Wie stellen Rechenzentren auf Flüssigkühlung um? Immersionskühlung für jeden 19-Zoll-Server

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Immersionskühlung erscheint heute vielen noch als exotisch. Mit einem Konversionsprogramm und zahlreichen Kooperationspartnern unter den Serverherstellern und Datacenter-Ausrüstern will es Green Revolution Cooling seinen Kunden einfach machen.

Green Revolution Cooling (GRC) bringt seit mehr als zehn Jahren Immersionskühlsysteme auf den Markt. Mit „ICEraq Serie 10“ bietet der Hersteller eine Technik an, die Anwendern den Umstieg auf die Immersionstechnologie erleichtern soll.

Iceraq Series 10 ist ein integriertes System. Es besteht aus einem Gehäuse mit Tank und integrierter Kühlmittelverteilung (CDU). Diese CDU ist durch Abnehmen der seitlichen Gehäusewand leicht erreichbar. Sie hat hocheffiziente, steuerbare Wärmetauscher. Dadurch lässt sich ihre Leistung an die jeweilige Rechenlast anpassen.

Eine Skalierung ist auf zwei und vier Tanks pro Einheit möglich. Dabei teilen sich bei zwei Tanks eine CDU mit doppelten Pumpen und Stromversorgungen. Bei vier Tanks ist die CDU redundant vorhanden. Das EInstiegsmodell „Iceraq One“ besteht aus nur einem Tank mit dazugehöriger CDU. Sie steht als selbständiges Gerät neben dem Tank.

Ein Einzeltank kann bis zu 200 Kilowatt (kW), mit Kaltwasserkühlung bis 385 kW kühlen. Werden zwei Tanks skaliert, sind 184 kW pro Tank drin, bei vier Modulen bis zu 92 kW. Das ermögliche, so GRC, bis zum Vierfachen der bisherigen Rechenleistung pro Flächeneinheit im Rechenzentrum. Der PUE-Wert liegt laut GRC unter 1,03.

Ordnung im Gehäuse

Im Tank, in den die Server-Blades senkrecht eingehängt werden, werden Stromkabel zur Rückwand und Netzwerkkabel zur Vorderwand geleitet. Zwischen der Wand des Tanks und der äußeren Gehäusewand befinden sich die Netzwerk-Switches.

Das Gerät kann wahlweise direkt auf Betonboden oder aber auf einen Doppelboden gestellt werden. Dann lässt sich die Verrohrung zwischen CDU und Rückkühler (Trocken- oder Verdunstungskühler, zum Beispiel an der Außenwand des Gebäudes) im Doppelboden unterbringen. Zudem eignet sich das System für jede Klimazone.

Ein wichtiges Thema bei der Migration zu Immersionskühllösungen ist die Kompatibilität mit vorhandenen oder vertrauten Servern respektive Servermarken. Die Auswahl ist bei GRC groß: Kompatibilität besteht zu den 19-Zoll-Serverdesigns von Supermicro, Nvidia, Dell Technologies, HPE und IBM.

Der Hersteller verspricht zudem, so gut wie jeden marktgängigen 19-Zoll-Server zu unterstützen. Server werden im Rahmen des „Conversion-to-Immersion“-Programms auf Kompatibilität mit seinem Immersionskühlsystem umgerüstet.

Umrüstung: Überflüssiges kommt weg

Bei der Umrüstung werden alle Komponenten entfernt oder abgeschaltet, die ausschließlich der Lüftung oder der Energieversorgung der Lüfter dienen. Wenn nötig, wird das BIOS (Basic Input-Output-System) geändert oder ein Emulator eingesetzt. Dann werden die Materialien, die die Wärme von den Prozessoren zu den Wärmesenken leiten, und die Wärmesenken selbst entfernt.

Denn nach dem Eintauchen in die einphasige Kühlflüssigkeit können die Komponenten beliebig viel Abwärme produzieren. Die Kühlflüssigkeit „Electrosafe“ wird auch in kosmetischen Produkten verwendet, ist also sicher und hautfreundlich.

Sie ist preisgünstig und 15 Jahre haltbar. Der Füllstand des Kühlmittels wird mittels eines patentierten Verfahrens geregelt.

GRC übernimmt Servergarantie

Der Umbau findet bei neuen Servern in regionalen Servicezentren von GRC statt. Bei vorhandenen Servern kommen GRC oder Servicepartner vor Ort und erledigen die Aufgabe.

Anschließend sind die Server bereit dafür, in den Immersionstank eingesetzt zu werden. Die Garantie (bislang ein Jahr) übernimmt auch für die Server GRC.

Die Server stecken im Tank, in Führungsschienen, die mitgeliefert werden. Sie lassen sich daher leicht entnehmen. Zudem betont GRC, dass die Wartung auch durch Geräuscharmut und bessere Übersicht wegen niedrigerer Gehäuse vereinfacht wird.

Die Lösung ist kompatibel zu den gängigen DCIM-Systemen (Datacenter Infrastructure Management) der Hersteller Schneider Electric und Vertiv. Sie arbeitet auch mit SNMP und BMS. Zudem lassen sich die Geräte mit dem Cloud-basierten Monitoring-Tool „Machine Advisor“ von Schneider Electric überwachen.

Gewaltige Effekte

Die Zahlen, die GRC hinsichtlich der damit möglichen Einsparungen nennt, sind eindrucksvoll: So soll der Strombedarf der Server um 95 Prozent sinken. Die Energiekosten schrumpfen laut GRC um die Hälfte. Jeder Server soll zehn bis zwanzig Prozent weniger Strom brauchen.

Die Baukosten für Rechenzentren können um bis zu 60 Prozent sinken. Zudem verspricht GRC seinen Kunden eine auf drei Monate reduzierte Bauzeit für das Rechenzentrum.

Was es bringt, zeigt ein Online-Kalkulator

Ein Online-Kalkulator auf der Website des Anbieters soll es erleichtern, die Einsparungen über einen Zeitraum von zehn Jahren zu kalkulieren. Gibt man modellhaft die Daten eines On-Prem-Enterprise-Rechenzentrums mit 100 Servern bei je 500 Watt Strombedarf pro Server (Vorgabe des Kalkulators bei dieser Anwendung) und einem Strompreis von 24 Cent pro Kilowattstunde (kWh) ins System ein, errechnet sich eine Gesamtersparnis über die Lebensdauer von 40 Prozent. Sie verteilt sich auf 47 Prozent geringere Beschaffungskosten, 47 Prozent geringere Wartungskosten und 38 Prozent geringere Energiekosten.

Rechnet man dasselbe für ein kleines Rechenzentrum mit nur 20 Servern, ändert sich wenig. Die Gesamtersparnis über die Lebensdauer liegt sogar bei minus 43 Prozent. Dabei sind ansteigende Kohlendioxid-Zertifikatpreise noch nicht eingerechnet.

Spezialsystem für die Blockchain

Neben den allgemein einsetzbaren Lösungen aus der Iceraq-Serie hat GRC seit Sommer vergangenen Jahres mit „Hashraq Max“ eine Spezialausführung für das Kryptomining im Angebot. 48 Miner-Einheiten finden darin Platz. Die Kühlleistung liegt hier bei 288 Watt.

Angesichts der Umweltprobleme, die inzwischen mit Bitcoin und ähnlichen Blockchain-Produkten assoziiert werden, ist das sicher interessant. Allerdings sind auch jede Menge neue Algorithmen im Anmarsch, die dieses Problem softwareseitig an der Wurzel packen. (siehe:„Ein Algorithmus für den Konsens Was ist ein Hashgraph?“).

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