بارهای تولید را اجرا می کند. اما انبوه سرورهای غوطه ور در مایعات مهندسی شده در داخل یک مرکز داده مایکروسافت در کوینسی ، واشنگتن ، هنوز هم تا حدودی یک پروژه علمی است ، هدف آن مشابه پروژه Natick ، کپسول پر از رایانه کاملاً مهر و موم شده ای است که دانشمندان تحقیق و توسعه شرکت در آن کار می کردند کف اقیانوس در سواحل جزایر اورکنی ، در اسکاتلند.
مانند Natick ، اجرای نرم افزار تولید واقعی در چند ده سرور درون یک وان مایع با نقطه جوش کم در Quincy راهی برای پاسخگویی به مجموعه اولیه سوالات اساسی قبل از استفاده در مقیاس بزرگتر برای آزمایش تأثیر طرح بر قابلیت اطمینان است.
Christian Belady ، جانشین گروه توسعه پیشرفته مرکز داده مایکروسافت ، در مصاحبه ای با DCK گفت ، این مرحله برای آزمایش عملکرد و عملکرد اساسی است. آیا خنک سازی غوطه وری به هیچ وجه بر عملکرد سرور تأثیر می گذارد؟ یک تکنسین مرکز داده چقدر راحت می تواند با کار با سرورهای غوطه ور در مایع سازگار شود؟ اینها انواع س questionsالاتی است که تیم او در این مرحله به دنبال پاسخ دادن به آنها است.
Ioannis Manousakis ، مهندس اصلی نرم افزار با Azure ، یک تیغه سرور را از یک مخزن خنک کننده غوطه وری دو فاز در یک مرکز داده مایکروسافت حذف می کند.
این فقط یک رک است ، استقرار بسیار کوچکتر از آخرین آزمایش Natick ، اما آنچه در اینجا مطرح است چیزی کمتر از مسیر آینده محاسبات در مقیاس نیست. تراشه سازان دیگر نمی توانند هر دو سال یکبار پردازنده را بدون افزایش مصرف انرژی آن با فشار دادن بیشتر ، ترانزیستورهای ریزتر بر روی قالب سیلیکونی در همان اندازه ، دو برابر کنند. بلادی و همکارانش در تلاشند تا ببینند آیا می توانند مزایای قانون مور را با قرار دادن پردازنده های بیشتر در یک مرکز داده واحد حفظ کنند.
“قانون مور برای زیرساخت ها” ، اینگونه است كه وی بیان كرد. وی ادامه داد: چگونه ادامه می دهیم تا مقیاس بندی قانون مور را با بررسی کامل دنبال کنیم [data center] ردپا؟ “
اگر این فضا را دنبال کرده باشید ، ممکن است وسوسه شوید که به فکر این پیشرفت و استقرار سخت افزار هوش مصنوعی با مایع خنک شده توسط گوگل چند سال پیش به عنوان بخشی از همین روند باشید. این فقط تا حدودی درست است. تفاوت در هدف کوتاهی هر شباهت. مایکروسافت به دنبال خنک سازی مایع برای زیرمجموعه ای از قدرتمندترین کامپیوترها نیست که بیشترین بار کاری را دارند. این سازمان به عنوان روشی برای ادامه افزایش ظرفیت مراکز داده خود برای پردازش هر بار کاری با همان سرعتی که قانون مور در حال اجرا بود ، در نظر گرفته است.
“ما دیگر این لوکس را نداریم که برای عملکرد روی تراشه حساب کنیم [improvements] سال به سال ، “بلادی گفت.
فناوری مورد استفاده در استقرار مایکروسافت یکی از چندین نوع خنک کننده مایع است که در اختیار طراحان رایانه قرار دارد. در یک سیستم خنک کننده غوطه وری دو فاز ، یک مایع مصنوعی مهندسی شده برای جوشاندن در دمای پایین – در این حالت 122F یا 90F پایین تر از نقطه جوش آب – با تماس با پردازنده گرم به بخار تبدیل می شود و با چرخش گرما را از بین می برد به حباب های گازی تبدیل می شوند که به سطح بالا می روند ، جایی که در اثر تماس با یک خازن خنک شده در درب مخزن ، گاز دوباره به مایع تبدیل می شود که باران دوباره به پایین می بارد تا چرخه را تکرار کند.
بلادی مراقب بود تأکید کند که مایکروسافت در مورد نوع فن آوری خنک کننده مایع که برای استقرار مقیاس انتخاب می کند ، “اگنوستیک” باقی بماند. او و همکارانش ، از جمله حسام آلیسا ، مهندس اصلی ، و براندون روبنشتاین ، مدیر ارشد مدیریت و مهندسی توسعه سرور و زیرساخت ، سالها پیش شروع به بررسی خنک کننده مایع کردند. با مشاهده روند طراحی پردازنده ، آنها می خواستند تا زمانی که مصرف انرژی تراشه های فردی به حد مجاز فن آوری خنک کننده مبتنی بر هوا برسد ، با گزینه های موجود برای سرورهای خنک کننده آشنایی کافی داشته باشند. بلادی گفت: “ما هنوز به محدودیت ها نرسیده ایم ، اما به زودی می بینیم.”
Ioannis Manousakis ، مهندس نرم افزار اصلی با Azure (سمت چپ) و Husam Alissa ، مهندس اصلی سخت افزار در تیم مایکروسافت برای توسعه پیشرفته مرکز داده (سمت راست) ، داخل مخزن خنک کننده غوطه وری دو فاز را در یک مرکز داده مایکروسافت بازرسی می کنند.
اگر پنج سال دیگر نباشد ، طی 10 سال دیگر ، شاهد خواهیم بود که مراکز داده کاملاً مایع خنک شده به جریان اصلی تبدیل می شوند ، نه پدیده ای که فقط در دنیای ابر رایانه ها و استخراج بیت کوین دیده می شود. حتی اگر در عرض پنج سال همه سرورها به صورت مایع خنک در دسترس باشند ، شما باید چند سال صبر کنید تا سرورهای قدیمی و خنک کننده هوا پیر شوند.
آلیسا و روبنشتاین نتایج حاصل از آزمایشات خود با چندین فناوری خنک کننده مایع را در اجلاس OCP 2019 ، کنفرانس سالانه مرکز داده های طراحی و ساخت فوق العاده مقیاس داده های ابر مقیاس پروژه Open Compute در سن خوزه ارائه دادند. ارائه آنها شامل خنک سازی غوطه وری دو فاز ، خنک کننده غوطه وری تک فاز (جایی که مایع هیدروکربن بین سخت افزار و مبدل حرارتی می چرخد) و صفحات سرد (که یک گرماگیر سنتی روی مادربرد با یک قطعه مسطح مستطیل رسانای حرارت جایگزین می شود) فلزی که حاوی لوله های کوچکی است که مایع خنک کننده را به داخل و خارج به یک واحد توزیع خنک کننده منتقل می کند که توسط همه سرورهای موجود در قفسه تقسیم می شود).
بلادی گفت ، آنها چیزهای زیادی را در طرح های غوطه وری و صفحه های سرد پیدا کردند. هر دو به شما امکان می دهد سرورها را بسیار گرمتر از خنک کننده هوا اجرا کنید و هر دو به شما امکان می دهد از شر طرفداران سرور خلاص شوید. منطقه ای که غوطه وری واقعاً پیروز می شود ، میزان تراکم عضلانی محاسباتی است که امکان پذیر می کند. وی گفت: “این به ما اجازه می دهد تا واقعاً متراکم شویم.” “مدارهای بیشتر در هر ولوم.”
اما ، “ما هنوز نوعی علم اکتشافی هستیم که در جهت هستیم و آینده ای را می بینیم که هر دو با هم وجود داشته باشند.” زیرساخت در سطح مرکز داده که از همه آن پشتیبانی می کند یکسان خواهد بود. آنچه در اینجا مهم است این است که به جای مبارزه برای فشار دادن آخرین قطره از کارایی خنک کننده هوا – جنگی که اکنون از آستانه بازده کمتری عبور کرده است ، بلادی اذعان کرد – طراحان کامپیوتر در آغاز استفاده از ظرفیت خنک کننده مایعات
ما پرسیدیم PUE تانک چیست؟ بلادی پاسخ داد: “اوه ، نزدیک به 1 است.”