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Intel tente de refroidir ses serveurs dans un bain d’huile

Plonger les serveurs d'un data center dans des réservoirs remplis d’huile minérale pour mieux les refroidir : c'est ce que Intel a testé durant une année. David Banys, porte-parole de Green Revolution Cooling et Mike Patterson, ingénieur chez Intel, détaillent l'expérience pour Futura-Sciences.

Des serveurs en racks alignés dans le bac à bain d’huile mis au point Green Revolution Cooling. À l’extérieur, un échangeur thermique assure la circulation et le maintien de la température à 40 °C. © Green Revolution Cooling Des serveurs en racks alignés dans le bac à bain d’huile mis au point Green Revolution Cooling. À l’extérieur, un échangeur thermique assure la circulation et le maintien de la température à 40 °C. © Green Revolution Cooling

Intel tente de refroidir ses serveurs dans un bain d’huile - 2 Photos

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Avec l’avènement des data centers toujours plus grands et de supercalculateurs toujours plus puissants, la problématique du refroidissement est essentielle. Si les techniques utilisant les circuits de refroidissement par l’eau et l’air sont les plus répandues, un procédé employant de l’huile se pose en alternative prometteuse.

Pour preuve, Intel vient d’achever un test d’un an durant lequel des serveurs ont été immergés dans des bains d’huile pour assurer leur refroidissement. La technique nommée CarnotJet, mise au point par l’entreprise texane Green Revolution Cooling, apporterait un taux d’efficacité énergétique bien meilleur que les solutions actuelles.

Le taux d’efficacité énergétique ou PUE (power usage effectiveness) est obtenu en divisant le total de l’énergie consommée par le data center par le total de l’énergie utilisée par l’équipement informatique qui s’y trouve. « Les data centers modernes ont un PUE moyen de 1,6-1,7. Ce qui signifie que la plupart d’entre eux utilisent 60 à 70 % de la puissance informatique pour le refroidissement. Par comparaison, notre système CarnotJet utilise 3 à 5 % de la puissance informatique, ce qui donne un PUE de 1,03 à 1,05 », a expliqué à Futura-Sciences David Banys, porte-parole de Green Revolution Cooling. Outre sa performance énergétique, l’immersion en bain d’huile a l’avantage d’être peu onéreuse.


Démonstration d’une opération de maintenance sur un serveur rack immergé dans un bain d’huile. Green Revolution Cooling reconnaît qu’il s’agit là de l’un des principaux obstacles à lever auprès des clients. © Green Revolution Cooling/YouTube

Un petit bain d'huile pour les serveurs !

Le système repose sur un bac dans lequel les serveurs en racks sont plongés et le circuit d’huile est régulé par un échangeur thermique placé à l’extérieur. « La température de refroidissement est d’environ 40 °C. Mais l’utilisateur final peut l’ajuster en fonction des besoins de son installation informatique. La capacité est de 100 kW par rack en moyenne, mais il n’y a virtuellement pas de limite à la densité d’un rack », poursuit David Banys.

Selon ses explications, l’huile n’a pas besoin d’être remplacée pendant toute la durée de vie du data center car elle est filtrée par l’échangeur et il n’y a pas non plus de phénomène d’évaporation. Par ailleurs, le système peut recevoir n’importe quel modèle de serveur rack du marché. Mais ces derniers doivent tout de même subir une préparation pour pouvoir être plongés dans l’huile : suppression des ventilateurs de refroidissement, recours à du stockage SSD ou encapsulation des disques durs pour les rendre étanches et remplacement des matériaux d’interface thermique par des feuilles d’indium. Green Revolution Cooling affirme en outre que l’huile n’abîme pas les composants. Ils travaillent en effet à température constante et elle assure un nettoyage qui élimine les débris et la poussière pouvant venir se loger dans les connecteurs.

Pas d’incidence sur les composants

Mike Patterson, ingénieur chez Intel spécialisé dans les architectures thermiques et énergétiques, est revenu pour Futura-Sciences sur le test mené durant un an. « Nous avons constaté que le refroidissement par huile a bien fonctionné. Nous l’avons comparé à un système de refroidissement par air avec les mêmes serveurs. Les serveurs refroidis par huile avaient les mêmes performances informatiques tout en consommant moins d’énergie. Le circuit d’huile n’utilisait que 2 à 3 % de la puissance informatique. Après l’immersion nous avons envoyé les serveurs dans notre laboratoire et n’avons décelé aucun effet contraire lié à l’huile ». Dans ce cas, le refroidissement par bain d’huile est-il la solution idéale tant en efficacité qu’en coût ? Pour Mike Patterson, l’efficacité énergétique est déterminée dès l’origine par la qualité du design du data center lui-même.

Ainsi selon lui, des systèmes de refroidissement par air ou par eau soigneusement pensés pourraient atteindre un PUE de 1,10. « Beaucoup de data centers existants et la plupart des designs "typiques" donnent une efficacité de refroidissement médiocre. Le refroidissement par huile est l’un des moyens d’obtenir une meilleure efficacité. » Quant au coût, l’ingénieur d’Intel reconnaît que les différences avec les solutions de refroidissement par air n’ont pas été comparées au système à bain d’huile. Mais des économies significatives pourraient être réalisées si les installations sont pensées dès le départ pour le refroidissement par huile. Pour lui, cette technique a beaucoup d’avenir dans le domaine des équipements à haute densité, comme les serveurs qui sont utilisés pour l’informatique haute performance des supercalculateurs. « En informatique haute performance, les équipements doivent être très proches afin d’améliorer l’efficacité des interconnexions. Ces environnements très denses sont très durs à refroidir par air. C’est un domaine dans lequel le refroidissement huile serait le plus bénéfique. »

Après avoir testé la solution pendant un an, Intel a expliqué à Futura-Sciences qu’il n’a décelé aucun dommage particulier sur les composants plongés dans l’huile. © Intel
Après avoir testé la solution pendant un an, Intel a expliqué à Futura-Sciences qu’il n’a décelé aucun dommage particulier sur les composants plongés dans l’huile. © Intel

Chez Green Revolution Cooling, on admet aussi que la technologie a trouvé son principal débouché dans les centres de recherche pour des supercalculateurs. Mais l’on espère bien conquérir le juteux marché des entreprises. « Le principal défi consiste à surmonter les à prioris liés à la maintenance », admet David Banys. Au lieu de pouvoir intervenir directement sur un serveur, il faut d’abord le sortir du bain d’huile puis l’égoutter avant d’effectuer l’opération. « Les échanges de composants d’un serveurs peuvent se faire en moins de 60 secondes », assure le porte-parole de Green Revolution Cooling. Du côté d’Intel, on reconnaît suivre cette technique avec attention, sans pour autant confirmer de projet commercial précis. « Intel ne conçoit pas pour le moment de serveurs optimisés pour le refroidissement à huile. Mais Intel s’intéresse toujours aux options et alternatives afin d’apporter plus de valeur à ses clients et nous suivons activement les solutions de refroidissement alternatives afin de comprendre les attentes du marché  ».


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