Komplettsysteme

Microsoft taucht Server in Zweiphasen-Flüssigkeit

Bereits mehrfachen haben wir über Systeme berichtet, die nicht über einen Luftstrom oder eine indirekte Flüssigkeitskühlung gekühlt wurden, sondern bei denen die Hardware komplett in eine nicht leitende Flüssigkeit getaucht wurde. Beispielhaft genannt seien das "Aqua Exhalare"-System von Caseking, aber auch Server und komplette Supercomputer wurden und werden schon auf diese Art und Weise gekühlt.

Für interne Testzwecke hat Microsoft nun ebenfalls ein solches Projekt gestartet. Dabei steht die Hardware direkt in der nicht leitenden Flüssigkeit, die bereits bei 50 °C kocht, damit verdampft und die Abwärme abführt. An anderer Stelle kondensiert sie dann wieder und wird erneut in den Kreislauf zurückgeführt. Eine Pumpe ist nicht notwendig, da die Flüssigkeit in Form des Dampfes selbständig aufsteigt und wieder zurückfließt. Dies beseitigt eine mögliche Fehlerquelle, denn Lüfter und Pumpen können ebenfalls ausfallen. Eine Zweiphasen-Flüssigkeitskühlung kommt ohne aktive Komponente im Kreislauf aus. Microsoft arbeitet wie bei allen uns bekannten Systemen mit einer Flüssigkeit von 3M.

Microsoft erhofft sich durch den Einsatz einer solchen Kühlung nicht nur ausfallsichere Systeme, sondern außerdem eine höhere Effizienz. Da die Hardware bei niedrigeren Temperaturen arbeitet, können die Spannungen niedriger sein und damit auch die Leistungsaufnahme. Microsoft spricht davon, die Leistungsaufnahme bei gleicher Leistung falle um 5 bis 15 % geringer aus. Dies mag bei einem Server noch keinen großen Unterschied machen, stellt man sich jedoch ein ganzes Datacenter mit mehreren Megawatt vor, sind selbst 5 % schon ein echter Kostenfaktor.

So einfach in die Flüssigkeit eintauchen kann man die Hardware aber nicht. Prozessoren oder GPUs geben bis zu 400 W (und mehr) an. Diese auf der relativ kleinen Fläche aufzunehmen, bedarf etwas Unterstützung. So wird der Chip mit einem passiven Kühler versehen, der aus Kupfer besteht und dessen Oberfläche angeraut ist. Damit wird die Oberfläche maximiert, die von der Flüssigkeit umspült wird.

Neben der besseren Wärmeabführung ermöglicht diese Art der Kühlung ein dichteres packen der Hardware, so dass die Leistungsdichte erhöht wird. Eine hohe Leitung auf kleinerem Raum kann je nach Anwendungsbereich ebenfalls interessant sein. Microsoft nennt hier den Mobilfunkbereich.

Microsoft verwendet die Zweiphase-Flüssigkeitskühlung zunächst zu Testzwecken für einige Server in einem Datacenter im US-Bundesstaat Columbia. Sollten die Tests erfolgreich sein, will man den Einsatz ausweiten. Neben dem klassischen Datacenter wäre zudem der Einsatz dort möglich, wo eine defekte Kühlung nicht sofort ausgetauscht werden kann und wo eine Redundanz bisher für die notwendige Sicherheit sorgt.