چرا هنگام خرید سرور HP باید به فناوری خنک‌سازی مایع DLC توجه کنیم؟

فهرست مطالب

مقدمه

در سال‌های اخیر، دیتاسنترها به هسته تپنده اقتصاد دیجیتال تبدیل شده‌اند. با این حال، افزایش روزافزون تقاضا برای محاسبات با عملکرد بالا (HPC)، هوش مصنوعی (AI) و تحلیل داده‌های عظیم، مصرف انرژی سرورها و به تبع آن، میزان گرمای تولیدی را به سطوحی رسانده که مدیریت آن از توان سیستم‌های سنتی خنک‌سازی هوا خارج است. نسل جدید پردازنده‌های Intel Xeon Scalable و AMD EPYC به همراه شتاب‌دهنده‌های قدرتمند GPU برای مدل‌های یادگیری عمیق (Deep Learning)، به ازای هر واحد رک (Rack Unit) گرمای بی‌سابقه‌ای تولید می‌کنند که این امر نیاز به یک راه‌حل خنک‌سازی انقلابی را برجسته می‌سازد.

Hewlett Packard Enterprise (HPE)، به عنوان یکی از پیشگامان صنعت سرور، با معرفی قابلیت‌های خنک‌سازی مستقیم با مایع (Direct Liquid Cooling – DLC) در نسل‌های جدید سرورهای خود، به‌ویژه سری HPE ProLiant Gen12، پاسخی جامع و کارآمد به چالش حرارتی دیتاسنترهای مدرن داده است. این فناوری نه تنها بهینگی عملکرد را در بارهای کاری شدید تضمین می‌کند، بلکه پتانسیل کاهش ۶۵ درصدی مصرف انرژی مرتبط با خنک‌سازی را داراست؛ یک مزیت کلیدی برای هر سازمانی که به دنبال خرید سرور hp با رویکرد پایداری و کاهش هزینه‌های عملیاتی است.

۱. تفاوت ماهوی: چرا DLC کارآمدتر از هوا است؟

برای درک اهمیت DLC، لازم است تفاوت بنیادین آن با خنک‌سازی سنتی هوا را بررسی کنیم.

۱.۱. ناکارآمدی خنک‌سازی هوا

در دیتاسنترهای هوا-خنک، هوای سرد باید به محفظه‌های داغ سرورها (Hot Aisles) دمیده شود. این فرآیند چند مرحله‌ای، شامل چیلرها، واحد‌های جابجایی هوا (CRAC/CRAH)، فن‌های سرور و موانع فیزیکی متعدد است. تنها حدود ۱ تا ۲ درصد از حجم هوای دیتاسنتر به‌طور موثر با سطح داغ پردازنده تماس پیدا می‌کند و تنها حدود ۰.۱ درصد از ظرفیت دفع گرما توسط هوا مورد استفاده قرار می‌گیرد. به همین دلیل، نسبت PUE (Power Usage Effectiveness) که معیاری برای اندازه‌گیری بهره‌وری مصرف انرژی دیتاسنتر است، معمولاً بین ۱.۵ تا ۲.۰ قرار دارد؛ به این معنی که برای هر وات برق مصرفی توسط تجهیزات IT، نیم تا یک وات نیز صرف خنک‌سازی می‌شود.

۱.۲. مکانیسم عمل خنک‌سازی مایع (DLC)

آب یا سیالات دی‌الکتریک دارای ظرفیت گرمایی ویژه (Specific Heat Capacity) به مراتب بالاتری نسبت به هوا هستند. آب، حدود ۴ برابر بیشتر از هوا، ظرفیت انتقال گرما را دارد و همچنین چگالی آن بیش از ۸۰۰ برابر هوا است.

در سیستم‌های DLC، یک حلقه بسته از لوله‌های حامل مایع مستقیماً بر روی اجزای با تولید حرارت بالا (مانند CPU، GPU، تراشه‌های حافظه) قرار می‌گیرد. مایع، گرما را به شکل کارآمدتری جذب کرده و از طریق یک سیستم لوله‌کشی به واحد توزیع خنک‌سازی (CDU – Cooling Distribution Unit) خارج از رک منتقل می‌کند. این سیستم‌ها به دلیل تماس مستقیم، توانایی دفع حرارت تا ۱۰ برابر بیشتر از خنک‌سازی هوا را دارند.

۲. HPE ProLiant Gen12 و معماری DLC

HPE خنک‌سازی مایع را به عنوان یک راهکار کاملاً یکپارچه و قابل ارتقا برای سرورهای نسل ۱۲ خود ارائه داده است. این یکپارچگی برای مشتریانی که قصد خرید سرور hp دارند، به معنای عدم نیاز به تغییرات گسترده در خود سرور، بلکه فقط افزودن کیت‌های تخصصی DLC است.

۲.۱. اجزای کلیدی سیستم HPE DLC

پلیت‌های سرد (Cold Plates): این مبدل‌های حرارتی نازک مستقیماً روی CPUها، GPUها و گاهی ماژول‌های حافظه قرار می‌گیرند و وظیفه جذب مستقیم گرما را بر عهده دارند.
لوله‌کشی داخل رک و کوپلرهای سریع (Quick Connects): مایع از طریق این لوله‌کشی‌ها به بیرون سرور و سپس به پشت رک منتقل می‌شود. استفاده از کوپلرهای سریع به پرسنل IT اجازه می‌دهد تا بدون نگرانی از نشتی، سرور را برای تعمیر و نگهداری از رک خارج کنند.
واحد توزیع خنک‌سازی (CDU): مغز متفکر سیستم. CDU وظیفه اصلی مدیریت فشار، دما و جریان مایع در سراسر رک‌ها را بر عهده دارد. این واحد به‌عنوان یک رابط بین حلقه خنک‌سازی داخلی سرور و سیستم آب خنک‌کننده اصلی دیتاسنتر (Chilled Water Loop) عمل می‌کند.

۲.۲. مدل‌های هدف DLC

قابلیت DLC در مدل‌های سرور HPE ProLiant Gen12 با تمرکز بر بارهای کاری با چگالی بالا ارائه شده است:

DL360 و DL380 Gen12: سرورهای رکمونت ۲ یونیته و ۱ یونیته که پایه اصلی محاسبات سازمانی هستند و با پشتیبانی از پردازنده‌های Intel Xeon 6 و AMD EPYC، گرمای زیادی تولید می‌کنند.
سرورهای شتاب‌دهنده AI (مانند DL380a): این مدل‌ها که میزبان چندین شتاب‌دهنده GPU هستند، بدون DLC عملاً نمی‌توانند در حداکثر ظرفیت حرارتی (TDP) کار کنند.

این مقاله را حتما بخوانید

مقایسه سرورهای Dell و HPE

۳. مزایای متحول‌کننده DLC: کاهش هزینه‌ها و پایداری

مزایای پیاده‌سازی DLC فراتر از صرفاً خنک کردن یک تراشه است و بر کل چرخه حیات دیتاسنتر تأثیر می‌گذارد.

۳.۱. بهینه‌سازی انرژی و هزینه‌های عملیاتی (OPEX)

کاهش ۶۵ درصدی مصرف انرژی ناشی از حذف یا کاهش شدید استفاده از سیستم‌های گران‌قیمت تهویه مطبوع است. سیستم‌های CDU به‌طور قابل ملاحظه‌ای انرژی کمتری نسبت به CRAC/CRAH‌ها مصرف می‌کنند.

بهبود PUE: PUE دیتاسنترهای مجهز به DLC می‌تواند به نزدیکی ۱.۱ برسد. این بدان معناست که تنها ۱۰ درصد از کل انرژی برای زیرساخت غیر IT استفاده می‌شود، یک دستاورد بزرگ در پایداری و کاهش هزینه‌های برق.
بازگشت سرمایه (ROI) سریع‌تر: با وجود هزینه اولیه بالاتر، صرفه‌جویی در هزینه‌های برق در طول عمر ۵ تا ۷ ساله سرور، ROI را به میزان قابل توجهی تسریع می‌بخشد.

۳.۲. عملکرد بی‌وقفه و افزایش چگالی

گرمای کمتر به معنای عملکرد بیشتر است. خنک‌سازی مایع به سرور اجازه می‌دهد تا در دماهای پایین‌تر و پایدارتر کار کند.

حداکثر استفاده از پردازنده‌ها: تراشه‌ها دیگر دچار تروتلینگ حرارتی (Thermal Throttling) نمی‌شوند و می‌توانند برای مدت طولانی در بالاترین فرکانس بوست (Boost Frequency) خود باقی بمانند؛ حیاتی برای آموزش مدل‌های AI.
چگالی بالا: با حذف نیاز به فضاهای سرد و گرم (Cold/Hot Aisles) و جریان هوای زیاد، می‌توان تا سه برابر سرورهای دارای توان حرارتی بالا را در یک ردپای (Footprint) فیزیکی مشخص جای داد.

۳.۳. پایداری و آینده‌نگری (Sustainability)

در زمینه IT سبز و کاهش ردپای کربنی، DLC یک عامل کلیدی است. کاهش مصرف انرژی به صورت مستقیم آلودگی کربنی دیتاسنتر را کاهش می‌دهد. علاوه بر این، دمای خروجی مایع در سیستم‌های DLC معمولاً بالاتر از خنک‌سازی هوا است، که این امر فرصت‌هایی را برای بازیافت گرما (Heat Reuse) در گرمایش ساختمان‌ها یا فرآیندهای صنعتی فراهم می‌کند و باعث افزایش پایداری کل عملیات می‌شود.

۴. چالش‌های پیاده‌سازی و ملاحظات اقتصادی برای خرید سرور HP

تصمیم برای مهاجرت به DLC یک تعهد بزرگ است و مدیران IT هنگام خرید سرور hp باید چالش‌های زیر را در نظر بگیرند:

۴.۱. سرمایه‌گذاری اولیه و زیرساخت (CAPEX)

هزینه اولیه برای زیرساخت DLC (شامل CDU، لوله‌کشی، پمپ‌ها و تجهیزات تبادل حرارت) نسبت به راه‌اندازی سنتی هوا-خنک بیشتر است. سازمان باید آمادگی سرمایه‌گذاری بیشتر برای نصب این تجهیزات جدید را داشته باشد. همچنین، اگر دیتاسنتر قدیمی باشد، ممکن است نیاز به اصلاح ساختاری برای نصب لوله‌کشی داشته باشد.

۴.۲. مدیریت و نگهداری تخصصی

نگهداری سیستم‌های مایع نیازمند تخصص فنی متفاوت نسبت به نگهداری HVAC است. پرسنل باید آموزش‌های لازم در مورد مدیریت سیالات، کنترل فشار و تشخیص نشتی احتمالی را ببینند. با این حال، HPE با طراحی کوپلرهای ضد نشت (Non-Drip Couplers)، خطر نشتی هنگام سرویس‌دهی به سرور را به حداقل رسانده است.

۴.۳. مقیاس‌پذیری و انعطاف‌پذیری

DLC در مقیاس‌های کوچک‌تر، از نظر اقتصادی توجیه‌پذیر نیست و بیشتر برای بارهای کاری با چگالی توان بالا (مانند بیش از ۲۵ کیلووات در هر رک) مناسب است. سازمان‌هایی که ترکیبی از بارهای کاری قدیمی‌تر و جدیدتر را دارند، معمولاً از یک رویکرد خنک‌سازی ترکیبی (Hybrid Cooling) استفاده می‌کنند: DLC برای بارهای کاری شدید و هوا برای بارهای کاری سنتی‌تر.

۵. نتیجه‌گیری: آینده محاسبات با HPE DLC

خنک‌سازی مستقیم با مایع (DLC) در سرورهای HPE ProLiant Gen12 یک تحول زیرساختی است، نه صرفاً یک ارتقاء سخت‌افزاری. در دنیایی که کارایی محاسبات توسط محدودیت‌های حرارتی تعریف می‌شود، DLC امکان می‌دهد تا از حداکثر توان پردازنده‌های نسل جدید استفاده شود و بارهای کاری AI و HPC را با بیشترین بازدهی اجرا کند.

برای هر سازمانی که به دنبال خرید سرور فیزیکی hp است و قصد دارد زیرساخت خود را برای دهه آینده آماده سازد، ارزیابی فناوری DLC یک امر ضروری است. این فناوری با تضمین کاهش ۶۵ درصدی در مصرف انرژی خنک‌سازی، نه تنها یک راهکار فنی برای مدیریت حرارت، بلکه یک استراتژی اقتصادی و زیست‌محیطی برای ساخت دیتاسنترهای پایدارتر، متراکم‌تر و پرقدرت‌تر است. پذیرش DLC امروز، به معنای پیشگامی در فناوری‌های دیتاسنتر فردا است.