Авторизация

Компьютер в аквариуме

 -

Понятно, что все уже в курсе, что это не фотошоп а вполне себе доступная для каждого фишка —- засунуть системник компьютера в жидкость. С одной стороны увеличить охлаждение, а вообще наверное просто для красоты и прикола. Но вот я как то не задавался вопросом, а какие жидкости для этого используют ?

Давайте узнаем и это …-


 -

Вот первых сразу же всплывает такая версия для этой темы как «-сухая вода»-.     Это вещество было разработано в США в 2004 году с чисто практическими целями. И если бы не его необычные свойства в сочетании со сходством с обычной водой, наверное, никто, кроме специалистов, и не узнал бы о нем.

Загадочная жидкость без цвета и запаха, так похожая на воду, заинтересовала многих.

Ведь сухая вода:

  • не проводит электричество-
  • кипит при температуре 49°C-
  • не смачивает поверхности.

На практике это означает, что если опустить в нее мобильный телефон (планшет, включенный в розетку монитор), он будет спокойно работать. Лист бумаги, помещенный в эту воду, не намокнет, а чернила – не расплывутся. Сахар и соль в этой «воде» не растворяются. Сделать чай или кофе на ней тоже не получится. В кипящую сухую воду можно спокойно опустить руку – это еще один эффектный фокус.

 -

 -

Может показаться, что сухая вода – это просто ингредиент для фокусов и приколов, и никакой практической пользы от нее нет. Но все как раз наоборот. Это вещество разрабатывалось для решения очень серьезных задач. И, если еще раз посмотреть его свойства, можно даже догадаться, с какими именно.

Сухая вода была создана для систем автоматического пожаротушения. Те, кто хотя бы раз сталкивался с последствиями тушения даже небольшого возгорания, обязательно оценят преимущества сухой воды.

Представьте себе, что в офисе сработала система пожаротушения. Очаг возгорания потушен, но какой ценой! Важная документация безнадежно испорчена, офисная техника, залитая водой и пеной, не работает, а мебель проще заменить, чем приводить в порядок.

Ведь пожар может случиться где угодно, например, в библиотеке или музее, крупном дата-центре или на телестанции, или в любом другом месте, где много дорогостоящей аппаратуры, важных документов, бесценных произведений искусства. Представляете, какие потери помогает предотвратить сухая вода!

В этом видеоролике можно увидеть, как сухая вода используется по прямому назначению.

 -


Строго говоря, сухая вода – это совсем не вода. Формула сухой воды CF3CF2C(O)CF(CF3)2. Можно прочитать это как перфтор(этил-изопропилкетон) или не ломать язык и использовать ее официальное название —- Novec 1230. В молекуле этого вещества, как видно из формулы, нет атомов водорода. Этим можно объяснить необычные свойства этого вещества.

Производители называют Novec 1230 огнетушащим газом нового поколения. А если газ, то почему он жидкий? А почему мы и нет? Жидкий газ в зажигалках или баллонах никого не удивляет. Просто в газообразное состояние он переходит лишь при определенных условиях (температуре или давлении).

Для человека это вещество безопасно. Правда, под безопасностью для человека производители имели в виду, что это вещество не токсично, не выжигает кислород в помещении, и не оказывает отрицательного воздействия на глаза и легкие.

Но пить сухую воду все же не стоит.

 -

Можно ли изготовить сухую воду в домашних условиях? Практически однозначно – нет.

Может быть, получится хотя бы купить сухую воду? В принципе, да. Газовые системы пожаротушения используются в США практически повсеместно. Нет, не в каждой квартире или доме, поскольку для частных лиц эти системы все же дороговаты, а в крупных учреждениях и фирмах. В России такие системы используются реже. Но тем не менее, продаются и сами системы, и все их компоненты. Только не в магазинах фокусов, а в специализированных компаниях, которые предлагают системы противопожарной безопасности.

Газовые системы пожаротушения придуманы давно. Но раньше в них использовался опасный для человека углекислый газ, затем – вредные для окружающей среды хладоны.

В 1993 году, когда хладон 114 был запрещен, сотрудники американской компании 3M, которая специализируется на разработке систем противопожарной безопасности, приступили к поиску нового вещества, безопасного для окружающей среды и человека.

Novec 1230 был представлен публике лишь в 2004 году. Но ждать его появления 11 лет, безусловно, стоило. Его называют самым чистым газом в истории человечества. Безопасный для окружающей среды, человека, техники и документов, этот газ выполняет свою работу идеально.

Но все так в аквариумы ее заливать наверное не совсем дешево да и температура кипения и усиленное испарение не предвещают ничего хорошего.

 -

А какие еще варианты ?

Ну вот например «-жидкий парафин»- или по простому —- минеральное масло.

Минеральное масло (Paraffinum Liquidum) – это бесцветная и не имеющая запаха субстанция, которая действительное является производным нефти. К минеральным маслам (углеводородам) относятся:

  • Paraffin — парафин
  • Vaseline — вазелин
  • Ceresin — церезин
  • Petrolatum — петролатум
  • C13-14 isoparaffin и C13-16 isoparaffin — изопарафин
  • Microcrystalline wax — микрокристаллический воск

Минеральное масло бывает двух категорий: техническое и косметическое. Косметическое минеральное масло, в отличие от технического, проходит многоступенчатую очистку от вредных примесей, которые чаще всего и являются причиной проблем с кожей. На основе косметического минерального масла создается косметика всех сортов и видов, а также аптечные мази.

А вот тут даже энтузиасты погружают системник в подсолнечное масло

 -

Теперь  вот еще  такая интересная статья с habrahabr.ru

 -

 -

В этой статье мы рассмотрим возможность, преимущества и недостатки размещения серверов в жидкости и обсудим возможные проблемы эксплуатации. Покажем, как это все может выглядеть на практике и реально работать. А также обсудим вопрос, почему в серверах могут или не могут плавать рыбы :) 

Долгое время потери энергии и затраты на охлаждение при эксплуатации серверов не давали покоя многим, в том числе и нам, так как количество используемых нашими абонентами серверов постоянно стремительно растет, мы все больше задумываемся о создании собственного центра обработки данных (ЦОДа) в обозримом будущем. И когда свыше половины энергии, потребляемой всем ЦОДом, расходуется на охлаждение воздухом, благодаря которому можно не более чем с коэффициентом эффективности 1.7 отвести выделяющееся тепло от оборудования, вольно не вольно задаешься вопросом, а как можно повысить эффективность охлаждения и минимизировать потери энергии?

 -

 -

Из курса физики известно, что воздух — крайне не эффективный проводник тепла, так как его теплопроводность в 25 раз ниже теплопроводности воды. Он скорее более пригоден для теплоизоляции, нежели для теплоотвода. А еще у него очень небольшая теплоемкость, а значит, что его постоянно нужно интенсивно перемешивать и поставлять большими объемами для охлаждения. Другое дело — вода и жидкости. Именно их используют в системах охлаждениях ЦОДов в виде теплообменника, чтобы повысить общий коэффициент эффективности, однако непосредственно с серверами жидкости не контактируют, только через воздушную прослойку и/или радиатор (для охлаждения чипсета к примеру), что позволяет повысить мехнический коэффициент эффективности системы охлаждения (mPUE) до 1.2 или даже до 1.15 при использовании внешней среды в целях охлаждения.

 -

 -

Но как охладить сервер наиболее эффективно? Выход только один — поместить его полностью в жидкость (разумеется диэлектирик), желательно с как можно большей теплопроводностью и теплоемкостью, которая не будет оказывать негативного влияния на компоненты сервера. И таким диэлектриком может быть минеральное масло. Идея, увы и к счастью, оказалась не нова — ее уже несколько лет разрабатывают и реализуют несколько компаний в различных вариациях и с различной эффективностью. Современные технологии позволяют построить «подводный» Дата Центр! Но какие преимущества и недостатки этого решения?

 -

Преимущества и недостатки размещения серверов в жидкости

Охлаждение в жидкости уже сейчас экономит до 95 процентов электроэнергии, которая обычно используется для охлаждения в Дата Центрах и, как следствие, до 50% всей энергии, которую потребляет Дата Центр.

 -

 -

Система охлаждения в жидкости позволяет сэкономить до 60% средств при строительстве Дата Центра, так как нет необходимости в закупке дорогостоящих чиллеров, HVAC (heating ventilation air cooling) систем, строительстве холодных/горячих коридоров, применении фальшпола и т.п.

 -

 -

SSD-диски могут быть погружены в охлаждающую жидкость, разумеется сохранив при этом работоспособность :), без каких-либо модификаций, как в прочем и остальные стандартные компонены серверов, за исключением жестких дисков. Для жестких дисков потребуется использование дополнительных приспособлений, ведь они не будут способны эффективно вращаться в жидкости.

 -

 -

Так как охлаждающая жидкость является диэлектриком (не проводит электричество) — нет необходимости сушить серверы и осушать всю систему для проведения работ в шкафу или с конкретным сервером. Тем не менее эта жидкость должна быть не токсична, без запаха (с минимальным испарением) и не быть агрессивной по отношению к компонентам сервера, к примеру не растворять каучуковую изоляцию проводов и т.п. Подбор правильного и эффективного минерального масла — не простая задача. Для задачи охлаждения в жидкости подойдет далеко не каждое минеральное масло. И в зависимости от выбранного масла мы получим разную допустимую мощность оборудования в 42-юнитовом шкафу, тепло с которого система способна отвести.

 -

 -

Если же говорить об эффективности охлаждения в жидкости в целом, то система позволяет достичь PUE 1.03. Но как такое возможно, спросите Вы, если применение минерального масла для охлаждения позволяет сэкономить только 95% энерегии? За счет чего мы можем получить дополнительную эффективность в 2%?

 -

 -

Ответ тут прост, охлаждение в жидкости позволяет сэкономить энергию, которую потребляют серверы, за счет того, что в них более нет нужды ставить куллеры для охлаждения, а также за счет того, что уменьшается утечка токов с чипов, так как они надежно изоллированы и работают при постоянной температуре (изменение температуры способствует утечке токов). И как следствие мы экономим на системе охлаждения, так как она теперь может занимать меньший объем, ведь ей необходимо отводить уже меньше тепла. Это и дает выигрыш тех заветных 2 процентов на охлаждении, но мы получаем не только это. Сами серверы начинают расходовать энергии на 10-20 процентов меньше, нежели серверы с другим охлаждением. PUE всего Дата Центра растет.

 -

Успехи различных компаний в области охлаждения серверов в жидкости

Минеральное масло способно эффективно защищать от коррозии и пыли, благодаря тому, что в отличии от воздуха не содержит в себе воды и кислорода, продлить срок эксплуатации оборудования. Оно не токсично и не имеет запаха, а значит практически не испаряется. Но оно бывает различной эффективности и подбор правильного минерального масла — настоящее искусство.

 -

 -

Различные компании давно занимаются этими вопросами вплотную и имеют различные успехи благодаря применению разных минеральных масел, создают собственные «ноу-хау». Примерно месяц назад Intel и SGI анонсировали «новость», что способны благодаря применению минерального масла и собственной разработанной системы охлаждения на его основе, которая предусматривает эксплуатацию серверов в жидкости, обеспечить отвод тепла со шкафа в несколько десятков киловатт и даже более. Но у них все еще есть проблемы, в особенности в их сообщении упоминается, что обычные оптические кабели в их минеральном масле работать скорее всего не смогут, по какой причине увы не указано, видимо масло аггресивно для них. Решение далеко от коммерческой эксплуатации.

 -

 -

Другая же компания, GRC, уже давно использует намного более эффективное минеральное масло, предлагает готовое коммерческое решение и не имеет подобных проблем, давно не публикует это, как «новость», при этом по их словам они способны отвести тепла со шкафа до 100 кВатт и более, а значит значительно превзошли успехи Intel! Так что нужно более критично относится ко всей информации из новостей. Если одна компания заявляет о «ноу-хау», то это вовсе не значит, что другая уже не придумала лучше, некоторые просто могут находится в начале своего пути в новом для них направлении :) Как упоминалось выше, Intel еще очень далека от коммерческой эксплуатации этого решения, но без нее в конечном итоге решение любой компании не обойдется.

 -

Перспективы

На сегодняшних материнских платах схемы выложены на «огромном» расстоянии друг от друга, чтоб максимизировать рассеивание тепла для использования в качестве охладителя воздуха, который является ужасно не эффективным охладителем. Благодаря охлаждению в жидкости можно начать производство серверов с более плотно упакованными схемами, которые учитывают работу в жидкости и свойство отвода тепла жидкостью, ведь жидкость имеет не только более высокую теплопроводность, чем воздух, а гораздо более высокую теплоемкость. Самые эффективные на сегодняшний день минеральные масла имеют теплоемкость, которая превосходит теплоемкость воздуха более, чем в 1200 раз!

 -

 -

Это все позволяет не только гораздо эффективнее отводить тепло, но и в случае остановки системы охлаждения получить гораздо больше времени на ее ремонт до перехода работы в критическое состояние из-за роста температуры, так как свойства жидкости (большая теплоемкость и плотность) позволяют поглотить гораздо больше тепла, при этом жидкость не становится перегретой сама, тем самым отодвигается порог «критического перегрева» во времени.

Очень большие перспективы открываются и для суперкомпьютеров, работающих в жидкости, экономия энергии и площадей при эксплуатации высокопроизводительного оборудования — колосальна.

 -

 -

Скорее всего в будущем не останется вычислительного и серверного оборудования, которое смогло бы работать без погружения в жидкость. Преимущества огромны, недостатков практически нет, разве что шкафы теперь нужно располагать не вертикально, а горизонтально, что несколько непривычно. Благодаря этому можно увеличить «плотность» оборудования в Дата Центре, а также обеспечить дополнительный уровень безопасности. Если вдруг Дата Центр будет затоплен водой в результате стихийного бедствия — вода не окажет влияния на серверы, так как они уже погружены в жидкость, пусть и с другой плотностью, но при этом надежно герметизированы в шкафах.

Охлаждение в жидкости в цифрах

 -

Экономия свыше 60% средств при строительстве:

— нет необходимости в закупке дорогостоящих чиллеров, HVAC (heating ventilation air cooling) систем-
— нет необходимости в строительстве холодных/горячих коридоров, применении фальшпола-
— уменьшается количество генераторов, батарей систем бесперебойного питания (UPS) на N юнитов оборудования, за счет снижения потребления — —- энерегии этим оборудованием при работе в жидкости-
— стоимость инфраструктуры в расчете на Ватт ниже на 73%, чем при строительстве ЦОДа с воздушным охлаждением, и на 55%, если ЦОД использует внешнюю среду для охлаждения-
— стоимость инфраструктуры в расчете на сервер дает выигрыш в 86 и 70 процентов соответственно.

 -

 -

 -

Экономия свыше 50% средств при эксплуатации:

— оборудование, находясь в жидкости, потребляет на 10-20% энергии меньше, в зависимости от типа, за счет отсутствия куллеров и потерь токов с чипов, благодаря их нахождению в диелектирке и обеспечению их постоянной температуры-
— 90-95% энергии сохраняется благодаря охлаждению серверов в жидкости и отсутствию крупногабаритных систем охлаждения в ЦОДе, так как теперь тепло от шкафа с серверами в минеральном масле можно эффективно отвести применив испарительную охлаждающую башню (никакой механики, только испарение воды) или при помощи контура с холодной водой-
— нет расходов связанных с амортизацией обычных систем охлаждения, расходы на системы энергообеспечения значительно сокращаются в перерасчете на N юнитов, благодаря тому, что нужно содержать меньше батарей UPS в том числе-
минеральное масло практически вечно, его не нужно менять и почти не нужно добавлять (за исключением случаев утечки), в отличии от других охладителей в ЦОДах-
— если в среднем сервером потребляется порядка 230-270 Ватт мощности и 50-170 Ватт на охлаждение, в зависимости от применяемого метода охлаждения, то использование охлаждения в жидкости снижает среднее потребление энергии сервером до 210 Ватт, а энергия необходимая на его охлаждения составляет порядка 10 Ватт!

 -

 -

 -

Можно отвести свыше 100кВатт тепла от погруженного в минеральное масло шкафа на 42 юнита! А также значительно снизить траты на серверное оборудование, до 50% на различные комплектующие, а все потому, что теперь постоянная температура эксплуатации примерно на 20 градусов ниже, чем в воздушной среде, есть возможность применять без опасений даже декстопные комплектующие, так как они работают при гораздо более низких температурах.

 -

От «подводных» серверов до ПК, охлаждаемых жидкостью, или как создать рабочую станцию в жидкости в домашних условиях

Конечно эта идея не получила и не получит столь широкого применения на рынке персональных компьютеров, просто потому, что большинство уже давно перешло на ноутбуки и другие гаджеты, домашние рабочие станции в корпусе «tower» используют зачастую только профессионалы, так как им необходима большая производительность и отвод большого количества тепла. Вот для них погружение их бесценного железа в жидкость может стать очень полезным!

Оказывается реализовать это в домашних условиях не сложно и возможно, причем было сделано уже многими любителями модинга и довольно давно. Некоторые компании даже предлагают приобрести готовое решение, на основе минерального масла «Crystal Plus 70T», которое доступно в свободной продаже и по словам экспериментаторов идеально подходит для этой задачи, имеет теплоемкость в 750 раз выше, чем у воздуха и плотность более низкую, чем у воды.

 -

 -

 -

Перемешивание жидкости может осуществляться благодаря пропусканию воздуха через минеральное масло или даже обычному компьютерному куллеру, который в минеральном масле вращается само собой гораздо медленнее, нежели в воздухе, однако сохраняет свою работоспособность. На вопрос о том, что делать с парами воды, которые будут попадать в минеральное масло при пропускании воздуха с целью перемешивания, разработчики отвечают, что благодаря различной плотности (бОльшая у воды), вода будет скапливаться в самом низу «аквариума», где не находится каких-либо электрических компонентов, однако они еще не видели, чтоб в процессе долгой эксплуатации появлялось хотя бы мизерное количество воды, иначе бы резервуар начал напоминать «лава-лампу».

 -

Вспомним еще что нибудь интересного из технологий и химии с физикой: вот например многие спорят, Почему Вселенная потеряла литий?, а вот были такие Радиевые Девушки и корпорация «-Американский Радий»- и наверное Все хотели такого учителя химии? Узнайте еще Самое вонючее вещество в мире и Историю создания и первые опыты применения отравляющих газов

 -

Оставить комментарий
иконка
Посетители, находящиеся в группе Гость, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
  • Сегодня
  • Читаемое
  • Комментируют


Облако тегов
Опрос
Календарь
«    Январь 2022    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31