מאז תחילת מגפת הקורונה (COVID-19), עברנו שינוי משמעותי באופן שבו אנו עובדים, קונים ומתקשרים האחד עם השני. השינוי הזה הביא ארגונים רבים לפנות לבינה מלאכותית (Artificial Intelligence) לצרכי יישום תהליכי טרנספורמציה דיגיטלית בארגון, החל מרשתות אספקה אוטומטיות, סטרימינג בווידאו ועד פגישות וירטואליות.

על פי הסקר העולמי שערכה חברת מקנזי, "The State of AI in 2020", א 50% מהנשאלים דיווחו כי הם אימצו פתרון מבוסס AI לפחות באחת מהפונקציות העסקיות שלהם. באחד מהסקרים של גרטנר, 47% מהנשאלים דיווחו כי מתחילת המגיפה לא היה שינוי בהשקעות בטכנולוגיות מבוססות בינה מלאכותית ואילו 30% מהנשאלים דיווחו שאכן תכננו להגדיל את השקעותיהם בטכנולוגיות מבוססות בינה מלאכותית.

יש סיבה להאמין שהקפיצה שעשו ארגונים ביישום תהליכי טרנספורמציה דיגיטלית מייצגת האצה בלתי נמנעת אל העתיד. לארגונים המעוניינים להיות בחזית המגמות הללו, חשוב לבחון כיצד טכנולוגיית מבוססת בינה מלאכותית תשפיע על חוות השרתים ברחבי העולם כולו.

מה המשמעות של התגברות השימוש ביישומי AI עבור חוות השרתים?

עם כוח עיבוד הולך וגדל של השרתים התומכים בבינה מלאכותית וביישומים אחרים הצורכים אנרגיה, דרישות ההספק מארונות השרתים במספר הולך וגדל של מתקנים עולות על 20KW, וארגונים רבים מעוניינים כעת בפריסה של ארונות עם 50KW או יותר.

ניצולת אנרגיה ברמה גבוהה דורשת מערכות קירור מעולות. מערכות מיזוג אוויר התפתחו ללא הרף בכדי להתמודד בצורה יותר יעילה עם הדרישה לצפיפות גבוהה יותר (high-density). אולם, יש רף מסוים שבו לאוויר אין את מאפייני העברת החום הנדרשים בכדי לספק קירור מספיק לארונות בצפיפות גבוהה באופן יעיל, דבר העלול להקטין את הביצועים והאמינות של השרתים והופך להיות פחות חסכוני באנרגיה ככל שדרישות ההספק מארונות השרתים עולות. ככל שפורסים יותר ארונות בעלי הספק גבוה, קירור האוויר הופך לבלתי כדאי הן מהבחינה הכלכלית והן מבחינת קיימות (sustainability).

עיבוד אלגוריתמים של בינה מלאכותית  מתקיים באמצעות דור חדש של מעבדים (CPUs) ו- GPUs בעלי הספקים גבוהים יותר מקודמיהם. אחרי שנים של צפיפות הספק יציבה יחסית, מעבדי Cannon Lake של חברת אינטל, שהוצגו בשנת 2020, למשל, היו בעלי הספק כפול מזה של מעבדי הדור הקודם שהוצגו רק שנתיים קודם לכן.

במקביל, יותר מעבדים ו- GPUs ממוקמים  בארון שרתים אחד. עם מספר שרתים בעלי ביצועים גבוהים בארון יחיד, מערכות קירור האוויר אינן יכולות לספק קירור מספיק, גם לא עם סגירת מעבר קר/ חם (containment). בנוסף, האסטרטגיה של פיזור עומסים אינה אפשרית כשמדובר ביישומים עתירי עוצמת עיבוד בגלל אתגרי זמן השיהוי (Latency) שנוצרים על ידי המרחק הפיזי הקיים אפילו בתוך שרת יחיד. כתוצאה מכך, הרכיבים נדחסים במכשירים, ויוצרים שרתים בעלי מעבדים עוצמתיים צפופים במיוחד המביאים את הצפיפות האנרגטית בארונות לרמות חסרות תקדים.

אם כך, מה הפתרון לקירור ארונות שרתים בצפיפות גבוהה? יותר ויותר ארגונים בוחנים את האפשרות להעברת  נוזל קירור בתוך השרת בכדי להגדיל את הקיבולת והיעילות של קירור חוות השרתים. קירור נוזלי (Liquid Cooling) ממנף את תכונות העברת החום הגבוהות יותר של נוזלים  כדי לתמוך בקירור יעיל וחסכוני של ארונות שרתים בצפיפות גבוהה.

כאשר השימוש בקירור נוזלי (Liquid Cooling) הופך לחיוני

במאמר Data Center Thermal Management Report 2020, חברת Omdia צופה צמיחה משמעותית בשימוש בקירור נוזלי וצופה שהמגמה תכפיל את עצמה בין השנים 2020 ל- 2024. חלק מהגורמים לצמיחה זו כוללים צריכת חשמל מוגברת של שבבים ושרתים כפי שפורט לעיל, גידול השימוש ב- Edge והשינויים ביעילות האנרגטית ודרישות הקיימות (sustainability requirements).

מנהלי מתקנים המעוניינים לפרוס ארונות שרתים בצפיפות גבוהה במיוחד (> 30 קילוואט) ולאמץ פתרונות מבוססי AI בקנה מידה גדולים ויישומים אחרים ביישום תהליכי טרנספורמציה דיגיטלית שלהם, לא תהיה ברירה מלבד להשתמש בקירור נוזלי. לא משנה כיצד המערכת מוגדרת, קירור אוויר פשוט לא יוכל לספק את יכולת סילוק החום הנדרשת כדי לשמור על מערכות ה- IT. הדבר יהיה נכון ב- Edge, כמו גם במתקני הדטה סנטר.

הרבה מעבר לשיקולי אמינות

עבור ארגונים המעוניינים לתכנן חוות שרתים חדשות, או לחילופין לערוך התאמות במתקנים קיימים בכדי לאפשר טרנספורמציה דיגיטלית, השימוש בקירור נוזלי מציע יתרונות רבים. להלן רק כמה דוגמאות:

• ביצועים משופרים: מערכת קירור נוזלי מאפשרת ביצועים טובים יותר של ציוד ה- IT. כבר היום, שיקולי טמפרטורה ובטיחות מחייבים הגבלת כוח העיבוד של השרתים. עם קירור נוזלי, ניתן יהיה למצות את יכולות הטכנולוגיה לעוצמה של עיבוד מחשובי.
• הפחתה ברמות הרעש האקוסטיות: ביישומי מחשוב בעלי צפיפות גבוהה המשתמשים במערכות קירור אוויר, רמות הרעש עשויות להגיע עד כדי דרישה לתוכניות התערבות קוליות כדי להגן על מפעילי חוות השרתים, כפי שנקבע על ידי OSHA. למערכות מבוססות קירור נוזלי יש פוטנציאל להפחית באופן דרמטי את רמות הרעש.
• יעילות אנרגטית משופרת: מאפייני ההעברה התרמית הגבוהים יותר של נוזל בהשוואה לאוויר, בשילוב עם ביטול הצורך במאווררים להעברת אוויר ברחבי הדטה סנטר ודרך השרתים, יכולים להביא לחיסכון משמעותי בצריכת האנרגיה במתקנים המשתמשים במערכות קירור נוזלי. המשאבות הדרושות למערכות קירור נוזלי צורכות הרבה פחות אנרגיה מהמאווררים הדרושים לצורך קירור המתקן.
• קיימות: על פי מסמך של הוועדה הטכנית של ASHRAE, " Emergence and Expansion of Liquid Cooling in Mainstream Data Centers", קירור נוזלי מאפשר הפחתת צריכת האנרגיה בחוות השרתים ולהגיע ל PUE=1.1. קירור נוזלי גם מספק גישה יעילה יותר לייעוד מחדש של חום שנלכד כדי להפחית את הביקוש למערכות חימום לבניין. טמפרטורת המים החוזרים מהמערכות יכולה להגיע עד 60 מעלות צלזיוס והעברת חום liquid-to-liquid יעילה יותר ממה שאפשר לקבל במערכות מבוססות אוויר.
• ניצול מקסימלי של שטח רצפה: הצפיפות שמאפשר קירור נוזלי מאפשרת למנהלי המתקן להשתמש טוב יותר בשטח הרצפה הקיים של המתקן, ובכך מבטל את הצורך בהרחבה או בבנייה חדשה, או לחילופין לבנות מתקנים בעלי טביעת רגל קטנה יותר. זה גם מאפשר תמיכה ביישומי קצה עתירי עיבוד במקומות שבהם שטח הרצפה מוגבל.
• חיסכון משמעותי בעלות כוללת (TCO): ASHRAE ביצעה ניתוח מפורט של עלות בעלות על חוות שרתים שבהן משתמשים במערכות קירור אוויר לעומת פתרון היברידי מבוסס אוויר ונוזל, ומצא כי בעוד שמספר משתנים יכולים להשפיע על ה- TCO, "קירור נוזלי מאפשר שיפור ב- TCO באמצעות צפיפות גבוהה יותר, שימוש מוגבר ב- Free cooling, שיפור בביצועים ושיפור בביצועים לוואט". בהתחשב בגורמים אלה, קיימת נקודה של עומס קילו-וואט לארון בו העלות הראשונית גם היא נמוכה יותר כאשר בונים מתקן לקירור נוזלי. "

לסיכום:

ארגונים המעוניינים לשלב בינה מלאכותית (AI) בתהליך הטרנספורמציה הדיגיטלית שלהם צריכים להכיר בכך שריכוזי העיבוד הצפופים של עשרות קוו"ט בארון שרתים הדרושים לתמיכה בתהליך זה חורגים מהמגבלות הפיזיים של מערכות קירור אוויר. עבור ארגונים אלה, השימוש בקירור נוזלי הוא התקדמות טבעית. עם זאת, ארגונים צריכים לזכור שיישום פתרונות קירור נוזלי בארונות השרתים הוא תהליך מורכב, ולכן חשוב למצוא את השותף הנכון בכדי להבטיח שהמעבר לשימוש בקירור נוזלי יצליח.

למידע נוסף, צרו איתנו קשר במייל info@schneider.co.il או טלפונית 09-8924444 ונשמח לעמוד לרשותכם במציאת הפתרון המתאים עבורכם.

אלכסנדר שניידר היא הנציגה של חברת  Liebert (Vertiv) בישראל.

למאמר המלא באנגלית לחץ כאן