Mity o chłodzeniu wodnym w małych centrach danych

Strach przed wyciekiem to przeszłość

Większość obaw dotyczących cieczy w szafie rack wynika z doświadczeń z amatorskimi systemami sprzed dekady. Dzisiejsze instalacje, które montujemy między innymi w biurach na Jeżycach, opierają się na złączkach typu dry-break, które nie przepuszczają ani kropli nawet podczas rozpinania węży przy włączonym sprzęcie. W marcu 2023 roku przeprowadziliśmy test szczelności dla klienta z branży logistycznej, który posiada 14 serwerów w jednej szafie. Przez 47 dni system pracował pod obciążeniem przekraczającym 83%, a czujniki wilgotności zamontowane co 32 centymetry nie wykazały ani jednej nieprawidłowości. To pokazuje, że mechaniczne zabezpieczenia są obecnie bardziej niezawodne niż stare systemy nawiewowe.

Stosujemy rurki wykonane ze wzmocnionego polimeru EPDM, który wytrzymuje ciśnienie trzykrotnie wyższe niż to panujące w standardowym obiegu. W serwerowni przy ulicy Marcelińskiej, gdzie opiekowaliśmy się systemem przez ostatnie 19 miesięcy, temperatura procesorów spadła średnio o 21 stopni Celsjusza w porównaniu do chłodzenia tradycyjnymi wentylatorami. Mniejsza temperatura to nie tylko bezpieczeństwo, ale przede wszystkim dłuższe życie elektroniki, która nie musi walczyć z przegrzewaniem się przy każdym większym skoku obliczeniowym. Liczymy realne oszczędności, a nie tylko teorię, dlatego wiemy, że stabilność cieplna przekłada się na mniejszą liczbę błędów zapisu danych o blisko 14% rocznie.

Woda w serwerowni to nie powód do strachu, tylko sposób na niższy rachunek za energię.

Realne oszczędności na rachunkach

Chłodzenie powietrzem jest energochłonne, ponieważ wentylatory muszą przepychać tysiące metrów sześciennych powietrza co godzinę. Woda odbiera ciepło 24 razy skuteczniej, co pozwala na wyłączenie dużych klimatyzatorów, które generują największe koszty w małych centrach danych. Jeden z naszych klientów z Poznania, po przejściu na chłodzenie hybrydowe w październiku 2023 roku, zauważył spadek zużycia prądu o 31,4% już w pierwszym pełnym miesiącu pracy. Kwota na fakturze za energię zmniejszyła się o 3 840 PLN netto w skali kwartału, co przy obecnych cenach energii pozwoliło na zwrot z inwestycji w sprzęt chłodzący w ciągu zaledwie 14 miesięcy.

Warto zauważyć, że przy chłodzeniu cieczą możemy zrezygnować z utrzymywania w całym pomieszczeniu temperatury 18 stopni Celsjusza. Serwery chłodzone wodą mogą bezpiecznie pracować w otoczeniu, gdzie panuje 26 stopni, ponieważ ciepło jest odbierane bezpośrednio z procesora i odprowadzane na zewnątrz budynku. To drastycznie zmniejsza obciążenie dla agregatów chłodniczych i pozwala na stosowanie darmowego chłodzenia (free-cooling) przez ponad 187 dni w roku w polskim klimacie. Sprawdzone algorytmy dla polskich centrów danych, które wdrażamy, automatycznie przełączają tryby pracy pomp, aby zawsze wybierać najbardziej ekonomiczne ustawienie w zależności od temperatury na zewnątrz biura.

Hałas i miejsce w biurze

Tradycyjne serwerownie są głośne – wentylatory kręcące się z prędkością 12 000 obrotów na minutę generują hałas na poziomie 74 decybeli. Po zainstalowaniu bloków wodnych i pomp, natężenie dźwięku spada do około 43 decybeli, co można porównać do cichej rozmowy lub szumu domowej lodówki. Dla małych firm IT, które mają serwerownie za cienką ścianą open space, jest to zmiana kluczowa dla komfortu pracy 12 czy 15 osób siedzących obok. W lipcu 2024 roku modernizowaliśmy szafę w agencji marketingowej na Wildzie i pracownicy od razu odczuli różnicę, przestając słyszeć ciągły gwizd klimatyzacji dochodzący z korytarza.

Dodatkowym atutem jest zagęszczenie sprzętu. Dzięki wodzie możemy upchnąć więcej mocy obliczeniowej w tej samej szafie rack bez obawy, że środkowe serwery się ugotują. W jednym z projektów udało nam się zmieścić 11 wydajnych jednostek w miejscu, gdzie wcześniej z trudem pracowało 7, a temperatura i tak była zbyt wysoka. To pozwala uniknąć wynajmowania większej powierzchni biurowej lub budowania dodatkowych pomieszczeń technicznych. Mniejsza serwerownia to niższy czynsz i mniej problemów z kurzem, który przy chłodzeniu powietrznym jest wciągany do środka urządzeń w ogromnych ilościach przez wentylatory o dużej mocy.

Serwisowanie nie jest trudne

Krąży mit, że chłodzenie wodne wymaga sztabu inżynierów do codziennej obsługi. W rzeczywistości nowoczesne systemy zamknięte wymagają przeglądu raz na 6 miesięcy, co zajmuje wykwalifikowanemu technikowi około 2,5 godziny. Podczas takiej wizyty sprawdzamy poziom chłodziwa, stan filtrów oraz drożność pompy. Od 2022 roku opiekujemy się 38 takimi instalacjami w Wielkopolsce i w żadnej z nich nie doszło do awarii wymagającej nagłego zatrzymania pracy serwerów. Większość czynności sprowadza się do kontroli wzrokowej i odczytania danych z panelu monitoringu, który wysyła powiadomienie na telefon w razie spadku ciśnienia o więcej niż 0,2 bara.

Dla firm, które nie chcą same zajmować się technikaliami, oferujemy stały nadzór. Nasz zespół reaguje w ciągu 4 do 7 godzin, jeśli jakikolwiek parametr odbiega od normy. Co ważne, chłodziwo stosowane w obiegach to nie jest zwykła kranówka, lecz specjalna ciecz dielektryczna lub roztwór glikolu z inhibitorami korozji, który nie przewodzi prądu tak jak woda. Nawet w ekstremalnie mało prawdopodobnym przypadku rozpylenia płynu na elektronikę, ryzyko zwarcia jest zminimalizowane. Przez ostatnie 4 lata nie odnotowaliśmy ani jednego przypadku spalenia płyty głównej z powodu nieszczelności chłodzenia u naszych 47 aktywnych klientów, co potwierdza bezpieczeństwo tej technologii.

Przegląd systemu raz na pół roku to jedyny koszt czasowy, który musisz ponieść.

Jak zacząć bez wielkich inwestycji

Nie trzeba od razu wymieniać całej serwerowni, aby zacząć oszczędzać. Można wdrożyć chłodzenie wodne tylko dla najbardziej gorących serwerów, które wykonują 73% pracy w całej firmie. Taka hybrydowa instalacja pozwala na szybkie obniżenie temperatury w newralgicznych punktach bez konieczności przebudowy całej infrastruktury zasilającej. W maju 2024 roku pomogliśmy małej firmie produkcyjnej z Lubonia zainstalować bloki wodne na dwóch głównych bazach danych, co pozwoliło im wyłączyć jeden z dwóch klimatyzatorów ściennych na stałe. Koszt całej operacji zamknął się w 12 400 PLN, co przy ich zużyciu energii zwróci się przed końcem przyszłego roku.

Najważniejszym krokiem jest rzetelny audyt energetyczny, który wykonujemy w ciągu 3 dni roboczych. Sprawdzamy, gdzie ciepło ucieka i gdzie wentylatory niepotrzebnie marnują prąd. Często okazuje się, że drobna zmiana w obiegu powietrza połączona z chłodzeniem cieczą tylko jednego procesora daje lepsze rezultaty niż zakup nowej klimatyzacji za kilkadziesiąt tysięcy złotych. Zmniejszamy ciepło, zwiększamy wydajność i robimy to w sposób pragmatyczny. Jeśli Twoja serwerownia generuje rachunki powyżej 2 000 PLN miesięcznie, przejście na wodę nie jest już luksusem, ale koniecznością ekonomiczną, o czym przekonało się już kilkudziesięciu przedsiębiorców z Poznania i okolic.