明显。在此之前,SC10会议上,Eurotech展示的千万亿次超级计算机Aurora Au-5600,也是用的“热水冷却”,其PUE居然小于1。但热水冷却也有其技术制约,不仅是密封一体化的问题,还有所用辅助设备的能耗问题。有统计显示,关闭冷水机和CRAC单元往往会使数据中心需要花费更多电量来支持其冷却系统的正常运行。

Asetek显然可以妥善解决这两个问题。一体化是其技术优势所在,而Rack CDU方案使用热水冷却的原理是只需通过外部环境空气就能实现免费冷却(“100%的Free-Ambient-Air”)。其技术负责人表示:“Rack CDU允许使用的冷水机组更少,或者根本没有。”所以除了热水冷却系统之外,所有辅助设备的能耗可以降到最低。

技术实现过程:(来自Asetek 技术工程师Zack Fanning视频截图,视频地址,需要翻墙。)

从左至右依次为:数据中心需要冷却的高热环节,Rack CDU Liquid Cooling如何安装到服务器上;背板冷却水循环图。下图为40度的冷却实现过程。

Asetek CEO和创始人Andre Eriksen表示:“国防部正在寻求新方案来提升数据中心效率。Rack CDU( Rack Coolant Distribution Unit)所采用的直接流向芯片的热水冷却方案很强大,能够将数据中心中80%以上的热量带走,或者实现在大楼中能量复用(重新为建筑供暖或热水),或者在室外免费冷却。而不需要再浪费任何能源。”

事实上,美国已经有数个规定,要求国防部以及其他联邦政府部门的数据中心提升能源效率,增加可再生资源的使用和整合。 液体冷却在高性能数据中心或超算中心的应用已经相当普遍,比如能源部(Oak Ridge National Laboratory,橡树岭国家实验室)和美国国家安全局(NSA)。而此次的美国国防部计划将“热水冷却” 应用到机架服务器和刀片服务器中。

大:Free-Ambiet-Air;小:与暖气相接 

据悉,该项目预算在200万美元,需要将现有气冷却数据中心变成液体冷却数据中心,转变过程中不能存在任何破坏操作。项目完成后,美国国防部相信可以实现三个目标:1.明显降低能耗,2.提升机架和刀片服务器密度,3.从服务器流出的热水可以进行能源复用。

当然,这些目标需要验证。美国国家可再生能源实验室(NREL)将跟踪此项目,并分析RackCDU所带来的能源效率性能、存储、生命周期和环境利益,McKinstry将负责对安装投资的监控和收集数据相关结果。其汇总的测量、评估结果将决定Asetek热水节能技术能否在国防部更广范围内应用。业内对此项目保持了高度关注,Johnson Controls Federal Systems副总裁Mark Duszynski对媒体表示:“如果这项技术通过重重考核,那将为整个行业带来一个低成本的改造方案,适用于几乎所有的数据中心。”(文/郭雪梅,审校/仲浩)

资料链接:

Asetek进军数据中心制冷领域

Asetek CEO和创始人Andre Eriksen介绍HPC及云数据中心制冷(视频,翻墙)

Asetek技术人员解析热水冷却技术视频地址(翻墙)

美国国防部将用热水冷却数据中心服务器 

热水冷却三大项目

知识:摄氏温度(℃)和华氏温度(℉)之间的换算关系为:华氏度(℉)=32+摄氏度(℃)×1.8,摄氏度(℃)=(华氏度(℉)-32)÷1.8

让你望而却步的密码管理服务已获得100万美元的种子基金 SDCC 2013开始公开征集讲师和演讲主题 不用图片和JS,照样创建绚丽的动态CSS3菜单 是福还是祸?开发者饱经风雨的内心独白 设计师/开发者看过来,七月35款新工具速递! Hadoop进军机器学习:Cloudera收购Myrrix共创“Big Learning” 张民杰:三人团队的OpenStack机会 White Elephant:开发者必备的Hadoop利器 不及分析师预期:微软第四季财报揭晓 净利49.7亿美元 Facebook收购英国手机代码验证公司Monoidics Apache基金会废弃其C++标准库 鲍尔默宣称微软有一百万台服务器,这个数字真的靠谱吗? 全球6000开发者:iOS、Android、WP最痴情谁? 提升网站知名度的十大方法 IBM移动平台首席架构师Greg Truty:MobileFirst从底层架构开始 Hallo.js:一款所见即所得的Web编辑器 数据分析≠Hadoop+NoSQL,不妨先看完善现有技术的10条捷径 移动周报:百度收购91,19亿美金背后的博弈 植物大战僵尸2:“免费+内付费”模式引发争论 [CTO俱乐部第103期] 高德和四维图新技术高管谈地图导航的发展与挑战 Java 7爆最新漏洞,10年前的攻击手法仍有效 Twitter联合创始人Biz Stone谈Facebook用户体验 提倡零广告 英雄会:企业的人才漏斗 开发者的武林大会 一次错误估算带来的启示 苹果开发者中心被黑:开发者信息或被窃取 SIM卡加密存漏洞 将影响数亿计的手机用户 搜狗茹立云:探索引擎产品落地 浏览器+搜索模式会成主流吗? 大势所趋,IBM Acme Air至少使用Netflix的5个开源工具 【观察】跨越“朦胧期”的云计算:产业、核心技术、生态圈以及突破点 Rovio Account:平台化之路修成正果 甲骨文总裁马克•赫德采访实录:用软硬件集成一体机打垮对手 为何收不到邮件的BODY部分? platform builder platform 时出错 有关SQLJ的问题 有谁可以提供几个关天isa server的好认坛? 在计划任务中编写t_sql语句的字符长度限制问题! JAVA 图形化编程如何控制组件的大小和位置!!! 如何用ASP上传文件到数据库、读取并下载? 100分求教我的ActiveForm出现access violation at address...的问题(急急急) 最真诚的祝福大力和璇玑! 控制文件损坏,恢复是碰到了难点--ora-00600错误。怎么办??? 请问WebBrowser对象在弹出式窗口中是不是不能用? 关于CListCtrl的一个问题 多个cpp可以有多个main吗? 怎么样在不同分辨率下显示同一网页不变形? 卡拉OK厅中的男人和女人们(zt) 怎么在一个接口中调用另外一个接口 大力过来 帮忙! 论坛里有保留cookies的功能,但是有些用户说cookies保存不了 大家好!我有问题很急呀!!! 哪个函数可以打开多个文件? 大家请进来说说吧,用什么软件编辑jsp和javascript能测试出网页中提示的:完成,但网页上有错误,这种错误所在的行和具体的什么错误。 关于在课件项目中应用XML的问题,回复心得或相关链接都有赠分 多个附件上传和下载 VB.NET中樹是怎樣展開 我可以把ACCESS数据库的表导出到SQL SERVER中吗? 图片存在目录与存在数据库各有什么优缺点呢? 点击这个框架中的网页能够打印另一个框架中的内容吗 求救~!!!! 请问如何将台式机硬盘上的内容copy到笔记本的硬盘上?? ADO数据集的服务器游标的使用问题 为什么我在发布Delphi程序时总出现Error1324错误 快来救救我的硬盘呀 mydatastore.update() 返回 -1 如何知道出什么错? 如何获得当前光标所在程序的edit框的handle? [ 请教 ] 关于FREE风格的数据窗口的显示问题! 这个存储过程怎么写呀? 如何添加新函数?急!急!急! 我在网上把一副图片设为背景,我不知道他的文件名,我现在想把它找出来,请问如何办到。在右键-属性-背景中他的名称是“Internet Explo 请高手指点。 vb函数使用的问题 简单两台机对连问题 做斑竹、做会员就可以领工资(RMB)! jsp中session跨war包调用问题 PB画图问题 请各位搞WEB挖掘的朋友都留个联系方式 如何指定 记录集的游标类型,大侠请进,小弟急用(内附代码)!!! 请投上一票! mssql一个很奇怪的问题,如何解决啊!“键列信息不足或不正确,更新影响到多行” 天杀的3721,大家进来共同讨伐这有史以来最恶心的XXX,进来都有分 c写的cgi怎么获得表单中某个下拉菜单的value和text.在线等 有没有动物一类的成语啊? 填水王动物名称,补全下列成语1,翁中之___ 2,蚕食__吞 3,___龙混杂4,老___生珠 5,麟风__龙 6,一蟹不如一___ 山东省泰安市宁阳县华丰镇在华丰镇的生活水平?山东省泰安市宁阳县华丰镇及西故城村的生活水平,生活状态,居住环境等主要靠什么收入?比如说房价啊,我要去那边工作,需要了解 高中生物遗传病携带者属于正常吗 打雷时手机响了.不接让其继续响.雷很大.手机响了.不接.让手机继续在那唱歌.这样算不算接了?危险不? 麻烦帮忙解一下 怎么才能最快的做好作业 求上升星座及详解.生于重庆 1990年3月20日晚23:求上升星座 英语翻译原句是一个病人可能同时患有多种疾病,在治疗下,在不同的时间内,有此病被治好了,其它的没有被治好.:我的翻译是:a patient may be suffering several diseases atthe same time,during the medical trea 请问现在大学还有统招统分的本科生么?这项制度还存在么?如果存在,二类本科生算是统招统分么 请求明确答案 科学家开始探索扩句 韩媒:朝鲜军工厂和军列连发火灾 或系党校专家:三中全会部署政治体制改革国研中心:设自贸区不需时间表 成熟一环球时报:决不让暴恐分子制造社会隔阂土耳其已否决“采购中国红旗导弹”的早\"三无领袖\"安倍疯言疯语录美国全球监控地图曝光:中国5大城市成美卫生部长为医改网站故障道歉美曾要日修宪 日30多年前本可制核武奥巴马再提名支持者当大使日韩拟下月再谈情报协定湖北一骗取群众资金数亿元传销头目归国十二届全国人大常委会立法规划作出调整控烟执法要知难而进环保部:今年上半年环保“按日计罚”涉深圳一商场扶梯“咬伤”3岁女童 足背科幻电影《三体》宣告杀青 导演称高度十二届全国人大常委会立法规划作出调整全球首艘大型双燃料汽车滚装船开建日媒称安倍可能14日发表战后70周年北京希望马拉松16年共募集善款两千万湖南产冰鲜猪肉获入港“通行证”弹指破天十维仙途火影之究极下忍华娱之巨星推手辉烬纪年红色苏联最强军魂韩娱新锐摩西大陆之灵魂枷锁抗战之无双战将诸天万界养殖系统安远庙旅游普乐寺旅游磬锤峰旅游帽儿山旅游哈尔滨游乐园旅游七星岩旅游衡阳保卫战纪念馆旅游黄龙洞旅游孔庙旅游红旗村旅游箭竹海旅游
备案号:鲁ICP备13029499号-2 说三道四 www.s3d4.cn 说三道四技术文摘