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Refroidissement par immersion biphasé: Microsoft refroidit les serveurs avec une ébullition liquide à 50 ° C

Microsoft rapporte des succès avec le refroidissement par immersion en deux phases pour les serveurs Azure, qui pourrait être largement utilisé à l’avenir. Le soi-disant «refroidissement par immersion biphasée» utilise un liquide bouillant à 50 degrés Celsius, le point d’ébullition de l’eau est de 100 degrés Celsius sous pression normale au niveau de la mer.

Les liquides bouillants maintiennent les serveurs à leur température

Comme l’explique l’entreprise dans un rapport de sa série Innovation Stories intitulé Pour refroidir les serveurs de centre de données, Microsoft se tourne vers le liquide bouillant, le grand avantage du refroidissement par immersion biphasé est la dissipation rapide de la chaleur directement à partir des composants. Comme pour l’eau, la majeure partie de l’énergie est absorbée lorsque le liquide non spécifié s’évapore. En plus de l’aspect court-circuit, le fait de se fier au liquide non souffrant au lieu de l’eau présente un autre avantage: la partie principale de la chaleur perdue peut être efficacement « évaporée » à 50 ° C, ce qui n’entraîne pas encore un problème critique. température sur les composants. Au contraire: dans le test de Microsoft, le taux de défaillance du matériel aurait été inférieur à celui du refroidissement par air classique.

Le refroidissement par immersion biphasé avec un liquide bouillant refroidit plusieurs serveurs (Image: Microsoft)

À l’intérieur du réservoir, la vapeur qui monte du liquide bouillant rencontre un condenseur activement refroidi dans le couvercle du réservoir, qui convertit la vapeur en liquide et la laisse pleuvoir sur les serveurs immergés, créant un circuit de refroidissement fermé. Un deuxième circuit de refroidissement pour le condenseur est toujours nécessaire.

Pour la première fois dans un environnement de production

« Nous sommes le premier fournisseur de cloud à utiliser le refroidissement par immersion biphasé dans un environnement de production», Explique Husam Alissa, l’un des deux ingénieurs principaux du département de développement avancé des centres de données de Microsoft dans les centres de données de Redmond, dans l’État de Washington.

Deux ingénieurs vérifient un réservoir de refroidissement à immersion biphasé dans le centre de données (Image: Microsoft)

L’utilisation du refroidissement par immersion en deux phases dans l’environnement de production est la prochaine étape d’un plan à long terme pour Microsoft pour suivre le rythme de la demande croissante d’ordinateurs et de serveurs toujours plus rapides et plus puissants dans les centres de données, tandis que les progrès avec les le matériel refroidi par air est régulièrement ralenti. Dans ce contexte, l’entreprise parle déjà de « Loi de Moore pour le centre de données« .

Refroidissement plus efficace pour toujours plus de performances

Depuis que les largeurs des transistors ont tellement rétréci et que les limites physiques ont été atteintes, la tendance de la loi de Moore, du nom du cofondateur d’Intel Gordon Moore, a considérablement ralenti. Dans le même temps, la demande mondiale d’ordinateurs plus rapides pour des applications hautes performances telles que le calcul de l’intelligence artificielle s’est accélérée.

L'ingénieur supprime une lame de serveur d'un réservoir de refroidissement à immersion biphasé
L’ingénieur supprime une lame de serveur d’un réservoir de refroidissement à immersion biphasé (Image: Microsoft)

Pour répondre à la demande croissante d’énergie, l’industrie informatique s’est tournée vers des architectures de puces capables de gérer plus d’énergie électrique. La consommation d’énergie des processeurs (CPU), par exemple, est passée de 150 watts à plus de 300 watts par puce et les processeurs graphiques (GPU) et accélérateurs (GGPU) pour le calcul haute performance et l’apprentissage automatique ont atteint plus de 700 watts, dit Husam Alissa.

Le refroidissement par air ne suffit pas

« Le refroidissement par air ne suffit pas. Cela conduit Microsoft à un refroidissement par immersion en deux phases, dans lequel les surfaces de la puce peuvent être bouillies directement», Ajoute Christian Belady, vice-président du groupe de développement Microsoft pour les centres de données.

Le transfert de chaleur dans les liquides est d’un ordre de grandeur plus efficace que dans l’air et, selon Chrstian Belady, ramène également un peu la loi de Moore dans le centre de données.

Le passage au refroidissement liquide apporte une façon de penser similaire à la loi de Moore pour l’ensemble du centre de données et nous permet de poursuivre la tendance de la loi de Moore au niveau du centre de données.

Chrstian Belady, Microsoft

Project Natick a un modèle pour l’avenir

Le refroidissement par immersion en deux phases est similaire au projet Natick, qui explore le potentiel des centres de données sous-marins qui peuvent être opérationnels rapidement et exploités pendant des années scellés au fond de l’océan dans des tubes de type sous-marin sans aucune maintenance sur place, selon Microsoft. S’il était confirmé que le matériel refroidi de cette manière dure plus longtemps, le nouveau système de refroidissement par immersion biphasé serait prédestiné pour une utilisation dans des serveurs distants ou difficiles d’accès.

Les premiers serveurs à refroidissement par immersion biphasé fonctionnent déjà dans un datacenter hyperscale et effectuent des calculs complexes. À l’avenir, un tel réservoir sera également utilisé sous un mât de téléphone portable 5G au milieu d’une ville pour des applications de haute technologie telles que les voitures autonomes.

Il y a des années, Roman «der8auer» Hartung a travaillé sur un système de refroidissement par eau tout-en-un avec un refroidisseur à deux phases pour les clients finaux. Mais le développement n’a jamais dépassé le fait d’être un exposant de salon. Après une grande annonce, le projet a été interrompu sans commentaire.

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Robin Vigneron

Par Robin Vigneron

Robin est un passionné de nouvelles technologies et il n'hésites pas à creuser le web pour vous trouver les meilleurs bons plans et astuce High-Tech !

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