Microsoft prova il raffreddamento a immersione per i server, come i miner di criptovalute

Microsoft sta sperimentando il raffreddamento a immersione per far operare al meglio i suoi server. In un lungo e interessante articolo, la casa di Redmond ha parlato dei vantaggi nell'usare il raffreddamento a immersione e le sfide che vive quotidianamente per far funzionare i datacenter in modo efficiente.

Il fluido all'interno di quello che sembra un frigorifero a pozzetto non è acqua, dannosa per i componenti elettronici, ma un liquido innocuo per l'hardware - creato da 3M - pensato per "bollire a 122 gradi Fahrenheit, 90 gradi in meno del punto di ebollizione dell'acqua". Fatta la debita conversione, parliamo di 50 gradi Celsius, una temperatura che l'hardware del server non fatica certo a raggiungere.

"L'effetto di ebollizione", spiega Microsoft, "allontana il calore dai processori. La bassa temperatura di ebollizione consente ai server di operare continuamente alla massima potenza senza il rischio di un guasto dovuto al surriscaldamento". Il vapore che sale dal fluido bollente entra in contatto con un condensatore raffreddato nel coperchio (delle serpentine): questo fa sì che il vapore si raffreddi e torni allo stato liquido, facendo così "piovere" sui server immersi e creando un sistema di raffreddamento a circuito chiuso.

Si parla di raffreddamento a immersione a due fasi e, secondo l'ingegnere Husam Alissa, Microsoft è il primo provider cloud a sperimentare la tecnologia in un ambiente di produzione. L'evoluzione dei sistemi di raffreddamento non è un vezzo, ma una necessità per tutti i player del settore cloud. Il mondo richiede una maggiore potenza di calcolo, ma ci sono alcuni problemi da affrontare: le prestazioni dei chip salgono più lentamente che in passato, mentre la loro richiesta energetica - e di conseguenza il calore dissipato -aumenta. Questo perché i processi produttivi stanno raggiungendo limiti fisici e sta sempre diventando più difficile ridurre la dimensione dei transistor.

"Per soddisfare le esigenze prestazionali, l'industria informatica si è rivolta ad architetture in grado di gestire maggiore energia elettrica. Le CPU sono passate da 150 a oltre 300 watt per chip, ad esempio. Le GPU sono arrivate a oltre 700 watt per chip. Più alta è la potenza elettrica pompata in questi processori, più caldi diventano. L'aumento del calore ha incrementato i requisiti di raffreddamento per evitare il malfunzionamento dei chip".

Il raffreddamento ad aria non è quindi più sufficiente, e l'uso di sistemi di dissipazione basati sull'acqua comporta degli sprechi non in linea con gli obiettivi ambientali: Microsoft sta quindi sperimentando il raffreddamento a immersione, in quanto il calore si trasferisce nei liquidi molto più velocemente che nell'aria. L'idea non è propriamente nuova, tanto che Microsoft riconosce all'industria del mining di criptovalute di aver tracciato la strada.

A Redmond hanno quindi applicato l'idea ai loro sistemi e non solo hanno ravvisato un miglioramento in termini di raffreddamento (e quindi meno guasti), ma anche un calo del consumo energetico per ogni server tra il 5% e il 15%. Così Microsoft ha collaborato con Wiwynn per sviluppare una soluzione di raffreddamento a immersione a due fasi, attualmente operativa nel datacenter di Quincy e utile per gestire diversi scenari di carico, soprattutto picchi improvvisi.

Un migliore raffreddamento potrebbe permettere a Microsoft di rivisitare il progetto dei propri server per ottenere una maggiore densità, e quindi prestazioni superiori in una data area. I test sono in corso e l'azienda continuerà a lavorare per dimostrare l'affidabilità della tecnologia, per poi magari metterla a sistema.

Questo non è l'unico progetto che Microsoft persegue per raffreddare i server in modo efficiente: la mente corre a Project Natick, con il quale l'azienda ha portato i datacenter sul fondo del mare per sfruttare la minor temperatura dell'acqua e l'aria secca (poca umidità e meno ossigeno) per avere server efficienti che si rompono meno. L'azienda sta anche esplorando l'uso di celle di combustibile all'idrogeno invece di generatori diesel come sistemi di backup per i datacenter.