لقد عقدنا شراكة مع شركة CoolIT Systems لجلب التبريد السائل إلى مختبرنا. وكجزء من هذا الجهد، قمنا بتجميع جهاز تبريد سائل صغير وقمنا بتعديل الطراز PowerEdge R760 من Dell، وتحويله من نظام التبريد بالهواء إلى نظام التبريد بالسائل. لقد بدأنا للتو رحلة التبريد السائل ولكننا حققنا بالفعل اكتشافات مهمة حول الفوائد التي يقدمها التبريد السائل المباشر (DLC).

 

Dell PowerEdge R760 بعد تحويل DLC

ستكون هناك حاجة إلى التبريد السائل بشكل أو بآخر لدعم أعباء العمل الحديثة. لم تعد الرياضيات تعمل مع خوادم تبريد الهواء ذات قوة التصميم الحراري الهائلة لوحدة المعالجة المركزية (CPU) ووحدة معالجة الرسومات (TDP). يعد DLC الذي يتم تسليمه عبر اللوحات الباردة هو الحل الأكثر شيوعًا، ولكل بائع خادم خيار واحد على الأقل. عندما يتعلق الأمر بشركة Dell، فقد عقدت شراكة مع CoolIT Systems لتوفير التبريد السائل عبر مجموعة PowerEdge.

مختبرنا، مثل معظم مراكز البيانات، لم يتم تصميمه في البداية للاستفادة من التبريد السائل. ولكن، مثل العديد من مراكز البيانات، نرى أن الخوادم ذات الطاقة العالية تتطلب تبريدًا سائلًا بشكل ما، وإذا أردنا الاستفادة من هذه الأنظمة، فنحن بحاجة إلى التكيف. إنها قصة نسمعها كثيرًا في المؤسسة هذه الأيام، حيث تستثمر مراكز البيانات في الذكاء الاصطناعي، وسيتطلب العثور على معظم هذه الأنظمة قريبًا حلقة سائلة من نوع ما للتشغيل.

في حالتنا، قررنا البدء بتعديل أحد خوادم Dell PowerEdge R760 في المختبر. للتوضيح، عندما يريد العملاء خوادم مبردة بالسوائل، يتم طلبها من Dell بهذه الطريقة. تتولى شركة Dell عملية التكامل مع CoolIT ويحصل العملاء على خادم مزود بألواح تبريد مثبتة وخراطيم موصولة بالمياه للتبريد السائل. تحتوي أنظمة DLC PowerEdge على بعض الفروق الدقيقة التي تجعلها مختلفة عن الخوادم المبردة بالهواء، وقد انجرفنا إلى منطقة مجهولة نسبيًا مع هذا العمل. تختلف بطاقة iDRAC، على سبيل المثال، يحتوي إصدار DLC على دليل لاكتشاف التسرب. لقد نجحنا في عملية التحويل، ولكن تركيب ألواح التبريد الخاصة بك ليس نشاطًا مدعومًا.

مجموعة CoolIT DLC

لقد زودتنا شركة CoolIT بنظام صغير يُستخدم عادةً لإثبات بسيط للمفهوم حيث يعمل عملاؤها من خلال عملية إضافة التبريد السائل إلى مراكز البيانات الخاصة بهم. ومع ذلك، يمكن لهذا النظام أن يصل إلى 10 كيلو واط، لذا فهي طريقة رائعة لأولئك الجدد في مجال التبريد السائل لاكتساب بعض الخبرة مع نصف حامل أو نحو ذلك. هناك ثلاثة مكونات رئيسية لهذا الإعداد، لوحات التبريد، ومشعب الرف، ووحدة توزيع سائل التبريد (CDU).

تم تصميم اللوحات الباردة لحالات استخدام محددة لـ TDP وتتناسب بشكل مثالي مع وحدة المعالجة المركزية أو وحدة معالجة الرسومات التي يتم تبريدها. إنها تبدو بسيطة بشكل خادع، وعلى الرغم من عدم وجود مضخات أو أجزاء متحركة على الألواح نفسها، فإن الهندسة ليست تافهة بفضل ارتفاع TDPs. من أجل المنظور، أطلقت CoolIT مؤخرًا خطًا جديدًا من الألواح الباردة التي يمكنها دعم ما يصل إلى 1500 واط. تعتبر وحدات المعالجة المركزية (CPUs) في R760 لدينا بسيطة بعض الشيء بالمقارنة، حيث تحتوي وحدات المعالجة المركزية Intel Xeon 8580 "فقط" على TDP يبلغ 350 واط لكل منها.

 

يعد تركيب الألواح الباردة أمرًا بسيطًا للغاية، كما أن الكتل تحتوي على معجون حراري مطبق مسبقًا، وهي مجموعة بسيطة جدًا. كما ذكرنا سابقًا، توجد بطاقة iDRAC مختلفة لأنظمة DLC تحتوي على نقطة اتصال لكابل اكتشاف التسرب الذي يتم تشغيله من اللوحات الباردة. يتم توجيه الخراطيم إلى الجزء الخلفي من R760، من خلال شريحة مختلفة تأتي مع مجموعة DLC iDRAC.

يتم توصيل الألواح الباردة بالمشعب عبر وصلات دافئة/باردة. المشعب نفسه مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ والتجهيزات قابلة للفصل السريع. يستغرق الأمر بضع ثوانٍ لتوصيل الخادم بالمشعب، والذي يأتي مملوءًا مسبقًا. بالمناسبة، تم وضع المشعب الخاص بنا في الجزء الخلفي من الحامل، ولكن يمكن تهيئته في المقدمة إذا لزم الأمر. لدينا مشعب صغير لحالة الاستخدام هذه، وسيحتوي حامل DLC الأكثر تقليدية على مشعب يغطي الحامل بأكمله. يتصل المشعب مباشرة بـ CDU.

يقوم CDU بالرفع الثقيل في هذه الحلقة، ونحن نستخدم CoolIT AHx10. هذا عبارة عن وحدة CDU 5U تعمل بالسائل إلى الهواء يمكنها التعامل مع حمولة تبلغ 7 كيلو واط عند درجة حرارة محيطة تبلغ 25 درجة مئوية. تقدم CoolIT مجموعة توسيع تعمل على توسيع نطاق هذه الوحدة إلى 10 كيلو واط. يوجد داخل الهيكل مبادل حراري من السائل إلى الهواء ومضخات زائدة عن الحاجة. تأتي وحدة CDU، مثل المشعب، مملوءة مسبقًا. لقد وضعنا وحداتنا في مكان منخفض نسبيًا على الحامل، ولكن يمكن لوحدة CDU الذهاب إلى أي مكان، اعتمادًا على كيفية إعداد الحامل.

يتمتع AHx10 بأقصى استهلاك للطاقة يبلغ 750 وات، مما يساعد في المحادثة الاقتصادية الشاملة حول توفير الطاقة. يحتوي النظام على شاشة لمس بديهية توفر دعم الوصول عن بعد. بخلاف ضبط ضغط المضخة في البداية، هناك القليل جدًا مما يجب القيام به مع وحدة CDU، لقد تم ضبطها إلى حد كبير ونسيانها، لقد تم تشغيلنا لبضعة أسابيع دون أي تدخل إضافي.

ومن الجدير بالذكر أنه مع معدات CoolIT هذه، فإننا لا نحل مشكلة الحرارة نفسها. نحن في الواقع نقوم بنقل الحرارة من وحدات المعالجة المركزية الخاصة بـ R760 إلى المبادل الحراري داخل وحدة CDU. ما زلنا بحاجة إلى تبريد المختبر كما كان من قبل نظرًا لعدم توفر مياه مرافق لنتمكن من نقل الحرارة خارج المختبر. ومع ذلك، فإن نظامًا صغيرًا مثل هذا يعد مثاليًا لعدد قليل من الخوادم المبردة بالسوائل وقد يكون مناسبًا تمامًا لمؤسسة ذات نشر صغير للذكاء الاصطناعي، وهو شيء مثل Dell PowerEdge XE9640 سوف يتناسب بشكل جيد.

على الرغم من أنه لا يزال يتعين علينا التعامل مع الحرارة المنبعثة من DLC R760 في مختبرنا، إلا أن هناك العديد من الفوائد للانتقال إلى التبريد السائل.

فوائد المحتوى القابل للتنزيل (DLC).

عند الانتقال إلى التبريد السائل من تبريد الهواء، فإن الفائدة الأكبر والأكثر وضوحًا هي تقليل استخدام المروحة. لا يزال الطراز R760 بحاجة إلى تدفق الهواء لمكونات النظام مثل ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM) والتخزين، ولكنها لا تحتاج إلى الدوران بسرعة كبيرة. في حين أن هذا يجعل الخادم أكثر هدوءًا، فإن أفضل جزء من حلقة DLC هو تقليل استهلاك الكهرباء. الشيء الآخر الذي وجدناه كان مفاجئًا بعض الشيء، حيث كان أداء DLC R760 أفضل قليلاً مما كان عليه عندما تم تبريده بالهواء.

لإلقاء نظرة على استهلاك الكهرباء في R760 عن كثب، قمنا بإعداد وحدة تحليل الطاقة الرئيسية Quarch QTL2843. قمنا بتشغيل الخادم باستخدام المبددات الحرارية المبردة بالهواء في المصنع ومرة ​​أخرى باستخدام لوحات التبريد CoolIT. للضغط على وحدات المعالجة المركزية (CPUs)، قمنا بإجراء عملية حسابية لـ Pi تصل إلى 50 مليار رقم، مما يضع حملاً ثقيلًا جدًا على وحدة المعالجة المركزية (CPU) وDRAM. كان هدفنا هو دفع وحدات المعالجة المركزية (CPUs) بأقصى قوة ممكنة لضمان استدعاء المشجعين للقيام بأقصى واجباتهم المطلوبة.

كان تأثير تنفيذ المحتوى القابل للتنزيل (DLC) واضحًا على الفور. عند تشغيل R760 في تكوين تبريد الهواء، تدور المراوح بنسبة 100% أثناء عبء العمل، كما هو متوقع. مع تكوين المحتوى القابل للتنزيل (DLC)، اختار جهاز R760 تدوير المراوح بنسبة 32%، وهو انخفاض كبير. وهذا يعادل توفير 200 واط في خادم واحد فقط. لا يقتصر الأمر على سرعة المروحة فقط، بل إن وحدات المعالجة المركزية نفسها أبلغت عن نصف درجة الحرارة تقريبًا مع DLC، 41/42 درجة مئوية مقارنة بـ 88/89 درجة مئوية عند تبريد الهواء.

 

ولكن لا يقتصر الأمر على توفير الطاقة فقط الذي يخرج من الجانب الآخر عند الانتقال إلى التبريد السائل. لقد شهدنا زيادة طفيفة في الأداء، وهو ما لم نتوقعه. بفضل اللوحات الباردة التي توفر تبريدًا أفضل، يمكن لوحدة المعالجة المركزية أن تعمل على أكمل وجه. في تكوين تبريد الهواء، أكمل R760 حساب 50 مليار Pi في 369 ثانية. في تكوين المحتوى القابل للتنزيل (DLC)، أصبح جهاز R760 أسرع قليلاً، حيث تم تنفيذ العملية الحسابية في 347 ثانية. وهذا يمثل زيادة في الأداء تبلغ حوالي 6%، مما يسمح لنا باستخلاص المزيد من وحدات المعالجة المركزية Intel.

الأفكار النهائية

لقد بدأنا للتو في استخدام التبريد السائل في المختبر، ويسعدنا العمل مع CoolIT في هذا الجهد الأولي. تعمل اللوحات الباردة بشكل مثالي على الطراز PowerEdge R760، ويجتمع المشعب ووحدة CDU معًا و"يعملان فقط" دون أي مخاوف أو ترقيع مستمر. بالنسبة لأولئك الذين يشعرون بالقلق بشأن جلب السوائل إلى مركز البيانات، فإن البساطة المستمرة أمر بالغ الأهمية. لم يكن لدينا أيضًا أي تسريبات أو أي أحداث كارثية أخرى، وهو أمر متوقع، وهذا هو جهاز المؤسسة مع معدل فشل منخفض للغاية.

بالنسبة للمؤسسات التي تتطلع إلى جلب أنظمة الذكاء الاصطناعي عالية الطاقة إلى مركز البيانات، فإن التبريد بالسوائل يعد أمرًا مفروغًا منه. سوف تتخلى خوادم GPU ذات 8 اتجاهات عن تبريد الهواء، وتختار حلقات DLC مثل هذه أو على الأقل، حلقة مغلقة ومبرد. وفي كلتا الحالتين، سوف تجد كمية من السائل طريقها إلى مركز البيانات. مع التوفير الكبير في الكهرباء وتعزيز الأداء المتواضع، هناك الكثير من الأسباب التي تدفع الشركات إلى تبني خوادم DLC.

تُعد شركة CoolIT شركة رائدة بوضوح في هذا المجال، كما أن علاقتها مع Dell توفر مجموعة واسعة من حلول التبريد السائل للسوق بطريقة قابلة للاستهلاك بسهولة، مع القليل من القلق بشأنها. نحن نتطلع إلى استكشاف حلقتنا الصغيرة بشكل أكبر ولا يمكننا الانتظار لرؤية المزيد من الخوادم المبردة بالسوائل في المختبر.

شركة بكين تشيانشينغ جيتونغ للتكنولوجيا المحدودة
ساندي يانغ / مدير الإستراتيجية العالمية
واتساب/وي تشات: +86 13426366826
البريد الإلكتروني: yangyd@qianxingdata.com
الموقع الإلكتروني: www.qianxingdata.com/www.storagesserver.com

التركيز على الأعمال:
توزيع منتجات تكنولوجيا المعلومات والاتصالات / تكامل النظام والخدمات / حلول البنية التحتية
مع أكثر من 20 عامًا من الخبرة في توزيع تكنولوجيا المعلومات، نتعاون مع العلامات التجارية العالمية الرائدة لتقديم منتجات موثوقة وخدمات احترافية.
"استخدام التكنولوجيا لبناء عالم ذكي" مزود خدمة منتجات تكنولوجيا المعلومات والاتصالات الموثوق به!