Microsoft уже несколько лет тестирует технологию двухфазного жидкостного иммерсионного охлаждения. Официальные лица заявили 6 апреля, что теперь компания начинает внедрять эту технологию в своих центрах обработки данных Azure, начиная с центров обработки данных в Куинси, штат Вашингтон.

По словам официальных лиц, развертывание двухфазного иммерсионного охлаждения в производственной среде является следующим шагом на пути компании к созданию более мощных, надежных и экологически чистых центров обработки данных.

Как и другие крупные поставщики облачных вычислений, Microsoft использует воздух для охлаждения процессоров, которые становятся все более горячими, особенно при выполнении определенных рабочих нагрузок. По словам руководителей, поскольку теплопередача в жидкостях «на несколько порядков эффективнее, чем у воздуха», иммерсионное охлаждение со временем может стать гораздо лучшим решением.

Google уже развернул жидкостное охлаждение в своих центрах обработки данных, чтобы удовлетворить высокие требования, предъявляемые к обработке искусственного интеллекта тензорного процессора. Заявления Microsoft о том, что она первая, вращаются вокруг «двухфазной» части иммерсионного охлаждения.

При однофазном охлаждении жидкость остается в жидком состоянии, а тепло переносится посредством естественной или принудительной конвекции. В этом отношении однофазное охлаждение похоже на воздушное охлаждение. По словам представителей компании, горячая жидкость, в свою очередь, отводит тепло через теплообменник и возвращается обратно. Но двухфазное охлаждение происходит пассивно. Когда жидкость входит в контакт с тепловыделяющими компонентами, жидкость меняет состояние с жидкого на пар и естественным образом поднимается, неся тепло в виде скрытой энергии. По словам руководителей Microsoft, пар отводит тепло в конденсаторе и естественным образом превращается обратно в жидкую форму.

Индустрия криптовалюты / битмайнинга была пионером в области жидкостного охлаждения, использовав его для охлаждения микросхем, регистрирующих транзакции с цифровой валютой. По словам официальных лиц, Microsoft изучает жидкостное иммерсионное охлаждение для высокопроизводительных рабочих нагрузок, таких как искусственный интеллект, и обнаружила, что двухфазное иммерсионное охлаждение может снизить энергопотребление любого сервера на 5-15%. При необходимости серверы могут быть разогнаны (работать на повышенной мощности) без риска перегрева.

Жидкостное охлаждение - безводная технология. Стальной охлаждающий бак в Куинси заполнен техническим решением, которое позволяет погружать серверы в жидкость и работать так же, как в любой стандартной стойке с воздушным охлаждением. Температура кипения жидкости составляет 50 градусов по Цельсию. Змеевики, которые проходят через резервуар и позволяют пару конденсироваться, подключены к отдельной замкнутой системе, которая использует жидкость для передачи тепла от резервуара к сухому охладителю, расположенному вне контейнера, в котором находится резервуар.

На данный момент у Microsoft есть один резервуар, выполняющий рабочие нагрузки в гипермасштабируемом центре обработки данных Azure. В течение следующих нескольких месяцев команда Microsoft проведет серию тестов этой технологии.

«Суперкомпьютерные технологии используют такого рода технологии на протяжении десятилетий, поэтому риск на самом деле не так велик», - сказал выдающийся инженер Microsoft Кристиан Белади, который также является вице-президентом по передовым разработкам центров обработки данных. «Наша цель - развернуть это во всех регионах наших центров обработки данных, но есть ряд шагов, прежде чем мы доберемся до этого».

Белади отметил, что работа Microsoft над подводным центром обработки данных Project Natick  продемонстрировала повышенную надежность систем при удалении влажности и кислорода из окружающей среды. Значительно сокращаются отказы из-за коррозии.

«С погружением происходит то же самое. По сути, вы вытесняете кислород и влагу», - сказал он.

Microsoft продолжает исследовать другие технологии жидкостного охлаждения, включая холодную пластину, для которой обычно используются трубки, заполненные жидким хладагентом. Белади говорит, что Microsoft видит потенциальные возможности для обоих, но поскольку погружение - это «единовременные затраты на проектирование инфраструктуры» и не требует инженерных работ между поколениями серверов, оно может найти более широкое применение.