netweek - «Γιατί» το Liquid Cooling «κατακτά» τα Data Centers!

Κυριακή, 8 Δεκεμβρίου 2019

ΔΙΑΦΗΜΙΣΗ

IT Industry

Special Report Liquid Cooling

«Γιατί» το Liquid Cooling «κατακτά» τα Data Centers!

14 Φεβρουαρίου 2019 | 09:35 Γράφει ο Παναγιώτης  Μαρκέτος Topics: Data,Data center,Special Reports

Μπορεί παραδοσιακά το υγρό cooling να αξιοποιείται από την πλευρά των mainframes και των ακαδημαϊκών υπερ-υπολογιστών, εντούτοις όμως τελευταία δείχνει να… χτυπά την πόρτα ολοένα και περισσότερων data centers εταιρειών και οργανισμών. Εκ των πραγμάτων, τα νέα όσο και διευρυμένα επιχειρησιακά workloads ασκούν έντονη πίεση στα densities της ισχύος, ωθώντας τους υπεύθυνους να αναζητήσουν περισσότερο “ευφυείς” εναλλακτικές πέραν των συστημάτων ψύξης που βασίζονται στην κυκλοφορία του αέρα.

Σήμερα πλέον, με σταθερά βήματα η υγρή ψύξη αναδύεται σταθερά προκειμένου να αποτελέσει mainstream πραγματικότητα στην ευρύτερη αγορά των data center. Μάλιστα, είναι τέτοια η κινητικότητα που παρατηρείται ώστε κορυφαίες εταιρείες που δραστηριοποιούνται στον εν γένει κλάδο των παρόχων υπηρεσιών hyperscale cloud, έχουν προχωρήσει στη δημιουργία μιας ομάδας εργασίας η οποία επεξεργάζεται την ανάπτυξη και εφαρμογή κοινά αποδεκτών “ανοικτών” προδιαγραφών αναφορικά με την εγκατάσταση και λειτουργία server racks υγρής ψύξης.

Πόσο μάλλον, από τη στιγμή κατά την οποία υπάρχουν μια σειρά από κατηγορίες και δράσεις που απαιτούν ολοένα και πιο έντονα την ύπαρξη υγρού cooling. Ως τέτοια μπορούν να λογιστούν λ.χ. τα συστήματα machine learning.

Παρά την αμηχανία που επιδεικνύεται από την πλευρά όσων καλούνται να διαχειριστούν το εν λόγω ζήτημα, δεν μπορεί να παραγνωριστεί πως υπάρχουν μια σειρά από εμφανείς τάσεις που αναδύονται. Ποιες είναι αυτές;

Τεχνητή Νοημοσύνη (AI) και πάλι…
Εδώ και μερικά χρόνια, έχει παρατηρηθεί πως η μέση ετήσια αύξηση της απόδοσης των CPU όπως περιγράφεται με βάση τον Νόμο του Moore, κινείται σε μειωμένους ρυθμούς. Εξυπακούεται πως υπάρχουν μια σειρά από λογικές εξηγήσεις, όπως παραδείγματος χάριν οι accelerator επεξεργαστές και δη GPUs, καθώς επίσης και οι Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs), ήτοι τα ενσωματωμένα circuit που είναι σχεδιασμένα προκειμένου να διαμορφωθούν είτε από τον σχεδιαστή ή ακόμη και τον ίδιο τον πελάτη έπειτα από την διαδικασία του σχεδιασμού. Στην ίδια λογική, μπορούν να προσμετρηθούν και τα Application-Specific Integrated Circuit (ASIC), τα οποία όλα μαζί πολλαπλασιάζουν την παρουσία τους στον κόσμο των enterprise data centers!

Το machine learning που βασίζεται σε GPU μπορεί να αποτελεί την πλέον συνήθη χρήση της επιτάχυνσης hardware, ωστόσο, περίπου το 1/3 των παρόχων υπηρεσιών πληροφορικής δήλωσαν σε πρόσφατη μελέτη που διενήργησε η εταιρεία 451 Research, πως σκοπεύουν να επιταχύνουν τα συστήματα data mining, analytics, μηχανικών προσομοίωσης, βίντεο, ανίχνευσης απάτης, εξισορρόπησης φορτίου, καθώς επίσης και όσα άλλα σχετίζονται με “ευαίσθητες” υπηρεσίες λανθάνοντος χρόνου.

Θα πρέπει να υπογραμμιστεί πως οι hardware επιταχυντές διακρίνονται από σαφώς υψηλότερα σημεία θερμικής σχεδίασης (TDP) εν συγκρίσει με τα CPUs και τύποις χρειάζονται 200W ή και λίγο περισσότερο ψύξης. Εάν σε αυτό προστεθεί και ένας υψηλής απόδοσης CPU server, αυτομάτως θα έχετε μεμονωμένα πληροφοριακά συστήματα τα οποία χρειάζονται κάτι παραπάνω από 1kW σε επίπεδο cooling.

Προς την ίδια κατεύθυνση δείχνει να βαδίζει και η Intel, καθώς σε ότι αφορά τον σχεδιασμό των επεξεργαστών για servers, αποφάσισε να υπερβεί τα συνήθη όρια των 150W που ακολουθεί. Όπως χαρακτηριστικά επισημαίνεται από την πλευρά της εταιρείας, ολοένα και περισσότεροι ζητούν ακόμη πιο ισχυρούς επεξεργαστές, οπότε αναπόφευκτα τα μεγέθη των Watts ακολουθούν ανοδική πορεία! Προς την ίδια κατεύθυνση κινούνται σαφώς και τα αντίστοιχα επίπεδα των rack density. Για του λόγου το αληθές, η πλειοψηφία των data centers διαθέτουν ορισμένα τουλάχιστον racks τα οποία υπερβαίνουν τα 10kW, ενώ ένα αξιοσημείωτο ποσοστό έχουν rack που ξεπερνά τα επίπεδα των 30kW και άνω. Βέβαια, χρήσιμο είναι να τονιστεί πως αυτού του είδους τα φορτία δεν θεωρούνται ως υψηλής απόδοσης computing. Σε περίπτωση, λοιπόν, που τοποθετείται ένα GPU μαζί με έναν επεξεργαστή Intel, τότε πιθανότατα οι ενδιαφερόμενοι απολαμβάνουν τρεις φορές περισσότερο του density που λάμβαναν μέχρι πρότινος. Άρα, η υγρή ψύξη θεωρείται ως μια, τουλάχιστον, προφανής επιλογή για αυτού του είδους τους επιταχυντές και ιδιαίτερα των immersion cooling, που με τη σειρά τους δύναται να ψύχουν τόσο GPUs όσο και CPUs.

Ψύξη υψηλού density εξοπλισμού αποθήκευσης
Αποτελεί κοινό τόπο πως το storage density συνεχίζει να εμφανίζει μια έντονα αυξητική τροχιά, οπότε και η storage ψύξη με ευφυή τρόπο μπορεί να αποδειχτεί μια ιδιαίτερα απαιτητική διαδικασία. Σημαντικό μέρος της εγκατεστημένης χωρητικότητας αποθήκευσης στα data centers αποτελείται από μη-σφραγισμένους σκληρούς δίσκους, οι οποίοι και δεν μπορούν να ψυχθούν με υγρό. Παρόλα αυτά, οι νεότερης γενιάς τεχνολογίες, εισάγουν μια πιο… ελπιδοφόρα ματιά και θεώρηση στο συγκεκριμένο ζήτημα. Για παράδειγμα, οι SSDs μπορούν να ψύχονται με λύσεις πλήρους εμβάπτισης. Επιπλέον, η δημιουργία ατμόσφαιρας ηλίου που υποστηρίζει υψηλής ταχύτητας κεφαλές ανάγνωσης / εγγραφής υψηλής πυκνότητας στην πλέον πρόσφατη γενιά hardware αποθήκευσης, προϋποθέτει τη στεγανοποίηση των μονάδων, καθιστώντας τα κατάλληλα για υγρή ψύξη!

Ο συνδυασμός SSDs και HDDs που στηρίζονται σε ήλιο “μεταφράζεται” σε μη αναγκαιότητα ύπαρξης ξεχωριστών διαδικασιών και λειτουργιών του air-cooled storage από την αντίστοιχη διαδικασία με την χρήση υγρού. Επιπροσθέτως, υπάρχει και μια άλλη ωφέλεια που σχετίζεται με τη βελτίωση της αξιοπιστίας του HDD, καθώς τα drives που βυθίζονται σε ψυκτικά υγρά, μειώνουν τις επιδράσεις της θερμότητας και της υγρασίας στα σχετικά εξαρτήματα.

Τι συμβαίνει με την πτυχή των Edge data centers;
Η ανάγκη μείωσης της λανθάνουσας κατάστασης για τρέχουσες και μελλοντικές εφαρμογές οδηγεί στην απαίτηση ύπαρξης μιας νέας γενιάς data center στο edge δίκτυο. Ως τέτοιες μπορούν να εκληφθούν οι πυκνές όσο και απομακρυσμένες εγκαταστάσεις σε ασύρματους πύργους, σε εργοστάσια ή ακόμη και καταστήματα λιανικής πώλησης. Είναι δε πιθανό, ότι όλο και περισσότεροι από αυτούς θα φιλοξενήσουν υπολογιστικό υλικό υψηλής πυκνότητας, όπως λ.χ. συστοιχίες που συσκευάζονται με GPU για χρήση σε machine learning περιβάλλον.

Κι ενώ είναι δεδομένο πως το σύνολο των edge data centers δεν πρόκειται να είναι υγρόψυκτα, παρόλα αυτά, πολλά εξ’ αυτών θα σχεδιαστούν με τέτοιο τρόπο ώστε να χρησιμοποιηθούν για να υποστηρίξουν τα σημαντικά μεγάλα workloads σε περιορισμένους χώρους, όπου δεν θα είναι διαθέσιμες οι “κλασσικές” επιλογές ψύξης είτε ακόμη και σε καινούργιες εγκαταστάσεις, όπου δεν πληρείται η προϋπόθεση για την χρήση παρωχημένων συστημάτων και λύσεων ψύξης. Επειδή μειώνει την κατανάλωση ενέργειας, η υγρή ψύξη καθιστά ευκολότερη την τοποθέτηση σημείων edge σε θέσεις όπου δεν υπάρχουν διαθέσιμες τροφοδοσίες υψηλής ισχύος!

Σύμφωνα με εκτιμήσεις, ακόμη και ποσοστό της τάξεως του 20% των edge data centers θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει υγρή ψύξη!

Blockchain και οικονομική διαχείριση υψηλής συχνότητας
Ο τομέας των σύγχρονων χρηματοοικονομικών υπηρεσιών διαχειρίζεται τεράστια φορτία που απαιτούν έντονη όσο και άμεση επεξεργασία, απαιτώντας κατ’ επέκταση υψηλής απόδοσης CPUs, αλλά και GPUs αντίστοιχα. Αυτά, περιλαμβάνουν τα συστήματα διαπραγμάτευσης και trading εν γένει υψηλής συχνότητας και τις εφαρμογές που βασίζονται σε blockchain, όπως λ.χ. τα «έξυπνα» συμβόλαια και τις κρυπτοισοτιμίες.

Υπάρχουν, λοιπόν, περιπτώσεις υπηρεσιών κρυπτονομισμάτων που “τρέχουν” σε 100kW ανά rack, με ένα θερμό βρόγχο ψύξης που συνδέεται με έναν πύργο εξάτμισης. Καθώς η ψύξη με ζεστό νερό θεωρείται ως περισσότερο αποδοτική ενεργειακά διαδικασία εν συγκρίσει με την ψύξη με ψυχρό νερό, η υπηρεσία μπορεί να λειτουργεί σε τροπικές συνθήκες και δη χωρίς την ύπαρξη μηχανικών ψυκτών.

Η ψύξη… κοστίζει!
Στην περίπτωση κατά την οποία θεωρείτε πως η υγρή ψύξη αποτελεί τον λογικό αντικαταστάτη συστημάτων που στηρίζονται μεν στη χρήση αέρα, αλλά δεν είναι σε θέση να διαχειριστούν το density, θα σας προτείναμε να το σκεφτείτε και αξιολογήσετε εκ νέου. Πόσο μάλλον, από τη στιγμή κατά την οποία δεν πρόκειται για μια λύση που αφορά αποκλειστικά τις πολύ μεγάλες επιχειρήσεις και οργανισμούς, αλλά τους mainstream πελάτες, καθώς η αναγκαιότητα διαχείρισης των γενικών workloads βρίσκεται σε ανοδική τροχιά. Στην όλη εξίσωση θα πρέπει να ληφθούν υπόψη μια σειρά από σημαντικούς παράγοντες, όπως είναι το συνολικότερο κόστος, η ευφυής λειτουργία, η δυνατότητα κλιμάκωσης κ.ο.κ. Μάλιστα, η συζήτηση δεν περιστρέφεται γύρω από τις πτυχές του super high-density, αλλά απλά γύρω από την ψύξη που οι data center managers δύναται να αξιοποιήσουν για οποιαδήποτε χρήση των IT assets τους.

netweek (T. 421)
Έχετε άποψη;
Ο σχολιασμός των άρθρων προϋποθέτει την Είσοδο σας στο Netweek Online.
ΔΙΑΦΗΜΙΣΗ

Δείτε ακόμη...

Αυτοί που διάβασαν αυτό διάβασαν επίσης

Τα πιο δημοφιλή Topics

Οι πιο δημοφιλείς ειδήσεις σε αυτήν την ενότητα

Οι πιο δημοφιλείς ειδήσεις σε άλλες ενότητες

ΔΙΑΦΗΜΙΣΗ
ΔΙΑΦΗΜΙΣΗ

Συνεντεύξεις / Πρόσωπα

 
ΔΙΑΦΗΜΙΣΗ

Topics

Banking / Finance

International

Τηλεπικοινωνίες

Πολιτισμός / Ψυχαγωγία

e-government

Μουσική Βιομηχανία

Retail

Ευρωπαική Ένωση

Services

Ενέργεια / Περιβάλλον

©2019 Boussias Communications, all rights reserved. Κλεισθένους 338, 153 44 Γέρακας, info@boussias.com, Τ:210 6617777, F:210 6617778