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1
Apr
2015

Effiziente Serverkühlung durch energetisiertes Wasser

artindustrial it setzt weltweit einzigartiges Kühlsystem im Rechenzentrum ein und schont damit Umwelt und Geldbörse. Vertrieb für andere Hosting-Betreiber startet noch 2015.

Moderne Server-Systeme bieten heutzutage enorme Rechenleistung. Dies wurde insbesondere durch den großen Smartphone-Boom im letzten Jahrzehnt gefördert, durch den es auch im Server-Bereich möglich wurde, auf äußerst kleinem Raum enorm viel Rechenleistung unterzubringen. Dieser Trend brachte allerdings auch eine andere große Aufgabe mit sich: Die Kühlung.

Viele Prozessoren auf sehr engem Raum erzeugen auch viel Hitze, welche abtransportiert werden muss. Das Thema Kühlung war und ist aus diesem Grund aktuell eines der wichtigsten Themen für Betreiber von Rechenzentren. Selbst Online-Riesen wie Facebook unternahmen diesbezüglich große Anstrengungen.

Luftkühlung als Quasi-Standard

So wie bei Facebook wird in den meisten Rechenzentren die erzeugte Wärme noch über die klimatisierte Raumluft abtransportiert. Das eben genannte Beispiel ist wohl eines der erfolgreichsten und effizientesten in diesem Bereich, doch es bringt mehrere große Nachteile mit sich:

  • Frischluft-Kühlsysteme benötigen beinahe gleich viel Raum wie das Rechenzentrum selbst, welcher insbesondere in Ballungszentren aber äußerst wertvoll ist.
  • Klimaanlagen verbrauchen viel Strom und erzeugen zudem im Sommer viel zusätzliche Abwärme, was zur raschen Klimaerwärmung beiträgt.
  • Für eine lange Lebensdauer der Server muss die Raumluft in Rechenzentren bestimmte Eigenschaften erfüllen (Feuchtigkeit, Staub, etc.). Um diese Eigenschaften gemeinsam mit der Temperatur konstant zu halten, sind Luftfilter und andere kostspielige Betriebsmittel notwendig, welche außerdem die Umwelt stark belasten.

Wasser als umweltfreundliche Alternative

Als Vorreiter im Bereich Green-it hat artindustrial it diese Nachteile schon früh erkannt und bereits im Jahr 2011 das erste Testsystem mit einer effizienten und zuverlässigen Wasserkühlung ausgestattet. Auf diese Weise wurde die Temperatur der Prozessoren auf konstanten 24°C gehalten, während sie gleichzeitig mit 30% mehr Leistung betrieben werden konnten.

In intensiver Zusammenarbeit mit der Technischen Universität und mehreren namhaften Unternehmen aus der IT-Branche konnte diese Technik in den letzten Jahren verbessert und auf ein Level optimiert werden, das sonst nur mit teuren chemischen Verfahren erreicht werden kann. In der Zwischenzeit ist die neue Art der Kühlung in der gesamten Serverfarm von artindustrial it im Einsatz und ermöglicht es, aus den Servern mehr als das doppelte der ursprünglichen Leistung heraus zu holen.

Energetisierung als Geheimnis

Wesentlich für diesen Performance-Zuwachs waren einerseits neue technische Entwicklungen im Bereich der Kühlkörper für Prozessoren und der Einsatz eines neuen Kompression-Kühlverfahrens (Refridged Compression Cooling). Auf der anderen Seite begab man sich in Bereiche, die von Wissenschaftlern und IT-Experten gerne ungläubig belächelt werden: Energetisierung von Wasser.

Durch die Struktur mit der sich Wassermoleküle anordnen, kann Wasser zu einem Informationsspeicher werden. Es speichert positive und negative Energie und bringt diese auch in das System für das es verwendet wird – beim Trinken landet diese Energie im menschlichen Körper, im Fall der Server-Kühlung konnte ein enormer Performance-Zuwachs alleine durch Energetisierung des verwendeten Kühlwassers gewonnen werden, wie in folgendem Diagramm deutlich wird:

Bei den ersten Tests mit energetisiertem Wasser im Juni und August 2014 zeigten sich intensive Performance-Schübe an unseren Prozessoren, obwohl sonst keine Änderung an der Hard- und Software der Server vorgenommen wurde. Alle anderen gemessenen Werte blieben unterdessen gleich, bis auf den Stromverbrauch, welcher nach jeder Energetisierung leicht sank.

Seit der Installation einer Energetisierungsanlage im Oktober 2014, die das Kühlwasser laufend aufbereitet, bietet der Server dauerhaft mehr Rechenleistung bei geringerem Stromverbrauch.

Die neue Technik wird demnächst unter einer freien Lizenz der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt – als Beitrag zum Kampf gegen die rasche Klimaerwärmung und Förderung der Green-IT. Außerdem ist eine erste finale Version der Aufbereitungs- und Kühl-Anlage als 19’’-Rack in Planung, welche noch in diesem Jahr über führenden Server-Hersteller vertrieben wird.

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