Submersion Cooling: “Admin, ich habe die Server geflutet!”

Schon vor einiger Zeit berichtete silicon.de über die neuartige Technologie von Green Revolution Cooling. Zunächst gingen wir von einem April-Scherz aus. Doch die Submersion-Technologie hat durchaus Potential, sich zu einer Mainstream-Technologie zu mausern. Dabei werden die Server in Baby-Öl getaucht. Es handelt sich natürlich nicht um Baby-Öl, sondern um ein dielektrisches Fluid, ein nicht leitendes mineralisches Öl. Dieses Verfahren, ist leise, effektiv und soll sogar kostengünstiger als herkömmliche Kühlmethoden sein. Chritiaan Best kann am besten die Details seiner ‘Erfindung’ wiedergeben:

silicon.de: Einen Server einfach in eine nichtleitende Flüssigkeit zu tauchen, sieht auf den ersten Blick relativ trivial aus. Aber ist es wirklich so einfach? Kann man tatsächlich jeden Server für das Submersion Cooling verwenden?

Best: Ja, in der Tat. Green Revolution Cooling stellt ein Server-agnostisches Kühlsystem bereit. Und das Bedeutet, dass im Prinzip jeder Server sich für das System eignet. Es gibt auch schon Server von Supermicro, die bereits vorbereitet sind und GRC arbeitet derzeit mit anderen OEMs zusammen, um weitere Submersion-Plattformen anbieten zu können.

Bis dahin lässt sich jeder Standard-Server mit einigen wenigen Handgriffen submersible machen: Man muss erstens alle Ventilatoren entfernen. Dann müssen die Pasten (die zum Beispiel zwischen Prozessor und Kühlkörper aufgetragen sind) entfernt und mit einer Inidium-Alternative ersetzt werden. Schließlich sollten noch die Festplatten eingekapselt, oder mit SSDs ersetzt werden.

silicon.de: Wenn ich einen Server in dieser Kühlflüssigkeit gekühlt habe, kann ich ihn dann wieder in einem traditionellen Rack verwenden?

Best: Ja, auch das ist kein Problem. Wenn man die Server aus der Kühlflüssigkeit entnimmt und ein paar Minuten abtropfen lässt, ist auch schon der Großteil der Flüssigkeit entfernt. Jetzt kann man, vorausgesetzt, die Ventilatoren sind wieder eingebaut, den Server in einer traditionellen Umgebung einsetzen. Geringe Restmengen der Kühlsuspension allerdings sind nach wie vor vorhanden. Um den Server wieder wirklich vollständig von der Kühlflüssigkeit zu säubern verwenden unsere Techniker Ultraschallreinigungsgeräte.

silicon.de: IBM investiert erhebliche Summen in die Technologie Heißwasserkühlung. Der SUPERMUC in Garching ist die erste kommerzielle Installation dieser Technologie. Warum taucht IBM die eigenen Server nicht einfach in ein dielektrisches Fluid?

Best: GRC hat diese Fluid-Submersion-Klimatisierung entwickelt, um die höchste Performance und die niedrigste Kosten-pro-Watt in der Industrie zu bekommen. Heißwasserkühlung kann auf jeden Fall beeindruckende Ergebnisse liefern, allerdings enstehen dadurch hohe Infrastruktur-Kosten für das Rechenzentrum. Unser CarnotJet-System ist da effektiver und vor allem schon für einen Bruchteil der Kosten eines komplizierten Systems zu haben.

Denn mit Submersion Cooling sind zudem Output-Temperaturen bis zu 50 Grad Celsius möglich und auch dieser Wert ist besser als bei der Heißwasserkühlung. Außerdem zwingen wir unsere Anwender nicht, ein spezielles System zu verwenden, weil jeder OEM-Server von dem System unterstützt wird.

silicon.de: In wie vielen Rechenzentren gibt es das Green Revolution Cooling System bereit? Gibt es spezielle Use-Cases?

Best: Derzeit ist CarnotJet in zwölf Rechenzentren weltweit installiert und das mit mehr als einem Megawatt aktiver Kapazität. Derzeit gibt es Case-Studies bei TACC und bei Midas Networks. Weitere Projekte werden in naher Zukunft folgen.

silicon.de: Sind denn bei der ersten Implementierung dieser Technolgie die Kosten höher als bei einem traditionellen Rechenzentrum? Gibt es besondere Anforderungen zum Beispiel an die Gebäudekonstruktion?

Best: Im Gegenteil, die Kosten sind geringer; upfront aber auch in der langfristigen Betrachtung. Aus unserer Sicht sind es traditionelle Datenzentren, die spezielle Gebäude brauchen und nicht unser System. So brauchen wir zum Beispiel keine CRACs, Kühler, Hochböden, heiße Aisles oder kalte Aisles oder irgend eine andere Form von Air-Conditioning. In unserem System braucht man nur Wasser, Strom und Schutz vor den Elementen. Das Subersion Cooling fügt sich in jede Rechenzentrums-Infrastruktur, kann aber auch als alleinige Lösung verwendet werden. Wir glauben, dass es derzeit die günstigste Lösung am Markt ist. Das CarnotJet-System ist für jedes Watt pro Kapazität bepreist und wir unterbieten mit dieser Technologie in Datenzentren regelmäßig die Kosten von anderen Best-Practices-Datenzentren um die Hälfte.

silicon.de: Wie sieht den der ‘Alltag’ in einem Rechenzentrum aus, das auf Fluid Submersion setzt?

Best: Es gibt da sicherlich Unterschiede im Betrieb eines Submersion Datenzentrums im Vergleich zu einem traditionellen, luftgekühlten Rechenzentrum. Allerdings zeigt uns die Erfahrung der vergangenen Jahre, dass die Lernkurve sehr schnell ist, und dass es für jedes Problem auch eine Lösung gibt.

Das erste, was einem in einem Submersion-Datenzentrum auffällt, ist dass es hier keinen Lärm gibt. Anders als in traditionellen Datenzentren kann man in einem CarnotJet-Rechenzentrum auch ein Flüstern gut verstehen.

Daneben gibt es noch einige Handgriffe und Tricks, die man sich aneignen muss. So sollte bei der Server Maintainance der Server in einem Rack-Rail über den Tanks heraus genommen oder hineingesetzt werden. Die Komponenten jedoch lassen sich über Hot-Swap administrieren. Ein DIMM-Modul kann man in etwa einer Minute austauschen, das dauert etwa so lange wie bei einem luftgekühlten Server. Und es wird ein zweiter Behälter unter die Submersion-Racks gestellt, der dann bei einem Unfall austretende Kühlflüssigkeit auffängt.

silicon.de: Wie stehen OEM-Hersteller zu dieser Technologie?

Best: Supermicro ist der Server-OEM, der einen Submersion-Ready-Server anbietet. Tests gibt es derzeit bei den zwei größten Server-Herstellern und auch bei den zwei größten Chip-Herstellern. Diese OEMs arbeiten mit an dieser Technologie und glauben, dass sie Probleme bei den Anwendern lösen kann.

silicon.de: Können den auch tradtionelle UPS-Systeme oder andere bestehende Lösungen eingesetzt werden?

Best: Ja, definitiv. Unser System arbeitet auch mit traditionellen USP-Systemen sowie auch mit anderen traditionellen Rechenzentrumstechnologien, wie Batterie-Backup oder Generatoren. Aber wie bereits gesagt, Lüfter und ähnliches braucht man ja nicht mehrt.

silicon.de: Wie weit kann diese Technologie skalieren, gibt es da hinsichtlich der Grüße, irgendwelche Limitierungen?

Best: Unsere Bausteine bieten Platz für 42U- oder 55U-Racks jedes mit einer Kapaziät zwischen 10 und 100KW, je nach Kundenwunsch. Es gibt im Prinzip keine Limitierung, weil jedes Quad individuell kontrolliert und verwaltet wird. Braucht man zum Beispiel 100 Racks, muss man einfach 25 Quad-Systeme kaufen.

silicon.de: Herr Best, wir danken Ihnen für das Gespräch.