Auteur Sujet: refroidissement cloud : peut-on séparer CPU et HDD?  (Lu 2599 fois)

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Leon

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refroidissement cloud : peut-on séparer CPU et HDD?
« le: 20 février 2016 à 07:43:39 »
Bonjour à tous, voici (encore) une de mes interrogations existentielles.

Dans le cas d'équipements informatiques refroidis par air, à l'intérieur de datacenters, la température de l'air injectée dans les équipements informatiques est partout la même. Selon les datacenters, ça varie de 19°C à 25°C dans des cas extrêmes.

Or, dans certains gros systèmes (cloud notamment), on tend parfois à séparer en 2 les équipements :
* d'un côté les "compute nodes" : machines embarquant de la puissance de calcul (CPU + RAM). Ces composants (RAM/CPU) supportent bien les températures élevées et les variations de température.
* de l'autre les "storage nodes" : le stockage de masse avec des filers et leurs milliers de disques durs. Les disques durs supportent moins bien les hautes températures et les variations de températures, cela réduit leur durée de vie.

Ne pourait-on pas envisager d'installer ces 2 catégories de matériel dans des salles différentes, refroidies à des températures différentes?
L'intérêt serait d'augmenter franchement la température de refroidissement des "compute nodes" (CPU+RAM), au delà des 30°C. En augmentant la température, si on met des installations de refroidissement différentes, cela permet de diminuer le PUE. Sachant que les "compute node" c'est ce qui dégage le plus de chaleur (=consomme le plus d'électricité), pour la majorité des installations (pas toutes je vous l'accorde) ça ressemble à une bonne idée.

Les inconvénients que je vois:
* complexe car nécessite une séparation systématique des serveurs "compute" et des serveurs "storage". A défaut, tout ce qui comporte au moins un disque dur doit être dans les salles "storage".
* il faut des capacités réseau énormes entre les salles, mais rien d'infaisable
* il faut des systèmes de climatisation/refroidissement différents pour les différentes salles. Dans une installation climatisée, si on garde la même température d'eau glacée partout, et qu'on règle juste la température de soufflage des clims, le rendement ne sera pas amélioré. Il faut augmenter la température de l'eau glacée pour les salles "compute", donc installer des circuits différents, et des compresseurs séparés.

Est-ce que vous savez si ce genre d'installation existe? Ou alors si un ou plusieurs acteurs y ont déjà réfléchi?

Leon.

corrector

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refroidissement cloud : peut-on séparer CPU et HDD?
« Réponse #1 le: 20 février 2016 à 09:04:30 »
Si les disques durs sont frais alors la température de sortie de l'air ne doit pas être très chaude, on pourrait donc l'envoyer sur les CPU?

vivien

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refroidissement cloud : peut-on séparer CPU et HDD?
« Réponse #2 le: 20 février 2016 à 09:28:51 »
Il y a des datacenter qui ont une température cible bien au-delà de 25°c (Online, c'est 28°c cible, même si ce n'était pas le cas lors de notre visite).

Il existe des serveurs certifiés pour travailler à plus haute température, pour ne pas nécessiter de climatisation (ou moins de clim)

Enfin les SSD sont de plus en plus utilisés et je pense qu'ils supportent mieux les hautes températures (v disques dur classique).

A noter que Dell a réalisé de nombreux PC grand public où le disque dur est juste derrière le flux d'air chaud du processeur. Le processeur avait un TDP de 95w (Pentium D à 2,8 Ghz) et j'ai fini par inverser complètement les flux d'air du ventilateur (le ventilateur devant le CPU aspire l'air qui a donc été réchauffé par la carte mère, le disque dur,... et le rejette en face avant ce qui permet de refroidir correctement le disque dur)

Leon

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« Réponse #3 le: 20 février 2016 à 09:59:44 »
Si les disques durs sont frais alors la température de sortie de l'air ne doit pas être très chaude, on pourrait donc l'envoyer sur les CPU?
C'est déjà ce qu'il se pratique dans la majorité des serveurs classiques (HDD intégrés), avec les disques dur en face avant.

Mais dans le cas que tu proposes, il faut toujours refroidir l'air jusqu'à une température compatible de ce qu'acceptent les disques dur. Donc il faut une température de soufflage d'air frais, et donc une température d'arrivée d'eau glacée équivalente à une installation classique. Et il faut bien se rappeler de ce que nous dicte la thermodynamique : dans un système de refroidissement, plus la différence [temp_source_chaude - temp_source_froide] est élevée, plus il faut d'énergie pour refroidir, pour évacuer une quantité d'énergie donnée. Donc sachant que "temp_source_chaude" est imposée (= température air extérieur), on a tout intérêt à augmenter la température de la "source froide", c'est à dire le truc à refroidir, les salles informatiques dans le cas d'un datacenter.

Il y a des datacenter qui ont une température cible bien au-delà de 25°c (Online, c'est 28°c cible, même si ce n'était pas le cas lors de notre visite).
OK, mais ne peut-on pas augmenter encore plus la température en ne mettant que des "compute nodes" dans certaines salles?

Il existe des serveurs certifiés pour travailler à plus haute température, pour ne pas nécessiter de climatisation (ou moins de clim)
Est-ce que tu as des références?

Leon.

vivien

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« Réponse #4 le: 20 février 2016 à 10:51:00 »
Dell augmente la température de fonctionnement de ses équipements

Avec sa gamme Dell Fresh Air cooling, le fabricant texan propose des équipements (serveurs, réseau, stockage) qui fonctionnent à une température plus élevée que la normale, jusqu’à 45 degrés Celsius. A la clé : des économies d’énergie grâce à la diminution des besoins de refroidissement.

Les équipements de la gamme Dell Fresh Air cooling sont garantis pour fonctionner à une température de 40 degrés Celsius jusqu’à 900 heures par an et 45 degrés Celsius jusqu’à 90 heures par an. Habituellement, au delà de 35 degrés, le matériel n’est plus garanti.

C’est une excellente nouvelle pour les opérateurs de data center, à double titre. D’une part, ils vont pouvoir faire des économies d’énergie en augmentant la température de fonctionnement des équipements informatiques, ce qui réduit le besoin de refroidissement et autorise une plus longue période de refroidissement naturel - free cooling - dans l’année.

D’autre part, pour réduire les besoins en refroidissement, les opérateurs de centres informatiques confinent les équipements dans des baies fermées et les organisent en allées chaudes et froides. Cette approche est très efficace mais pose un problème de taille : si un équipement de refroidissement tombe en panne, la température de la baie augmente très vite. La température maximum de 45 degrés laisse plus de marge manœuvre aux équipes techniques pour intervenir avant que la garantie ne soit plus prise en charge.

Selon Dell, l’augmentation de la température moyenne de fonctionnement permettra aux opérateurs de data centers d’économiser 100 000 dollars par an, par tranche d’un mégawatt (MW).


Source : Green IT .fr Par Frédéric Bordage le 30/08/2011

vivien

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« Réponse #5 le: 20 février 2016 à 11:00:22 »
Un livre blanc de Dell sur la question en juin 2012 : (en français !)

(cliquez sur la miniature ci-dessous - le document est au format PDF)


La conclusion :

Le refroidissement par air frais sans climatiseur permet d'économiser 275 milliers de dollars par an par mégawatt informatique et élimine les climatiseurs et les coûts d'investissement associés s'élevant à presque 3 millions de dollars par mégawatt informatique. Maintenant que le déploiement de dispositifs économiseurs et d'installations sans climatiseur a été prouvé par un certain nombre de datacenters hyperévolutifs, il devient rapidement un outil de réduction des coûts de refroidissement incontournable pour tous les datacenters, qu'ils soient hyperévolutifs, conteneurisés, de taille moyenne voire petits. Cependant, une analyse des données climatiques mondiales indique que la température de tolérance de 45 °C est nécessaire pour le fonctionnement des installations sans climatiseur dans de nombreuses zones climatiques courantes, alors que la plupart des équipements disponibles dans le commerce sont seulement adaptés à 35°C.

Les serveurs Dell de nouvelle génération ont été développés avec une tolérance d'exposition à 45 °C pour supporter ces extrêmes climatiques et permettre la construction de datacenters sans climatiseur dans la plupart des zones climatiques du monde industrialisé comprenant l'Asie, les États-Unis et l'Europe. La nouvelle génération de serveurs Dell qui utilisent l'air frais est dotée de nombreuses fonctionnalités et disponible aux formats 1U, 2U, 4U, tour et lame. Autrefois réservées aux datacenters hyperévolutifs, les économies sur les coûts de refroidissement sont désormais à votre portée et à la portée de votre datacenter.
Avec les serveurs Dell de nouvelle génération, vous n'êtes désormais plus contraint d'implanter votre datacenter dans une région froide du Nord. La fonctionnalité de refroidissement Dell Fresh Air des serveurs de nouvelle génération est une des multiples façons à travers lesquelles Dell vous donne le pouvoir d'en faire plus.

vivien

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« Réponse #6 le: 20 février 2016 à 11:06:16 »
D'autre documents sur le "Fresh Air 2.0" qui datent de 2015, mais en Anglais :

(cliquez sur les miniatures ci-dessous - les documents sont au format PDF)
   

Un exemple concret de petit datacenter sans clim mise au point par Dell : (cliquez sur la miniature ci-dessous - le document est au format PDF)


Technologie qui consiste à humidifier l'air plutôt que le refroidir : (cliquez sur la miniature ci-dessous - le document est au format PDF)

 

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