<


Submer: de natuurlijke beweging naar single phase immersion cooling

submer-700

 

Mijn oma kwam uit Twente. Vaak zei ze tegen me: “ie wil poezen, mer ‘t mel in de moond holn”. Tegenwoordig gaat alles in het Engels, dus vrij vertaald: “You can’t have your cake and eat it”. Maar wat nu als dat wel kan? Als de huidige ontwikkelingen ons helpen ‘to have our cake and eat it’? Wat nu als het wel mogelijk wordt ‘to have it both ways’? De huidige maatschappelijke druk om nog verstandiger om te gaan met het milieu leidt tot grote veranderingen in de datacenters en in de onderliggende IT-infrastructuur en is de inleiding tot een logische beweging naar Single Phase Immersion Cooling, zoals die van Submer.

Een IDG-onderzoek uit 2020 liet zien dat 59% van IT-inkopers van mening zijn dat ze binnen 18 maanden volledig of bijna volledig in de cloud zouden gaan opereren. Die 18 maanden zijn inmiddels bijna voorbij en de stormloop naar de cloud is inderdaad in volle gang. Zo vertelde de CIO van een middelgrootte verzekeringsbank mij vorige week dat ze de laatste twee jaar hadden gewerkt om alle processen te laten draaien op een Kubernetes-platform, dat ze alle IT-hardware hadden vervangen, dat ze nu alle flexibiliteit hebben om naar een public cloud-infrastructuur over te gaan en dat dit weleens de laatste servers zouden kunnen zijn die hij ooit nog zou kopen.

De groei van high density compute

High density compute wordt vaak gedefinieerd in termen van meer dan 20 kW IT-apparatuur per rack. Die sterke groei wordt gestuwd door de lagere kosten per gebruiker. Hoe hoger de dichtheid (density), hoe (relatief) lager de investering, de operationele kosten en stroomverbruik per Virtual Private Server (VPS) of container. Hogere dichtheid betekent weliswaar minder power usage per VPS, maar ook meer power per vierkante meter met als gevolg een hogere Thermal Design Power (TDP). TDP geeft het stroomverbruik en dus de hitte van een chip aan. Dit loopt met de nieuwe ontwikkelingen snel op. Waar de nieuwste Intel Xeon scalable processor 110 W draait, verwerkt een Nvidia A100 al 400 W per chip. En dit is nog maar het begin van de explosie in de TDP van chips en de hitte-output van servers. In een rapport uit begin 2021 zegt The Uptime Institute in de komende twee jaar minimaal een verdubbeling en mogelijk een verdrievoudiging in de TPD van gangbare CPU- en GPU-chips te verwachten.

Door deze ontwikkeling komen serverleveranciers regelmatig bij Submer met servers die nu al 1000W of 1500W of zelfs 2300W per U ‘zijn’. Zij willen graag weten hoe ze deze ‘power houses’ het beste kunnen koelen. Ter vergelijking: was het 5 jaar geleden nog normaal om een rack te vullen met een maximale capaciteit van 5 kW per rack, is het nu een hele normale klantvraag om meer dan 46 kW in een rack te kunnen ophangen. Deze ontwikkeling heeft geleid tot de conclusie dat de technische mogelijkheden om deze server power rendabel te laten functioneren in een traditioneel luchtgekoeld datacenter tot het verleden behoort.

Single phase immersion cooling

Met immersion cooling nemen we bij Submer een standaard server en die plaatsen wij, zoals we dat gewend zijn, in een standaard 19- of 21 inch rack. Ook de bekabeling voor zowel stroom, ethernet als glas gaat erin op de standaard manier. Dat standaard rack is onderdeel van een Submer SmartPod die gevuld is met een synthetische vloeistof. Deze SmartCoolant geheten vloeistof is een diëlektrische vloeistof die de warmte efficiënt afvoert, maar geen stroom geleidt. Een Submer SmartPod XL+ kan op een eenvoudig wijze tot wel 100 kW aan IThardware per standaard rack huisvesten. Op dit moment verwerken deze de meeste Submer SmartPods rond de 40 kW aan IT-hardware. Tegenwoordig leveren verschillende serverleveranciers Immersion-ready servers die zo uit de doos in een Submer SmartPod kunnen worden geplaatst. Het klaarmaken van standaard ‘air cooled’ servers is geen probleem. Bij deze servers is het wel noodzakelijk om de ventilatoren eruit te halen en de thermal paste van de CPU of de GPU’s te verwijderen of af te dekken. Het klaarmaken van een standaard server voor immersion cooling duurt niet meer dan tien minuten.

Natuurlijke beweging

Ieder datacenter heeft hotspots, ofwel racks die gewoon te heet zijn voor het ontwerp van het datacenter. Nu is er dus een manier om de hotspots deze te hete servers te huisvesten in immersion cooling. Door die servers uit de luchtgekoelde omgeving te halen, heeft het datacenter ineens meer koelcapaciteit ter beschikking. Niet alleen is er nu een plek voor hete servers, de koeling van de Submer SmartPod zorgt er ook voor dat de efficiëntie van de koeling van het hele datacenter verbetert. Dit resulteert in een significante daling van het energieverbruik. Er worden nu implementaties gedaan waarbij de koeling van die hete servers vrijwel gratis is binnen de bestaande datacenterinfrastructuur. Maar waarom zouden we de hitte weggooien, terwijl warmtehergebruik essentieel is om aan onze klimaatdoelstelling te kunnen voldoen? De huidige Submer-technologie geeft een dusdanig hoge temperatuur als output dat deze geschikt is voor het leveren van de restwarmte aan de nieuwste genera tie warmtenetwerken. Hoe hoger de temperatuur van de restwarmte des te beter verkoopbaar zij is. Want hier geldt: hoe heter,hoe beter.

Had oma gelijk?

Nee, sorry oma. Vandaag leidt hoge dichtheid niet tot meer investeringen en hogere OPEX-uitgaven. Het is nu wel mogelijk om met standaard servers naar hogere dichtheden te gaan, zodat er meer capaciteit in het datacenter ontstaat, zonder dat de OPEX per server toeneemt. Zelfs op de heetste zomerdag kan de koelinfrastructuur efficiënter functioneren. De hitte kan worden hergebruikt door de hogere outputtemperaturen. Immersion cooling betekent: de mogelijkheid om door te groeien op basis van de marktbehoefte naar een aanzienlijk hogere computedichtheid, een hogere omzet per vierkante meter vloeroppervlakte, die gerealiseerd kan worden tegen aanzienlijk lagere kosten per koeling per kW. De mogelijke extra inkomsten uit de restwarmte zullen de terugverdientijd nog verder verkorten. En als kers op de taart, alles met een lagere carbon footprint!

 

Willem Ybema, Submer

Lees ook
Aftermovie en Presentaties DatacenterWorks Expertsessie Next Gen Koeling

Aftermovie en Presentaties DatacenterWorks Expertsessie Next Gen Koeling

Op 24 mei organiseerde DatacenterWorks de expertsessie Next Gen Koeling. Van die bijeenkomst is een opname gemaakt die zojuist online is geplaatst. Die aftermovie geeft een goede indruk van deze goed bezochte sessie.

Submer en RNT Rausch kondigen samenwerking op de Nederlandse markt aan

Submer en RNT Rausch kondigen samenwerking op de Nederlandse markt aan

RNT, leverancier van server- en opslagoplossingen, heeft vandaag zijn samenwerking met Submer Technologies aangekondigd in onder andere Nederland, Duitsland en het Verenigd Koninkrijk. Submer biedt actieve enkelfasige Immersion Cooling aan servers en opslag en de samenwerking stelt klanten in staat om RNT's, Tormenta Varioscaler Server en BigFoot Storage...

Verslag DatacenterWorks Expertsessie Next Gen Koeling

Verslag DatacenterWorks Expertsessie Next Gen Koeling

Dinsdag 24 mei vond de DatacenterWorks Expertsessie Next Gen Koeling plaats in het Switch Datacenters in Woerden voor 90 bezoekers toont aan dat het onderwerp leeft. Tegelijk is tijdens de dag duidelijk geworden dat het een lastig onderwerp is waarbij het minder gaat om koeling en meer om de vraag wat er praktisch mogelijk is met de warmte die datacenters...