Компьютер погруженный в жидкость

Иммерсионная жидкость. Какую выбрать для майнинга и почему

За последние несколько лет в мире появились десятки составов под маркой «самая лучшая жидкость для иммерсионного охлаждения». Чаще всего за громкими названиями скрываются вариации на тему разного рода масел: ПАОМа (базовое синтетическое полиальфаолефиновое масло), кремнийорганических масел (ПМС, ПДМС, ПЭС), фторкетонов и прочего. Какая жидкость лучше других подойдёт для иммерсионного охлаждения вычислительного оборудования.

Novec — это продукт американской промышленной химической корпорации 3M. Она подарила миру прозрачную ленту-скотч, магнитные аудиокассеты, а заодно и фторсодержащий хладагент Fluorinert. Последний регулярно подвергался критике из-за наличия озоноразрушающих веществ и косвенного влияния на глобальное потепление, поэтому в 1996 г. его сменила жидкость Novec, не обладающая недостатками предшественника.

Fluorinert-Novec действительно уникальная по многим показателям жидкость. Она прозрачная, негорючая (используется для тушения возгораний электроники), не имеет запаха, а также обладает разными точками кипения, отличными диэлектрическими свойствами и совместима с большинством компонентов вычислительного «железа». За последние годы 3M даже сумела создать Novec образ «специально доработанной для майнеров жидкости», что лишь усилило доверие к ней в сочетании со 120-летней историей существования самой компании.

Следует сказать, что в двухфазной и однофазной системах охлаждения майнингового оборудования Novec зарекомендовала себя с лучшей стороны. Чаще всего для двухфазной системы используют составы 7000, 7100 и 7200. Что примечательно, в двухфазной системе охлаждения можно использовать только фторуглеродные жидкости, заливать туда масло бессмысленно. У названных выше составов не самая высокая точка кипения, что коррелирует с рабочим температурным режимом элементов и эффективным теплообменом. За счёт естественного испарения, конденсации и охлаждения жидкости система не нуждается в насосах внутреннего контура, сложном и дорогом теплообменнике и некоторых иных элементах. Более подробно о принципе работы систем иммерсионного охлаждения на базе жидкости Novec вы можете прочитать в статье: Сравнение жидкостей Novec и Coolant — почему мы остановились на собственной разработке.

Однако двухфазная система охлаждения на базе Novec обладает целым рядом недостатков, которые делают её применение в домашнем майнинге практически невозможным, а в промышленном — сопряжённым с несоразмерными затратами на организацию такой системы. Во-первых, жидкость очень дорогая. Цена стартует в среднем от 130 USD/литр! Во-вторых, для использования Novec нужна абсолютно герметичная ёмкость с системой компенсации нарастающего давления. В конце концов погружаемое оборудование тоже нужно дорабатывать, что делает использование «двухфазки» гораздо более дорогостоящим. А стоимость конденсатора иногда превышает стоимость любого теплообменника.

Не лучше ситуация выглядит и при создании однофазной системы охлаждения на базе Novec 7300, 7500 или 7700. В этом случае конструкция фермы, конечно, упрощается, и погрузить в неё можно любое оборудование, но высокая летучесть всё равно требуют делать ёмкость максимально герметичной. При длительном использовании Novec склонна выкипать, а это значит, что её нужно постоянно приобретать дополнительно. К тому же нужно учитывать слишком много переменных, да и не исключено, что состав со временем разъедает некоторые элементы вычислительного оборудования.

Комментарии

• Mikhail Gostintsev 4 марта 2019 года, 07:27

Новость из каменного века. Это «сухая вода» основное применение в средствах пожаротушения

Alexey Smirnov 15 апреля 2019 года, 04:21

Дороговато сухой водой тушить будет)) Ну если сервера только.

Ну что же это за жидкость такая,которая кипит при 40 градусах по цельсию.

Что дальше?

С целью экономии воды, возможно изготовление трехконтурной системы охлаждения, в которой теплообменник крепится непосредственно на трубу магистрали холодной воды, и жидкость этой, промежуточной системы, прокачивается отдельной помпой. Весьма интересна возможность расположить между первым и вторым контуром полупроводниковый холодильник на эффекте Пельтье.

Применение подобных, прогрессивных решений, позволяет достигнуть рекордной производительности при полном отсутствии шума.

В связи с вышеизложенным, непонятна низкая активность производителей комплектующих по оснащению материнских плат, видеокарт и блоков питания системами водяного охлаждения. Крайне необходимой является разработка штуцера, конструкция которого позволит подключать компоненты без риска разлива теплоносителя.

Компьютер погруженный в жидкость

На Computex 2017 на стенде компании Gigabyte Technology желающие могли полюбоваться на работающий полочный компьютер высотой 2U, полностью залитый жидкостью. Это один из редких пока способов эффективного жидкостного охлаждения вычислительных систем. Он не нов, но по ряду причин пока не получил широкого распространения. В отличие от традиционных систем жидкостного охлаждения метод с погружением не боится протечек, так как уже полностью залит хладагентом (то, что мертво, умереть не может (ц)). Однако работа с оптическими каналами связи, к примеру, в погружённых системах требует полностью герметичных соединений, которые пока не стандартизированы.

Изображение с сайта http://www.expreview.com

В разработке Gigabyte для охлаждения платы с комплектующими используется «сухая» жидкость Novec компании 3M. Само собой — это диэлектрик, не пропускающий ток. Компания 3M достаточно давно выпускает Novec в разных модификациях. Например, для систем автоматического пожаротушения. Жидкость «вскипает» при нагреве свыше 45 градусов по Цельсию и быстро отводит тепло от компонентов. В дальнейшем газ создаёт давление и в виде конденсата снова возвращается в жидкую среду.

Изображение с сайта http://www.expreview.com

По словам разработчиков, для серверов с полным погружением в случае отвода тепла при использовании жидкости Novec комплексное потребление системы удаётся снизить на 97%. Ранее подобные системы представляла компания IBM и тоже с использованием этой жидкости компании 3M, но у неё показатели эффективности были чуть меньше — до 90% снижения потребления. Для сравнения, погружение серверов в масло (природный диэлектрик), с чего и начались эксперименты с полной заливкой компонентов, демонстрировало снижение потребления на уровне 50-60 %.