Содержание:
ЦОДы нажили проблем
Новые серверные процессоры Intel и AMD могут создать массу неприятностей владельцем центров обработки данных, если те захотят перейти к их использованию. Как пишет The Register со ссылкой на Uptime Institute, инфраструктура многих современных ЦОДов банально не рассчитана на такие процессоры, и дело вовсе не в том, что эти центры устарели, а в том, что AMD и Intel создали настоящих рекордсменов по объемам потребляемой энергии и выделяемого тепла.
В частности, упоминаются новые Epyc 4 Genoa, которые AMD показала в конце 2022 г., а также еще более современные Intel Xeon Scalable четвертого поколения, презентация которых состоялась в январе 2023 г. Это самые производительные, но в то же время и энергоемкие чипы знаменитого американского дуэта на январь 2022 г. Процессоры потребляют 400 и 350 Вт соответственно.
Создается впечатление, что ни Intel, ни AMD совершенно не заботит, как покупатели ее серверных процессоров или уже готовых решений на их основе будут решать вопрос с их охлаждением и подводом питания. В сегментах настольных и мобильных (для ноутбуков) процессоров обе компании стремятся, наоборот, выпустить наименее горячие и энергоемкие процессоры. Получается, правда, пока только у AMD, у которой недавно появились 5-нанометровые процессоры (чем меньше техпроцесс, тем CPU холоднее и экономичнее без потери производительности). Intel застряла на 10 нм.
Крошечная в масштабах всего ЦОД микросхема станет источником никому не нужных трудностей
Uptime Institute – это консорциум компаний, созданный в 1993 г. с целью максимального повышения эффективности центров обработки данных. Организация известна, в частности, созданием принятой во всем мире многоуровневой классификации дата-центров – Tier I – Tier IV.
Отопление больше не потребуется
Повышенные потребление энергии и тепловыделение обусловлено в данном случае увеличением в новых серверных процессорах AMD и Intel количества ядер и их тактовой частоты в сравнении с их предшественниками. Как пишет The Register, достижения компаний в сегменте серверных CPU теперь позволяют собрать компактную систему на двух процессорах со 192 (в случае новых чипов AMD) или 120 ядрами (Intel) в сумме в корпусе самого обычного стоечного сервера в формате 2U. Еще несколько лет назад подобное было чем-то недостижимым.
В этом и заключается проблема многих существующих нынче дата-центров. По сути, они получают очень компактное решение, внутри которого могут стоять два не самых холодных чипа. Расположение нескольких таких серверов в одной стойке с минимальным расстоянием между ними, а также нескольких полностью занятых стоек рядом друг с другом неизбежно приведет к трудностям с их охлаждением.
При этом каждый такой сервер, с учетом всего его внутреннего оборудования, без труда может потреблять ощутимо более 1 кВт электроэнергии. Задача «прокормить» ораву таких серверов тоже будет весьма и весьма нетривиальной.
Слишком много последствий
В отчете Uptime Institute сказано, что современная тенденция к быстрому переходу на более «горячие» и более «прожорливые» серверы переворачивает сложившиеся десятилетиями представления о планировании емкости центров обработки данных, сообщает Uptime, добавляя: «Эта тенденция скоро достигнет предела, когда она начнет дестабилизировать существующие устои о проектировании объектов», – говорится в отчете.
Аналитики консорциума отметили, что одна типичная стойка 42U в нынешних дата-центрах имеет проектную мощность менее 10 кВт. Но с современными системами, стремящимися к более высокой плотности вычислений и, соответственно, «плотности мощности», этого уже недостаточно. По оценкам Uptime Institute, потребление энергии в течение нескольких лет увеличится вчетверо, приблизительно до 42 кВт.
Такими темпами AMD и Intel быстро уступят рынок серверных CPU гораздо более холодным и экономичным решениям на ARM, не уступающим в производительности
Рост суммарной энергоемкости стоек будет сопровождаться и ростом выделяемого ими тепла. При этом многие дата-центры сейчас весьма ограничены в своих возможностях по обеспечению необходимого потока воздуха для охлаждения стоек с плотно расположенными серверами, тепловыделение которых постоянно растет.
Воздушное охлаждение в ЦОДах является стандартом, и именно его возможностей становится недостаточно. В настоящее время постепенно развиваются жидкостные системы охлаждения для дата-центров. Они давно стали нормой в домашних системных блоках, но в ЦОД-ах пока почти не применяются. Кроме того, все эти системы еще не приведены к единому стандарту, что мешает росту темпов их внедрения.
Попытки решить этот вопрос, безусловно, предпринимаются. В частности, над стандартизацией жидкостного охлаждения работает Intel – крупнейший поставщик серверных х86-процессоров в мире.
Также Intel и другие организации трудятся над созданием стандартов так называемого «иммерсионного» охлаждения (immerse – погружать, англ.), при котором охлаждаемый объект буквально погружается внутрь теплоносителя. Для этого еще в начале 2022 г. Intel объявила о создании «мегалаборатории» стоимостью $700 млн, которая займется контролем разработки стандартов и иммерсионного, и жидкостного охлаждения. Между тем, участники открытого сообщества Open Compute Project работают в этом направлении с 2018 г.
В рамках Open Compute Project участники делятся друг с другом разработками в сфере программного, аппаратного и физического проектирования современных центров обработки данных и оборудования для них. По прошествии пяти лет они так и не добились принятия стандартов охлаждения для ЦОДов, отличных от воздушного.
Экология и экономика
При переходе на новые процессоры Intel и AMD дата-центры также столкнутся с ростом расходов на оплату счетов за электричество. Притом этот рост может быть стремительным не только из-за повышения энергоемкости самих чипов, но и на фоне удорожания самой электроэнергии в Европе и Северной Америке.
В теории, эту проблему может частично решить отказ от воздушного охлаждения в пользу жидкостного, и иммерсивного. Для их работы нужно меньше электричества, пишет The Register.
Аналитики Uptime Institute отмечают, что стоимость электроэнергии — не единственная проблема, с которой сталкиваются операторы центров обработки данных. Они также сталкиваются с нормативными и экологическими препятствиями со стороны муниципалитетов.
Ожидается, что Европейская комиссия примет новые правила в рамках Директивы по энергоэффективности , которые, по словам экспертов Uptime, заставят центры обработки данных сократить как потребление энергии, так и выбросы углерода. Аналогичные правила были приняты в США. Совсем недавно в ассамблею штата Орегон был внесен законопроект, который требует, чтобы центры обработки данных и операции по добыче криптовалюты ограничивали выбросы углерода, иначе их будут ждать крупные штрафы.
