راهکارهای خنک‌سازی مایع برای سرورهای HPE ProLiant: پاسخ به نیازهای آینده مراکز داده

مقدمه: ضرورت تحول در خنک‌سازی مراکز داده با راهکارهای مایع HPE

در عصر تحول دیجیتال و انفجار داده، سازمان‌ها با نیاز روزافزون به توان پردازشی بالا و پردازش بلادرنگ حجم عظیمی از داده‌ها مواجه‌اند. این روند، به‌ویژه با توسعه فناوری‌هایی مانند هوش مصنوعی (AI)، یادگیری ماشین (ML)، کلان‌داده (Big Data) و پردازش‌های گرافیکی پیشرفته (GPU-based computing)، زیرساخت‌های فناوری اطلاعات را به سمت استفاده از سرورهایی با توان پردازشی بسیار بالا سوق داده است. چنین سرورهایی اغلب از پردازنده‌هایی با توان مصرفی حرارتی (TDP) بالا استفاده می‌کنند که گرمای قابل توجهی تولید می‌نمایند.

در این شرایط، سیستم‌های خنک‌سازی سنتی مبتنی بر هوا دیگر پاسخگوی نیازهای حرارتی این نسل جدید از سرورها نیستند. خنک‌سازی ناکارآمد نه تنها منجر به کاهش عملکرد و بهره‌وری سخت‌افزار می‌شود، بلکه هزینه‌های انرژی و نگهداری مرکز داده را نیز به‌شدت افزایش می‌دهد. در پاسخ به این چالش مهم، شرکت Hewlett Packard Enterprise (HPE) با طراحی و عرضه راهکارهای نوآورانه خنک‌سازی مایع برای سرورهای سری ProLiant، گامی مؤثر در جهت بهینه‌سازی عملکرد، افزایش تراکم سرورها در رک، و کاهش چشمگیر مصرف انرژی برداشته است.

در مرکز تخصصی فروش و پشتیبانی سرورهای HPE در ایران، شبکه گستران یاقوت سرخ، ما با درک عمیق از نیازهای بازار و فناوری‌های نوین، راهکارهای خنک‌سازی مایع HPE را به‌عنوان پاسخی حرفه‌ای و آینده‌نگر به سازمان‌ها و مراکز داده پیشرو معرفی می‌کنیم. این راهکارها شامل دو فناوری «خنک‌سازی مایع حلقه بسته (Closed-loop)» و «خنک‌سازی مستقیم مایع (Direct Liquid Cooling)» هستند که به‌صورت اختصاصی برای مدل‌های منتخب سرورهای ProLiant طراحی شده‌اند.

Liquid cooling solutions for HPE ProLiant Compute servers

بحران خنک‌سازی در افق فناوری اطلاعات و مراکز داده مدرن

با افزایش بی‌سابقه نیاز به توان پردازشی در زیرساخت‌های فناوری اطلاعات، به‌ویژه در حوزه‌هایی مانند هوش مصنوعی (AI)، یادگیری ماشین (ML)، پردازش‌های بلادرنگ و تحلیل‌های حجیم داده (Big Data Analytics)، نسل جدید پردازنده‌ها (CPU) و پردازشگرهای گرافیکی (GPU) با توان مصرفی بسیار بالا وارد بازار شده‌اند. در حالی که توان حرارتی پردازنده‌ها در نسل‌های گذشته معمولاً در محدوده ۱۰۰ تا ۲۰۰ وات بود، پیش‌بینی می‌شود این مقدار در نسل‌های آینده به بیش از ۵۰۰ وات برسد. برخی گزارش‌ها حتی از طراحی پردازنده‌هایی با توان ۶۰۰ وات تا سال ۲۰۲۵ خبر می‌دهند.

در کنار این افزایش توان مصرفی، ظهور فناوری‌های نوینی مانند تراشه‌های سه‌بعدی (3D Silicon) یا چندلایه که لایه‌های سیلیکونی را به‌صورت عمودی بر روی یکدیگر قرار می‌دهند، چالش‌های مضاعفی برای سیستم‌های خنک‌سازی سنتی ایجاد کرده‌اند. در ساختار تراشه‌های 3D، لایه‌های زیرین به دلیل عدم دسترسی مستقیم به جریان هوا، به سختی خنک می‌شوند که این موضوع احتمال بروز نقاط داغ (hotspots) و آسیب‌های حرارتی را به شدت افزایش می‌دهد.

در پاسخ به این چالش‌ها، بسیاری از تولیدکنندگان مجبور شده‌اند از هیت‌سینک‌های بسیار حجیم، فن‌های با سرعت بالا و طراحی‌های فیزیکی بزرگ‌تر برای سرورها استفاده کنند. نتیجه این راه‌حل‌های سنتی، افزایش ابعاد رک‌ها، کاهش تراکم سرور در هر یونیت، افزایش سر و صدای مراکز داده، و بالا رفتن شدید هزینه‌های مصرف انرژی است؛ مسائلی که در مقیاس‌های بزرگ، پایداری مالی و زیست‌محیطی سازمان‌ها را به خطر می‌اندازند.

در چنین شرایطی، سیستم‌های خنک‌سازی مایع (Liquid Cooling) به‌عنوان یک راهکار پیشرو و مؤثر برای مقابله با بحران خنک‌سازی در نسل‌های جدید سرور و تجهیزات دیتاسنتر، به سرعت در حال گسترش هستند. شرکت Hewlett Packard Enterprise نیز با معرفی فناوری‌های خنک‌سازی مایع اختصاصی برای سرورهای ProLiant، راه را برای بهره‌برداری پایدار و بهینه از پردازنده‌های پرتوان هموار کرده است.

در شرکت شبکه گستران یاقوت سرخ، ما به‌عنوان نماینده تخصصی فروش و پشتیبانی سرورهای HPE در ایران، این تحولات را به‌دقت دنبال کرده و راهکارهای نوین خنک‌سازی مایع را در اختیار مشتریان سازمانی، مراکز داده، و ارائه‌دهندگان خدمات ابری قرار می‌دهیم.

روند صعودی مصرف انرژی در مراکز داده و نقش راهکارهای خنک‌سازی هوشمند

در دهه‌های گذشته، با وجود رشد مستمر بارهای پردازشی، تلاش برای بهینه‌سازی مصرف انرژی در مراکز داده منجر به ثبات نسبی در میزان مصرف برق شده بود. با این حال، از سال ۲۰۱۸ به بعد، با ورود حجم عظیمی از داده‌ها، افزایش نیاز به پردازش‌های سنگین و گسترش سریع فناوری‌هایی همچون هوش مصنوعی (AI)، کلان‌داده (Big Data) و خدمات ابری (Cloud Computing)، مصرف انرژی مراکز داده به‌طور چشمگیری افزایش یافته است.

براساس آخرین گزارش Berkeley Lab، مصرف برق مراکز داده در ایالات متحده از حدود ۷۶ تراوات ساعت در سال ۲۰۱۸، به بیش از ۱۷۶ تراوات ساعت در سال ۲۰۲۳ رسیده که معادل ۴.۴ درصد از کل مصرف برق این کشور است. روندی که تنها در حال شتاب‌گیری است. پیش‌بینی‌ها نشان می‌دهد که با حفظ این روند، مصرف انرژی مراکز داده تا سال ۲۰۲۸ به رقمی بین ۳۲۵ تا ۵۸۰ تراوات ساعت خواهد رسید؛ یعنی چیزی بین ۶.۷ تا ۱۲ درصد کل مصرف برق ایالات متحده.

مقایسه air cooling و liquid cooling

مزایای خنک‌سازی مایع در مقابل خنک‌سازی هوا

در مقایسه با سیستم‌های خنک‌سازی سنتی مبتنی بر هوا، فناوری خنک‌سازی مایع در سرورهای مدرن به‌ویژه در مدل‌های HPE ProLiant، مزایای متعددی از نظر فنی، عملکردی و اقتصادی ارائه می‌دهد. خنک‌سازی مایع با انتقال مستقیم گرما از سطح پردازنده و سایر مؤلفه‌های کلیدی، امکان حفظ دمای عملیاتی پایین‌تر و پایدارتر را فراهم می‌سازد؛ امری که به‌ویژه در پردازش‌های سنگین و مداوم بسیار حیاتی است. این فناوری موجب افزایش توان عملیاتی پردازنده‌ها در حالت توربو، تراکم بیشتر سرورها در رک، کاهش نیاز به فن‌های پرمصرف و در نهایت صرفه‌جویی قابل توجه در مصرف انرژی می‌شود. همچنین، در مقیاس مراکز داده بزرگ، استفاده از خنک‌سازی مایع می‌تواند بیش از ۸۰٪ هزینه‌های سرمایشی سالانه را کاهش داده و به‌طور مستقیم منجر به کاهش انتشار دی‌اکسیدکربن و بهبود عملکرد زیست‌محیطی زیرساخت‌های فناوری اطلاعات گردد. این مزایا باعث شده خنک‌سازی مایع به انتخابی راهبردی برای سازمان‌هایی تبدیل شود که به دنبال بهره‌وری بیشتر، کاهش هزینه و پایداری بلندمدت در مراکز داده خود هستند.

این افزایش چشمگیر نه‌تنها فشار مضاعفی بر منابع انرژی وارد می‌کند، بلکه بر هزینه‌های عملیاتی، تأثیرات زیست‌محیطی و پایداری زیرساخت‌های فناوری اطلاعات نیز اثر منفی خواهد داشت. در چنین شرایطی، انتخاب فناوری‌های خنک‌سازی کم‌مصرف و پایدار دیگر یک مزیت نیست، بلکه ضرورتی استراتژیک برای آینده مراکز داده مدرن به شمار می‌آید.

شرکت Hewlett Packard Enterprise با درک دقیق این روند جهانی، سرمایه‌گذاری گسترده‌ای در توسعه راهکارهای خنک‌سازی مایع انجام داده است که به‌طور خاص برای سرورهای پرتوان سری HPE ProLiant طراحی شده‌اند. این راهکارها با کاهش چشمگیر مصرف برق در فرآیند خنک‌سازی، نه‌تنها هزینه‌های عملیاتی را کاهش می‌دهند بلکه به کاهش انتشار کربن در مقیاس کلان نیز کمک می‌کنند.

در شبکه گستران یاقوت سرخ، ما همگام با این تحولات، راهکارهای نوآورانه HPE در حوزه خنک‌سازی مایع را به‌صورت تخصصی ارائه می‌دهیم تا مشتریان ما بتوانند ضمن بهره‌مندی از جدیدترین فناوری‌های پردازشی، پایداری انرژی و عملکرد بهینه زیرساخت‌های خود را نیز تضمین کنند.

پیشبینی در مورد استفاه از liquid cooling تا سال 2028

معرفی راهکارهای خنک‌سازی مایع HPE برای سرورهای نسل جدید ProLiant

در پاسخ به نیازهای پردازشی سنگین و گرمای تولیدشده توسط پردازنده‌های پرمصرف نسل جدید، شرکت Hewlett Packard Enterprise دو راهکار تخصصی و نوآورانه در حوزه خنک‌سازی مایع برای سرورهای سری ProLiant توسعه داده است: سیستم خنک‌سازی مایع حلقه بسته (Closed-Loop Liquid Cooling) و سیستم خنک‌سازی مستقیم مایع (Direct Liquid Cooling – DLC). این فناوری‌ها، راهکارهایی مهندسی‌شده، پایدار و بهینه‌سازی‌شده برای مراکز داده مدرن هستند که عملکرد، بهره‌وری انرژی و چگالی پردازشی بالا را هم‌زمان در اختیار مشتریان قرار می‌دهند.

۱. سیستم خنک‌سازی مایع حلقه بسته (Closed-Loop Liquid Cooling)

سیستم خنک‌سازی مایع حلقه بسته یک راهکار کاملاً مجتمع و مستقل درون شاسی سرور است که مشابه سیستم خنک‌سازی موتور خودرو عمل می‌کند. این سیستم برای سرورهایی با پردازنده‌هایی با توان حرارتی بالا طراحی شده و بدون نیاز به زیرساخت‌های خارجی، به‌صورت محلی گرمای تولیدشده را جذب و دفع می‌کند.

• مدل‌های پشتیبانی‌شده: HPE ProLiant DL320، DL325، DL360، DL560
• اجزای اصلی:
  • پلیت‌های سرد (Cold Plate) متصل به پردازنده
  • پمپ و لوله‌های جریان مایع
  • رادیاتور داخلی و فن‌های ویژه گردش هوا
• مزایا:
  • کاملاً خودکفا و مناسب برای رک‌های استاندارد
  • ایده‌آل برای محیط‌هایی که ارتقاء زیرساخت Facility Cooling در دسترس نیست
  • طراحی شده برای پردازنده‌های با توان مصرفی بالا (High TDP)
  • کاهش صدای عملیاتی نسبت به سیستم‌های تمام‌هوا

در این سیستم، مایع خنک‌کننده به‌طور مستقیم از طریق پلیت‌های فلزی گرما را از سطح پردازنده دریافت کرده و سپس از طریق رادیاتور داخلی که توسط فن‌ها خنک می‌شود، گرما به محیط دفع می‌گردد.

۲. سیستم خنک‌سازی مستقیم مایع (Direct Liquid Cooling – DLC)

Direct Liquid Cooling راهکاری پیشرفته و زیرساخت‌محور است که خنک‌سازی مؤلفه‌های کلیدی مانند CPU را به‌صورت مستقیم با استفاده از جریان مایع کنترل‌شده انجام می‌دهد. این سیستم عملکردی بسیار کارآمدتر نسبت به خنک‌سازی هوا دارد و به‌طور خاص برای مراکز داده با تراکم پردازشی بالا و اهداف پایداری انرژی طراحی شده است.

• مدل‌های پشتیبانی‌شده: HPE ProLiant DL365، DL385، DL360، DL380، DL380a
• ویژگی‌های فنی:
  • استفاده از پلیت‌های سرد مستقیم روی CPU و قطعات پرمصرف
  • گردش مایع در یک مدار ایزوله بین سرور و واحد خنک‌کننده مرکزی (CDU)
  • انتقال گرما با کارایی بالا به خارج از رک
• مزایا:
  • کاهش چشمگیر نسبت انرژی مصرفی به توان پردازشی (PUE)
  • خنک‌سازی پایدار حتی در بارکاری‌های سنگین و مداوم
  • مناسب برای استفاده در محیط‌های HPC و دیتاسنترهای بزرگ
  • صرفه‌جویی عملیاتی تا بیش از ۲ میلیون دلار در سال به ازای هر ۱۰,۰۰۰ سرور
  • کاهش تولید دی‌اکسیدکربن تا بیش از ۱۷ میلیون پوند در سال

DLC از مایعی ویژه برای انتقال مستقیم گرما استفاده می‌کند که در تماس مستقیم با سطوح داغ سرور بوده و از طریق مبدل حرارتی به سیستم Facility Cooling منتقل می‌شود. این روش در مقایسه با خنک‌سازی هوا تا ۵ برابر کاهش هزینه مصرف برق را برای مراکز داده به همراه دارد.

گارانتی یاقوت سرخ

جمع‌بندی

با توجه به رشد روزافزون توان پردازشی تجهیزات دیتاسنتر و هم‌زمان افزایش چگالی حرارتی در سرورهای مدرن، سیستم‌های سنتی خنک‌سازی مبتنی بر هوا دیگر پاسخگوی الزامات عملکردی، پایداری انرژی و مدیریت هزینه‌ها در مقیاس وسیع نیستند. خنک‌سازی مایع (Liquid Cooling) اکنون به‌عنوان یک فناوری بالغ، مطمئن و مقرون‌به‌صرفه، جایگاه خود را به‌عنوان راهکاری آینده‌نگرانه و راهبردی در زیرساخت‌های نسل جدید فناوری اطلاعات تثبیت کرده است.

شرکت Hewlett Packard Enterprise با درک عمیق از نیازهای عملیاتی مراکز داده مدرن، دو راهکار ساختاریافته و نوآورانه را برای خنک‌سازی سرورهای سری HPE ProLiant توسعه داده است:

• سیستم خنک‌سازی مایع حلقه بسته (Closed-loop): راهکاری مجتمع و مستقل برای پردازنده‌های با توان حرارتی بالا، بدون نیاز به تغییر در زیرساخت سرمایشی دیتاسنتر.
• سیستم خنک‌سازی مستقیم مایع (Direct Liquid Cooling – DLC): مناسب برای رک‌های با چگالی بالا و بارهای پردازشی سنگین، با کاهش چشمگیر مصرف برق و افزایش بهره‌وری انرژی.

این تنوع راهکار به سازمان‌ها این امکان را می‌دهد تا بر اساس نوع بارکاری، محدودیت‌های زیرساختی، و اهداف بهره‌وری انرژی، سیستم خنک‌سازی بهینه و متناسب را انتخاب کنند. کاهش هزینه‌های عملیاتی، افزایش عمر مفید قطعات، پایداری دمایی در بارهای مداوم و کاهش ردپای کربن از جمله مزایای کلیدی این راهکارها است.

در شرکت شبکه گستران یاقوت سرخ، به‌عنوان مرکز تخصصی فروش و پشتیبانی سرورهای HPE در ایران، ما متعهد به ارائه جدیدترین فناوری‌های خنک‌سازی، مشاوره فنی دقیق، و پشتیبانی پس از فروش معتبر برای مراکز داده سازمانی، شرکت‌های فناوری و زیرساخت‌های ابری هستیم. مشتریان می‌توانند با بهره‌گیری از دانش فنی تیم متخصص ما، راهکاری سفارشی‌سازی‌شده و هم‌راستا با نیازهای عملیاتی خود انتخاب نمایند.