Un liquide qui a comme particularité d’avoir un point d’ébullition à environ 50 degrés Celsius.
Comme dans nos PC, la surchauffe au sein des serveurs dégrade les performances en plus d’être néfaste pour la durée de vie des composants. Afin de limiter la chauffe, Microsoft a déjà tenté diverses stratégies, par exemple celui du centre de données sous-marin, via une expérimentation dont la phase de test a débuté en 2016 et s’est achevée en fin d’année dernière. Dans un autre registre, la firme planche actuellement sur un système de “liquide bouillant”. Ici, comme écrit dans la publication, il n’est plus question de plonger un centre de données dans la mer, mais au contraire, de faire entrer “la mer dans le serveur”.
Le principe s’apparente à celui des PC dont les composants sont immergés dans un bain d’huile minérale. Ici, les serveurs baignent dans un liquide non conducteur dont la recette reste secrète. Sa particularité : son point d’ébullition est à seulement 122 degrés Fahrenheit, soit 50 degrés Celsius. Lorsque la température des composants monte, le liquide à l’intérieur du réservoir atteint son point d’ébullition ; il se transforme en vapeur et monte ainsi vers le couvercle du réservoir ; là, il entre en contact avec un condenseur refroidi, lequel abaisse la température de la vapeur pour la retransformer en liquide qui retombe dans les serveurs immergés. Naturellement, tout ceci fonctionne en boucle fermée. Vous l’aurez compris, le principe ressemble à celui d’une énorme chambre à vapeur.
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Une solution moins onéreuse et moins énergivore qu’un refroidissement par air
Cette méthode offrirait des résultats prometteurs. En effet, elle s’avérerait plus efficace et moins onéreuse à l’entretien que de classiques systèmes de refroidissement par air. “S’il est bien fait, le refroidissement par immersion à deux phases répondra simultanément à toutes nos exigences en matière de coût, de fiabilité et de performance, avec une fraction de la dépense énergétique par rapport au refroidissement par air”, avance Loannis Manousakis, ingénieur logiciel principal chez Azure. Concrètement, sur ce dernier point, ce refroidissement par immersion biphasée réduisait la consommation d’énergie d’un serveur de 5 à 15 %.
La loi de Moore appliquée aux serveurs
Dans sa publication, Microsoft apparente ce procédé à une sorte d’application de la loi Moore dans les serveurs. Christian Belady, vice-président du groupe de développement avancé des centres de données de Microsoft à Redmond, déclare “Le refroidissement liquide nous permet de densifier et donc de poursuivre la tendance de la loi de Moore au niveau du centre de données”.
Il estime que “le refroidissement par air ne suffit plus”. En cause, des puces toujours plus performantes mais toujours plus énergivores. “Les unités centrales de traitement, ou CPU, sont passées de 150 watts à plus de 300 watts par puce, par exemple. Les unités de traitement graphique, ou GPU, sont passées à plus de 700 watts par puce”. Naturellement, “plus ces puces consomment de l’énergie électrique, plus elles chauffent. Cette chaleur accrue a augmenté les exigences de refroidissement pour éviter que les puces ne fonctionnent mal”.
De fait, le refroidissement liquide n’a rien de nouveau. Microsoft confesse s’être inspiré des fermes de minage de crypto-monnaies pour élaborer le système présenté ici. L’entreprise met actuellement cette méthode en œuvre dans son centre de données de Quincy.
Source : Microsoft
D’autres industries (chimie, automobile, énergie) sont déjà arrivées a cette conclusion . le refroidissement par air a des performances limitées par le transfert convectif ou pire conductif. Et l’utilisation du changement de phase est utilisée dans les aéroréfrigérants.
C’est du direct die on dirait.
@Iksarfighter Non, car le die en lui même a une surface d’échange ridicule, c’est d’ailleurs pour cette raison que tous les CPU sont dans une “capsule” appelé le heatspreader qui a justement pour objectif d’augmenter la surface de dissipation thermique.
Ici on voit qu’il y a un petit radiateur en cuivre qui est installé sur chaque CPU, le radiateur permet d’encore augmenter la surface d’échange thermique avec le liquide.
Et sachant qu’un liquide transfert beaucoup mieux la chaleur qu’un gaz, tu n’as pas besoin d’une très grande surface d’échange thermique pour transférer une certaine quantité de chaleur. Contrairement à nos CPU “grands publiques” qui sont généralement refroidis grâce à des ventirad beaucoup plus imposants car l’air est un très mauvais conducteur de chaleur/caloporteur.
Par exemple mon R7 3800X est refroidi par un NH-D15 de Noctua, qui a pleins de grandes ailettes en aluminium (10/15cm de long sur 5cm de large) donc une surface d’échange énorme pour transférer la chaleur produite par mon CPU à l’air.
Si j’avais un Water Cooling par exemple, le radiateur et ces ailettes seraient beaucoup plus petits (quelques millimètres de haut sur 3/4cm de long) car l’eau est un excellent caloporteur “transporteur de chaleur”.
L’intérêt réside surtout dans le changement de phase: il faut absorber plus de chaleur pour changer d’état que pour chauffer le liquide. Cela améliore encore plus l’échange thermique, et sans utiliser de compression/détente comme pour un frigo.
Il faudrait rajouter d’autres constituants au produit avec des températures de changement d’état répartis jusqu’à 80°, ça serait encore mieux !
Si on peut en plus plonger le condenseur dans la partie qui reste liquide, la condensation sera plus simple.
Le plus compliqué est de trouver le bon produit qui change d’état au bonnes températures…
Je sais pas pourquoi, j’ai immédiatement pensé à l’éthanol 😜🍾