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Microsoft plonge les serveurs dans un liquide bouillant pour les refroidir

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Microsoft explore depuis quelques années des moyens innovants de refroidir ses serveurs de centre de données. Dans le passé, la société a déjà fait des vagues pour le refroidissement de son centre de données offshore à l’aide d’eau de mer via son projet Natick. Maintenant, il présente une solution de refroidissement liquide à deux phases qui, selon lui, permet des densités de serveur encore plus élevées.

La nouveau système utilise un fluide de refroidissement non conducteur. Microsoft ne l’identifie pas précisément, mais il ressemble au Novec 1230 de 3M, avec un point d’ébullition très bas autour de 122F (Novec 1230 bout à 120,6F). L’ébullition du liquide de refroidissement crée un nuage de vapeur qui monte et entre en contact avec un condenseur refroidi au sommet du couvercle du réservoir. Le liquide retombe ensuite dans le châssis du serveur en boucle fermée, réapprovisionnant les systèmes en liquide de refroidissement fraîchement refroidi. La chaleur est également transférée du réservoir du serveur vers un refroidisseur à sec à l’extérieur de l’enceinte et y est également dissipée. Le refroidissement par immersion fonctionne car le contact direct avec un fluide non conducteur offre une bien meilleure dissipation thermique qu’un refroidisseur d’air conventionnel.

« Nous sommes le premier fournisseur de cloud à exécuter un refroidissement par immersion en deux phases dans un environnement de production », a déclaré Husam Alissa, ingénieur matériel principal de l’équipe Microsoft pour le développement avancé du centre de données à Redmond, Washington.

Ioannis Manousakis, un développeur de logiciels principal pour Azure, est montré en train de retirer un serveur Xeon de son bain. Photo de Gene Twedt pour Microsoft.

Le billet de blog de Microsoft décrit la croissance du refroidissement par immersion comme une bonne chose, soulignant le fait qu’il peut réduire la consommation d’énergie du serveur de 5 à 15 %. La société note que l’exécution du refroidissement par immersion lui permet de diriger les charges de travail en rafale vers ces serveurs spécifiques, car elle peut les overclocker afin de répondre plus rapidement aux demandes.

L’expérience Project Natick de Microsoft a prouvé que pomper un module de centre de données avec de l’azote et le laisser tomber dans l’eau peut être très utile, les serveurs submergés subissant 1/8 du taux de défaillance des serveurs répliques sur terre. Le manque d’humidité et d’oxygène serait responsable de la fiabilité sous-marine supérieure. Ce système devrait bénéficier d’avantages similaires. La société envisage de déployer des centres de données pour une faible latence, des performances élevées et des besoins de maintenance minimaux si ce système de refroidissement liquide s’avère durable.

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Le billet de blog de Microsoft affirme que l’adoption du refroidissement par immersion permet aux centres de données de suivre leur propre «loi de Moore», car le changement réduira la consommation d’énergie et permettra d’augmenter la densité des serveurs, mais cela semble un peu exagéré. La raison pour laquelle les entreprises évaluent des fonctionnalités telles que le refroidissement par immersion est que les processeurs et les GPU ont désormais du mal à fournir des performances plus élevées sans consommer des quantités d’énergie toujours plus importantes. Les processeurs peuvent désormais atteindre 300 W au niveau du socket tandis que les GPU évoluent jusqu’à 700 W dans le centre de données. Les processeurs continuent de devenir plus efficaces, mais l’augmentation du nombre de cœurs et les capacités supplémentaires sur puce augmentent leur consommation d’énergie absolue, même avec ces gains.

Une question intéressante est de savoir si nous verrons un jour le refroidissement par immersion arriver sur le marché grand public. Les technologies qui font leurs débuts dans les centres de données évoluent souvent vers l’informatique personnelle au fil du temps, mais la création d’un kit de rechange abordable pour un utilisateur à domicile pour s’attaquer à ce type de refroidissement est une tâche difficile. Ce type de solution de refroidissement ne serait jamais bon marché, mais il pourrait y avoir un marché pour cela dans les PC de jeu en boutique et les stations de travail haut de gamme.

Image caractéristique par Gene Twedt pour Microsoft.

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