Universiteit van Leeds ontwikkelt efficiënte serverkoeling

De universiteit van Leeds heeft een server operationeel waarbij de hardware direct wordt gekoeld met een speciale vloeistof die geen elektriciteit geleidt. Bovendien zou die vloeistof duizendmaal effectiever zijn in het opnemen van warmte dan lucht.

De vloeistof, die Novec wordt genoemd, is niet nieuw. Hij is ontwikkeld door 3M en is in verschillende soorten te krijgen. De vloeistof wordt onder andere gebruikt in blusinstallaties voor kwetsbare apparaten en in banken, musea en ziekenhuizen. Volgens de ontwerpers is hun koeloplossing 80 tot 97 procent zuiniger dan een conventionele serverkoeling.

Het systeem dat de universiteit van Leeds heeft gebouwd, werkt op drie niveaus. Op het eerste niveau neemt de Novec direct warmte op van de componenten in de server. De warmte die wordt opgenomen, wordt vervolgens overgedragen aan een tweede systeem, dat gevuld is met gewoon water dat wordt rondgepompt. Het tweede systeem kan de warmte afstaan aan een derde systeem, dat 'grijs' water kan gebruiken. Grijs water kan bijvoorbeeld regen- of rivierwater zijn. De warmteopname van de Novec-vloeistof is zo goed, dat het grijze water een temperatuur van wel 50 graden Celsius kan krijgen. De onderzoekers hebben radiatoren op het derde circuit aangesloten om het lab waarin de server staat te verwarmen. Bij deze koelmethode verbruikt alleen de pomp die het water rondpompt energie. Volgens de universiteit kan het koelsysteem met slechts 80 watt aan energie, 20 kilowatt aan 'ict-gebruik' koelen.

Het energieverbruik en de koeling van servers vormen een groeiend probleem. Het wereldwijde energieverbruik door datacentra ligt volgens de universiteit op 31 gigawatt. Een deel daarvan kan toegeschreven worden aan airconditioning, waarmee luchtgekoelde serverruimtes op temperatuur worden gehouden. Er wordt al langer geëxperimenteerd met koeloplossingen die minder energie verbruiken. Intel experimenteerde bijvoorbeeld met het gebruik van minerale olie als koelvloeistof, terwijl het opschroeven van de maximale temperatuur in een serverruimte naar 37 graden ook veel energie bespaart.

Helaas!
De video die je probeert te bekijken is niet langer beschikbaar op Tweakers.net.

Reacties (48)

[Vincm]

Ik heb ook een keer een PC in een aquarium gemaakt, maar dan met (transparante) minerale olie. Helaas ben ik de foto's en vooral de filmpjes kwijt.

Het werd een beetje troep omdat de olie op een gegeven moment naar het laagste punt (de kabels die uit het aquarium hingen) werd getransporteerd. Als ik dat beter aan had gepakt, had ik het nog veel langer laten draaien. Daar zullen ze hier vast een sjieke oplossing voor hebben bedacht.

Afhankelijk van de viscositeit van de olie werkt dit eigenlijk heel goed: mijn PC in een aquarium met 15-20 liter minerale olie bleef koeler omdat de warmte veel sneller van de processor af werd geleid. De warme olie was dunner en verdunde uit zichzelf en onder invloed van de (langzaam) draaiende cpu-fan met de koele olie. De buitenkant van het aquarium werd pas na een paar uur intensief gebruik voelbaar warmer, maar door de natuurwetten nooit té warm.

Ik heb daarna voor de grap nog een 360mm radiator eraan gekoppeld met 12v waterpompje die eveneens ondergedompeld was. Door 3 fans op de radiator te monteren was de koeling optimaal, maar omdat het doel een geluidsloze computer was (je kon alleen aan een ledje zien dat de computer aan was), heb ik dit vaak weggelaten.

Ik vraag me ook af hoe ze het doen met het verwisselen van servers als ze een heel rack willen koelen met de olie. Als je de olie kan vernevelen door de servers heen en deze olie op de bodem van het rack weer opvangt, kan je hier een mooi circuit van maken

[Reactie gewijzigd door Vincm op 24 juli 2024 09:59]

[svenvv2]

Daar hebben ze duikers voor

[Soldaatje]

Bron inclusief video: http://www.leeds.ac.uk/ne..._could_cut_internet_waste
Ok laat maar, zag het linkje niet meteen.

Eigenlijk vind ik de keuze van een smartphone niet zo logisch aangezien sommige best wel waterdicht zijn, had liever een compleet moederbord gezien ofzo.
En hoe zit het eigenlijk met gewone hardeschijven, die hebben toch een luchtlaagje nodig?

[Reactie gewijzigd door Soldaatje op 24 juli 2024 09:59]

[Anoniem: 436124]

Allemaal,

Leuke reacties. Het artikel gaat over de systemen van Iceotope. De oplossing is wel degelijk efficiënter dan welke andere koeltechniek dan ook. Het systeem bestaat uit een gemodificeerd rack met daarin zgn. Module centers. Ieder module center kan modules bevatten met maximaal 2 cpu's van AMD of intel. Eventueel kunnen ook modules geleverd worden met 1 of 2 firepro kaarten van AMD.

Doelgroep die de leverancier voor ogen heeft zijn HPC oplossingen. Het is in ieder geval een goed betaalbare oplossing.

Zelf ben ik distributeur van dit product voor de Benelux en Duitsland.

[Caelestis]

De oplossing is wel degelijk efficiënter dan welke andere koeltechniek dan ook.

Dit verhaaltje is gebaseerd op een 3 laags koel systeem en als je dus enigszins bekend bent met het algemene natuurkunde wet m.b.t. behoud van energie dan moet je ook wel snappen dat als laag 3 50 Celsius kan worden dat laag 2 net zo effectief is als laag 1.
In theorie kan het vloeistof misschien wel efficiënter werken dan andere oplossingen maar zolang er extra niveaus van toepassing zijn is dit hele verhaal niks anders dan een methode om warmte afdracht te verplaatsen niet om energie verbruik efficiënter te maken.

[Anoniem: 503335]

Lijkt op "gewoon" waterkoeling? Met weliswaar iets andere vloeistof.

[Reactie gewijzigd door Anoniem: 503335 op 24 juli 2024 09:59]

[_Piwi_]

Nee daar lijkt het niet op. Ik meen mij te herinneren dat een tijd geleden (en dan spreek ik over 1 tot 2 jaar terug) nog een demonstratievideo hier op tweakers stond waarin volledige racks in deze vloeistof werd gedompeld zonder dat er kortsluiting optrad.
De componenten die warmte genereren geven hun warmte direct af aan deze vloeistof. De vloeistof zelf wordt dan weer op temperatuur gehouden door dit 'grijze' water.

Innovatief idee moet ik zeggen. Ik zie dit in privé datacentrums en serverruimtes wel een succes worden (zoals amazon, google, facebook, etc.). Voor commerciële doeleinde wordt het denk ik wat lastiger.

Vraag mij wel af hoe zwaar deze vloeistof is gezien de vloerbelasting.

[nottofret]

Er zit nog een tweede lus met "schoon" water tussen ten behoeve van de levensduur van de pomp. Ik ga ervan uit dat het ongezuiverde "grijze" water buitenwater is.

edit: In hun opstelling is het een radiatorlus.

[Reactie gewijzigd door nottofret op 24 juli 2024 09:59]

[NEO256]

Daar ben ik het niet mee eens. Het is een niet geleidende vloeistof daar mee koelen ze waarschijnlijk de hele servers. Dus waarschijnlijk (kan het zo snel niet vinden in het artikel) dompelen ze de volledige server onder in de eerste vloeistof. Alleen vraag ik me af hoe makkelijk dat het vervolgens is onderhoud te plegen aan die apparaten.

Wat ik me afvraag is hoe moeilijk het is onderhoud te plegen aan deze machines. Dat is namelijk wat me het meest na stond van dat we Intel doet. Je trekt een druipende machine uit de olie en ga daar maar eens componenten aan staan te vervange. Dan nog niet te spreken over het feit dat ls je lichaams zouten in die vloeistof terecht komen dat het hele verhaal waarschijnlijk niet meer werkt (zout is geleiding).

[Reactie gewijzigd door NEO256 op 24 juli 2024 09:59]

[D0gtag]

Vroegah, deden ze nog wel is electronica (tv's) in gedestileerd water. (wat dus ook niet geleid), Eigenlijk het zelfde idee. Alleen zonder de nadelen van gedestileerd water. Denk hierbij aan langzaam oopbouwen van geleiding (zouten die in het water oplossen door de verschillende bronnen. Corrosie door het water.

En je moet een paar stalen ballen hebben om je pc te onderdompelen in gedestileerd water. Volgens mij moet je dan eerst alle componenten spoelen voordat je ze onder dompeld .

[bigbadbull]

Wat ik me afvraag is hoe moeilijk het is onderhoud te plegen aan deze machines. Dat is namelijk wat me het meest na stond van dat we Intel doet. Je trekt een druipende machine uit de olie en ga daar maar eens componenten aan staan te vervange. Dan nog niet te spreken over het feit dat ls je lichaams zouten in die vloeistof terecht komen dat het hele verhaal waarschijnlijk niet meer werkt (zout is geleiding).

Antwoord : niet !

Dit is ideaal voor de "container virtuele server installaties"
vul 1 container met servers en koel ze via deze oplossing, indien er een defect is schakel je de server uit en draai de toepassing verder op een nadere server. is een te groot deel van de container defect of te zwak, zet er een nieuwe in de plaats.
Als ik me niet vergis werkt het Microsoft Azure datacenters op deze manier.
Je kan deze zelfs on premis vragen, levertermijn was rond de 3 weken (volgens hun reclame)

[T.C]

Die zouten zullen alleen een probleem worden indien er ionen gevormd worden in de betreffende vloeistof.
In water zal dit altijd het geval zijn, maar in andere vloeistoffen hoeft dat niet altijd het geval te zijn.

De geleidbaarheid van zuiver zout is te verwaarlozen, pas wanneer de ionen gevormd worden zal er een hogere geleidbaarheid plaatsvinden.

[Nystran]

Nee hoor, lijkt meer op luchtkoeling, maar dan met een vloeistof.

Geen gepruts met buisjes, maar gewoon je hele PC in een frituurpan onderdompelen....

[PEPPI]

Het doet me inderdaad een beetje aan die mineraal-olie PC's denken.
Die heb ik ook altijd een keer willen bouwen.
http://www.pugetsystems.com/submerged.php#update4

[player-x]

Ze vergeten er alleen even bij te vermelden dat gebruikte koelvloeistof als het net zo duur is als het nu gangbare 3m fluorinert, 4~500 euro per liter kost.

Kan aan mij liggen maar dat gaat mij toch en denk ook voor veel servers even boven het IT budget.

Vind de olie oplossing van Intel veel praktischer.

[Ventieldopje]

Ligt er maar net aan, ik denk dat ze binnen een aantal jaar toch wel een groot deel terug kunnen verdienen, servers gebruiken enorm veel energie en stoten veel warmte af, niet voor niks dat datacenters bezig zijn om zuiniger te worden. Het scheelt gewoon heel veel na een aantal jaar

[partsineed]

Wel alles lezen he
Stond er gewoon als link bij.
http://store.steoil.com/mineral-oil-pc-kit/?sort=featured

[Reactie gewijzigd door partsineed op 24 juli 2024 09:59]

[dantalion]

ik heb zoon computer staan mooi aquarium en zonnebloem olie en gaan

[coller]

Klinkt goed, maar wat ik me dan afvraag is hoe het in verhouding staat tot conventionele waterkoeling.
Ik kan begrijpen dat het beter koelt dan lucht.

En als men water zou gebruiken ipv dit goedje, zou je dan dezelfde resultaten behalen?

[Anoniem: 303530]

Misschien is het wel water. Water geleid immers geen stroom...

[Anoniem: 502750]

Demi water geleid inderdaad geen stroom water uit de kraan echter wel door alle toegevoegde mineralen (dit is ook de reden dat water een smaakje heeft)

[418O2]

Dan wordt je verbruik 0, aangezien alles dan sluiting maakt

[Xatr0z]

Dompel jij je computer maar in water
Daarvoor heb je echt wat anders nodig. Maar gewoon frituurolie zal vast ook wel kunnen. Kun je gelijk je friet bakken in de gegenereerde warmte.

[Rafe]

Jup, zie nieuws: Tweakers.net Kookcursus, les 41: De chipbakkerij

[GadgetFrank]

Ik heb mijn game-pc een paar maanden geleden ook in de baby olie gedompeld....heerlijk rustig!
Na 14 uur gamen (verbruik van ongeveer 260W/h) is de temperatuur ongeveer 60 graden.

Meer info: OilPC

Ben er erg blij mee.

[Soldaatje]

Ziet er mooi uit!
Maar heb een vraag: waarom zit er nog een enorme koeler op de processor? Is dat nog nodig met olie?
Kan je niet alles fanless draaien?
En 60 graden, is dat passief zonder radiator? Is dat niet te hoog voor bepaalde componenten?

[Reactie gewijzigd door Soldaatje op 24 juli 2024 09:59]

[GadgetFrank]

De koeler zit er nog op omdat:
- ik te lui was om de standaard koeler er weer op te zetten
- deze koeler lekker veel oppervlakte heeft en daardoor gelijkmatiger de olie verwarmt

Het zou denk ik allemaal fanless kunnen draaien maar ik vond de langzaam draaiende fan met led visueel erg leuk; het oog wil ook wat.

Het aquarium is inderdaad volledig passief en zonder radiator. De temperatuur stabiliseert zich rond 60 graden. Er zit 36 liter olie in. De warmte wordt door het glas van het aquarium redelijk uitgestraald. Eventueel kan ik de voerklep nog open zetten hahahaha! Maar dat doe ik liever niet aangezien ik de olie niet wil contamineren met stof e.d.

De PC draait bij mij nooit 24/7. Max is echt wel 14 uur per dag als ik 's vrij ben en een hele dag games speel.

Een met minerale olie gekoelde PC is niet ideaal voor iedereen, maar voor mij wel

[Tricq]

Als het direct warmte overgeeft, betekend dit dan ook dat je geen heatsinks en dergelijke meer nodig hebt? Dan zou de besparing enorm zijn!

[kmsch]

Waarschijnlijk zul je nog wel een heatsink nodig hebben om de concentratie van de warmte te verspreiden over een groter oppervlak dan alleen de cpu zelf... Of je moet heule goede doorstroming hebben ofzo.

[Dobbelstein]

Dat dit spul niet geleidt zegt helemaal niets over de diëlektrische constante, die een cruciale rol speelt in het gigahertz gebied van processoren. Je creeert hierdoor tussen alle sporen en pinnen op het mobo condensatoren die de flanken van de binare data aantasten. Je zal m.i. toch je componenten van een stevige isolatie moeten voorzien wil het blijven werken in het hoge frequentie bereik, of het moet echt dipoolloos supermateriaal zijn.
Zie: http://nl.wikipedia.org/wiki/Permittiviteit

[Sir Isaac]

De naam fluorinert suggereert dat het om een teflon achtige olie gaat. Teflon heeft dielectrische constante van 2, (lucht 1). Ik denk dat het wel mee valt.

[GekkePrutser]

Uit het artikel:

Er wordt al langer geëxperimenteerd met koeloplossingen die minder energie verbruiken. Intel experimenteerde bijvoorbeeld met het gebruik van minerale olie als koelvloeistof, terwijl het opschroeven van de maximale temperatuur in een serverruimte naar 37 graden ook veel energie bespaart.

Bij dat laatste moet ik wel wat kanttekeningen zetten. Bij ons op het werk hebben we (wegens omstandigheden) in het weekend tegenwoordig ook te maken met hogere temperaturen van net onder de 40 graden, en we hebben sindsdien veel meer uitval van met name harde schijven. Dus echt een oplossing is dat niet (steeds nieuwe HDD's kopen kost ook geld en het maken ervan ook veel vervuiling).

[rdfeij]

Zij dat dan nog disken die al een paar jaar draaien of ook de nieuwere? Het valt mij namelijk op dat de temp specs langzaam maar zeker omhoog gaan van disken..

[GekkePrutser]

Alles bij ons is een paar jaar oud inderdaad. De vervangen schijven zijn nog niet opnieuw stuk gegaan voor zover ik weet.

[mux]

Het fundamentele probleem met immersion cooling is dat je:
- Serviceability en gebruiksgemak van de apparatuur veel brakker maakt
- de apparatuur 'besmet' met wat voor vloeistof je er ook voor gebruikt, en daardoor recycling en repurposing aanzienlijk moeilijker maakt.

Dit is waarschijnlijk niet de toekomst. Wellicht dat vloeistofkoeling wel interessant wordt, maar immersion cooling zeker niet.