בתמונה למעלה: מאוריציו פריציירו. "קירור נוזלי יהיה הנורמל בתעשייה". צילום: Techtime
מרכזי הנתונים משנים את פניהם. מנהל תחום החדשנות בחטיבת מערכות הקירור של Schneider Electric, מאוריציו פריציירו, סיפר ל-Techtime שמחקרי השוק של החברה מלמדים שמרכזי הנתונים מתחילים סוף סוף להיכנס לשלב המעבר לשימוש בטכנולוגיות קירור נוזלי. "אנחנו מדברים על הצורך בקירור נוזלי כבר כמעט 10 שנים, אבל רק עכשיו חברות הענן הגדולות מתחילות להתעניין בטכנולוגיה". פריציירו עומד בראש צוות של 13 מומחים ואנליסטים מרחבי אירופה, אשר מצויים בקשר הדוק עם כל קבלני הדטה סנטר הגדולים בעולם במטרה להבין את המגמות בשוק.
פריציירו: "בעבר רק יצרני מחשבי-על ואחר כך מפעילי מרכזי קריפטו התעניינו בקירור נוזלי. אולם כיום מרכזי הנתונים מתרחבים בקצב גובר, והבינה המלאכותית הופכת אותם לצפופים יותר. התרגלנו בעבר לצריכת הספק של כ-5kW לכל מסד, אבל כיום הלקוחות מבקשים לקבל 15kW למסד. פיזור החום של קירור אוויר מסורתי כבר לא מספקת מענה לצורכי הקירור. בשניידר התחלנו לעבוד על הטכנולוגיות האלה לפני מגיפת הקורונה, וביצענו פרוייקטים ראשונים ב-2022. אבל רק השנה אנחנו מרגישים שהמגמה הזאת מתחילה להיות משמעותית. כל יצרני המערכות למרכזי נתונים גדולים פנו אלינו בבקשה לקבל מידע על קירור נוזלי וכיצד משתמשים בו. זה הולך להיות הנורמל בתעשיית ה-Data Centers".
שרתי הדור הבא יהיו טבולים באמבטיות
קיימות שתי גישות מרכזיות לקירור נוזלי במרכזי נתונים: קירור ישיר ברמת מעבדי השרתים, וקירור שיקוע ברמת הכרטיסים ומסדי השרתים. הקירור הישיר מתבצע באמצעות הזרמת מים או נוזל קירור אחר אל מפזר חום הנמצא במגע ישיר עם המעבד. בשיטה הזאת ניתן לסלק 80%-50% מהחום שהמעבד מייצר. הקירור בשיקוע מבוסס על שמן או נוזל אחר שאינו מוליך חשמל, אשר מאפשר לסלק כ-95% מהחום שהשרת מייצר. שתי הגישות המרכזיות של קירור בשיקוע הן: קירור כל שרת בנפרד, או קירור מסד השרתים כולו. בטכניקה הראשונה, השרת נמצא בתוך תיבה אטומה המשמשת כאמבטיית שיקוע שאליה מגיע נוזל הקירור וממנו הוא יוצא אל מחליף חום. בגישה השנייה, מושקעים מספר רב של כרטיסי שרת בתוך אמבטיית נוזל קירור גדולה ומשותפת.
כיצד עוברים מקירור אוויר לקירור נוזלי?
"כאשר מערכת המיזוג במרכז הנתונים מבוססת על שימוש במים קרים, ניתן לבצע את המעבר בקלות יחסית. אבל אם הקירור מבוסס על שיטה אחרת – צריך להחליף את כל המערכת הקיימת. מכיוון שאי-אפשר לסגור את מרכזי הנתונים, אנחנו מאמינים שמתפתח עכשיו שוק חדש וגדול של החלפת מערכות הקירור במרכזי נתונים פעילים. אבל זהו רק חלק מהתמונה: גם השרתים עצמם נמצאים כעת בתהליכי שינוי והתחדשות, ולכן קיבלנו החלטה אסטרטגית לפתח מערכות קירור אוניברסליות – המתאימות לכל סוגי השרתים. הצלחת המעבר לקירור נוזלי תלויה ברמת שיתוף הפעולה בין כל השחקנים באקוסיסטם של מרכזי נתונים".
החום הגבוה של בינה מלאכותית
להערכת החברה, כ-70%-80% מהחום המיוצר בכל שרת סטנדרטי מגיע מהמעבד המרכזי (CPU). השינוי המתחולל כיום, עם הכניסה של מאיצי עיבוד נוספים כמו GPU ו-NPU, מכפיל את כמות החום שכל שרת מייצר. מהי עלות הקירור? לפי שניידר אלקטריק, הקירור מהווה 70% מעלויות האנרגיה של מרכזי נתונים, שהם עצמם אחד מצרכני האנרגיה הגדולים בעולם. השפעתו מוחשית מאוד: לשינוי של 1% בטמפרטורת השרתים, יש השפעה של 4% על עלויות האנרגיה הכוללות של מרכז הנתונים.
השיחה עם מאורציו התקיימה במסגרת סיור עיתונאים שאירגנה חברת Schneider Electric במפעל מערכות הקירור שלה ליד ונציה. המפעל מייצר פתרונות קירור ברמת השרת הבודד, ארון השרתים, ועד פתרונות עבור המרכז הנתונים השלם. כעת הוא נמצא בתהליכי התרחבות עקב הדרישה הגוברת לקירור מרכזי נתונים. כדי להמחיש את היקף הבעיה, ביקרנו במרכז הנתונים של חברת Stack, אשר מאכלס 1,060 ארונות שרתים בשטח של 100,000 מ"ר. לאורך צידי המבנה מסודרים עשרות מחליפי חום עצומים בגודל של בניין דירות ישראלי ממוצע כל אחד, ו-9 גנרטורים המייצרים ביחד חשמל בהספק של 25 ג'יגה-ואט ביום.
השלב הבא: תרומת חום לקהילה
עלויות האנרגיה כל-כך גדולות, שהחברה החלה לבדוק תוכניות שימוש חוזר בחום (Heat Reuse) מול הרשויות המקומיות באתרי הפעילות שלה בעולם: במקום לסלק את כל החום המיוצר במרכזי הנתונים, היא מציעה להעבירו לשימוש מקומי, כמו למשל חימום מים, מערכות מיזוג אוויר במבנים ציבוריים, מתקני המרת חום לאנרגיה ועוד. לאור הציפייה בתעשייה שנפח מרכזי הנתונים יוכפל בתוך 20 שנה, התחזית לעתיד ברורה מאוד: יהיה חם.
באיור למטה: השיטות המרכזיות לקירור שרתים ומסדים באמצעות שיקוע בנוזל מסלק חום. מקור: Schneider Electric
