Wie Dell eBay-Server mit Wasser kühlt

6. Juni 2016, 15:31
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Wasser wird vom Wärmetauscher auf dem RZ-Dach direkt bis zu den CPUs geleitet.

Wasser wird vom Wärmetauscher auf dem RZ-Dach direkt bis zu den CPUs geleitet.
Im Super- und High-Performance-Computing-Bereich sind Wasser- und andere Flüssigkeitskühlungen direkt in den Racks schon seit vielen Jahren Standard. In traditionellen Rechenzentren sind sie dagegen nur selten zu finden, denn Serververantwortliche scheuen Wasser fast noch mehr als Katzen. Schliesslich könnte es austreten und IT-Geräte und andere Infrastruktur beschädigen. In heutigen Rechenzentren werden IT-Komponenten aber immer dichter zusammengepackt, und die traditionelle Luftkühlung stösst an ihre Grenzen. Abwärme mit Flüssigkeit abzuführen ist effizienter - und zwar umso effizienter, je näher man die Flüssigkeit zu den Hitzequellen, sprich den Chips, bringt.
Dell hat nun für den Online-Marktplatz eBay eine neue, bisher noch einzigartige Art der Wasserkühlung ausgeheckt. Die unter dem Codenamen "Triton" entwicklelte Technologie wurde letzte Woche von Dell erstmals vorgestellt. Verantwortlich dafür ist die Abteilung Extreme Scale Infrastructure (ESI) des texanischen Computerbauers. Diese Abteilung baut massgeschneiderte Systeme für grosse und sehr grosse Internet-Unternehmen. Mit im Team waren zudem Intel und natürlich Techniker von eBay.
Das Revolutionäre an Triton sei, so Dell, dass Wasser direkt aus dem Kühlsystem eines Rechenzentrums bis in die Server und in Kühlplatten geleitet wird, die auf den einzelnen CPUs platziert sind. Das Kühlsystem komme so ohne ein zentrales Verteilsystem sowie zusätzliche Pumpen aus. Auch zusätzliche Wärmetauscher, welche die Hitze von einem Serverkühlkreislauf auf den RZ-Kühlkreislauf transferieren, entfallen.
Heisses Kühlwasser oder Übertaktung
Das Wasser muss zudem nicht einmal besonders kühl sein. Für eBay darf es bis zu 33 Grad warm sein, für Anwender, die weniger Leistung benötigen, könnte das "Kühlwasser" laut Dell auch bis zu 60 Grad heiss werden. Das erinnert an die schon 2009 vorgestellte Heisswasserkühlung für Supercomputer von IBM. IBM ging damit noch einen Schritt weiter und leitete das Kühlwasser durch Mikrokanäle sogar bis in die Chips hinein. Bei diesen CPUs handelte es sich aber um Sonderanfertigungen.
Die für Triton verwendeten Server-CPUs sind dagegen (relativ) normale Intel-Xeons. eBay benötigt das kühlere Wasser, weil die Xeons in seinen Servern mit einer höheren Taktrate laufen sollen, als normal. Um die Übertaktung zu ermöglichen, hat Intel für eBay 200-Watt-Chips des Modells E5-2680v4 modifiziert. Laut Dell erreichen die modifizierten Modelle im Triton-System bis zu 59 Prozent mehr Leistung, als normale E5-2680v4-CPUs, bei vergleichbaren Kosten. Weniger den üblichen RZ-Standards entsprechend sind die Racks. Um das Kühlsystem unterzubringen, verwendet Dell 21-Zoll-Racks statt der üblichen 19-Zoll-Racks.
"Extreme Testing"
Das Triton-Konzept senkt gemäss Dell den Energiebedarf des Kühlsystems beträchtlich. Der PUE-Wert betrage lediglich 1,03. Das heisst, dass pro Watt, das in die Server gespiesen wird, lediglich 0,03 Watt für die Kühlung hinzukommen. Der PUE-Wert moderner Rechenzentren liegt meist zwischen 1,2 und 1,3. Der Branchenschnitt beträgt laut Uptime Institute gegenwärtig 1,7.
Und was ist mit den Ängsten bezüglich Wasser so nah an den Servern? Um diese zu besänftigen testet Dell die Systemkomponenten unter extremen Bedingungen. So wird Wasser mit einem Druck von 350 PSI durch die verwendeten Kupferröhren geleitet, um nachzuweisen, dass alle Schweissnähte dicht sind. Der normale Druck im System soll rund 70 PSI betragen. Ausserdem werden zur Verbindung der Leitungen tropffreie Koppler verwendet, die laut Dell für militärische Anwendungen konzipiert wurden. (Hans Jörg Maron)

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