Vedelikjahutuslahendused tehisintellekti andmekeskustele – vedelikjahutuse eeliste analüüs

 

Ⅰ Vedeljahutuse eelised

 

Tänapäevaste andmekeskuste sujuva ja tõhusa töö tagamiseks vajavad paljud rajatised jahutuslahendusi. Tehisintellekti ja suurandmete kasvuga on töödeldavate andmete hulk hüppeliselt kasvanud, mis toob kaasa suure jõudlusega töötlemisel tekkiva soojuse suurenemise. Vedeljahutuslahendustele ülemineku mõned eelised on järgmised:

 

1. Konditsioneerilt tõhusamale vedelikjahutusele üleminek võib vähendada tegevuskulusid üle 40%

• Üleminek õhkjahutiselt vedelikjahutusele võib säästa energiat.
• Süsteemi ventilaatorite tööd vähendades hoitakse kokku lisavõimsust.
• Rajatise investeeringu tasuvusaeg on keskmiselt üks aasta, mis suurendab investeeringutasuvust (ROI).

 

2. Vedelikjahutuse tõhusus parandab märkimisväärselt suure jõudlusega, suure võimsusega protsessorite ja GPU-de energiakasutuse efektiivsust (PUE)

• Vedelik on oma olemuselt tõhusam soojuse eemaldamisel, kuni 1000 korda tõhusam kui õhkjahutus.
• Kuna õhkjahutus ei vasta enam CPU-de ja GPU-de tulevastele jahutusvajadustele, võib vedelikjahutus muutuda vajalikuks.
• See toetab suurima jõudlusega ja suurima tihedusega servereid, suurendades arvutusvõimsust ruutjala kohta.

 

3. Kulude ja keskkonnamõju vähendamine

• Vedelikjahutus vähendab energiatarbimist ja süsinikdioksiidi heitkoguseid fossiilkütusel töötavatest elektrijaamadest. Tänapäeva andmekeskuste keskkonnamõjude vähendamine on muutumas ettevõtte kohustuseks.
• Lisaks vähendab vedelikjahutus laastude värinat. Kui protsessor või graafikaprotsessor kuumeneb üle või läheneb maksimaalsele töötemperatuurile, rakendab see kiibi kahjustamise vältimiseks jõudluse vähendamise meetmeid, mida nimetatakse "termiliseks drosseliks". Termiline drossel vähendab süsteemi jõudlust, mõjutades rakenduse töötlemise kiirust.

 

▲ Vedelikjahutuse kulude ja keskkonnamõjude vähendamine

 

 

Täpsemalt võib kiibi piiramine avalduda kahel viisil:

1. Kella kiiruse vähendamine: CPU või GPU vähendab oma töökiirust, st alandab taktsagedust. Selle tulemusena väheneb protsessori või GPU töökoormus ühe taktitsükli kohta, tekitades vähem soojust.

2. Mõnede tuumade keelamine. Mõnes mitmetuumalises protsessoris võidakse teatud tuumad kuumuse vähendamiseks keelata. Kuigi üldine jõudlus väheneb, toodavad ülejäänud aktiivsed südamikud vähem soojust.

 

Need drosselmeetmed on kaitsemeetmed protsessori ülekuumenemise vältimiseks. Ülekuumenemine ei mõjuta mitte ainult jõudlust, vaid võib ka lühendada seadme eluiga ja isegi kahjustada. Seetõttu on ülioluline tagada, et protsessor ja muu riistvara töötaksid sobivas temperatuurivahemikus.

 

▲ Vedelikjahutusserverid

 

 

Ⅱ Sõnastik

 

Energiatarbimise tõhusus (PUE)

PUE ehk Power Usage Effectiveness on standardne mõõdik andmekeskuse energiatõhususe mõõtmiseks. Seda määratletakse kui andmekeskuse koguenergiatarbimise ja IT-seadmete energiatarbimise suhet. PUE arvutamise valem on järgmine:

 

PUE=Andmekeskuse koguenergia tarbimine / IT-seadmete energiatarbimine

 

Ideaalne PUE väärtus on 1.0, mis tähendab, et kogu andmekeskusesse siseneva võimsuse kasutavad IT-seadmed ära ilma raisatud energiata. Kuid tegelikkuses on PUE väärtus selliste tegurite tõttu nagu jahutussüsteemid, valgustus ja energiatõhusus tavaliselt suurem kui 1.0.

 

Vedelikjahutus parandab oluliselt andmekeskuste PUE-d, peamiselt järgmistes aspektides:

 

1. Tõhusam jahutus:Vedeljahutus on tõhusam kui traditsiooniline õhkjahutus, mis suudab soojust kiiremini eemaldada. See tähendab, et IT-seadmete sama töötemperatuuri säilitamiseks on vaja vähem energiat.
2. Abiseadmete väiksem energiatarbimine:Vedeljahutussüsteemid võivad vähendada vajadust kliimaseadme ja arvukate ventilaatorite järele, mis tavaliselt tarbivad õhkjahutussüsteemides märkimisväärselt energiat. Nende abiseadmete energiatarbimist vähendades saab andmekeskuse üldist PUE-d oluliselt parandada.
3. Suurema tihedusega andmetöötluse toetamine:Vedeljahutus võimaldab paigutada väiksemasse ruumi rohkem servereid ja arvutusseadmeid, suurendades seeläbi arvutusvõimsust ruutmeetri kohta. See suure tihedusega andmetöötlus parandab IT-seadmete tõhusust, suurendamata jahutusvajadust.
4. Madal üldine energiatarbimine:Kuna vedelikjahutus on soojuse eemaldamisel tõhusam, väheneb andmekeskuse jahutamise üldine energiatarbimine, mis mõjutab otseselt PUE arvutust, tuues selle lähemale 1-le.0.

 

Seetõttu parandab vedelikjahutus suure jõudlusega ja suure võimsusega protsessorite ja GPU-de puhul oluliselt andmekeskuse PUE-d, suurendades jahutuse efektiivsust ja vähendades üldist energiatarbimist, muutes andmekeskuse toimingud keskkonnasõbralikumaks ja kuluefektiivsemaks.