Islak Bilgisayarlar ile Yüzde 97 Enerji Tasarrufu >> Bilgisayar soğutmanın yeni yolu sunucuları çırılçıplak “suya batırmak”

Yazının başlığını doğru okudunuz: Iceotope ve Green Revolution startup şirketleri, bilgisayarla sunucuları tümüyle özel bir sıvıya batırarak soğutan yeni bir soğutma sistemi geliştirdiler. 3M Novec ve GreenDEF marka soğutma sıvılarına batırılan bilgisayarlar, denize düşen iPhone gibi kısa devre yapmadan, güvenle çalışıyor. Devrimsel soğutma sıvıları, elektronik devrelere kesinlikle zarar vermiyor.

Sunucuların herhangi bir koruyucu kasa olmadan, tümüyle çırılçıplak sıvıya batırıldığı bu süper verimli soğutma sistemi, veri merkezlerinde enerji tüketimini yüzde 97 oranında azaltıyor. Soğutma boruları ile çalışan diğer klasik sıvı soğutma sistemleri ise bilgisayarları asla bu kadar etkili bir şekilde çalıştıramıyor.

Iceotope ve bugün Google’ın da kullandığı benzeri çözümlerle, cep telefonu operatörleri ile internet servis sağlayıcılarına ait veri merkezlerinde elektrik tüketimi onda bire düşecek. Böylece dünyada “gerçek ucuz internet dönemi” başlayacak ve bulut bilişime dayalı yeni bir bilgi ekonomisinin temelleri atılmış olacak… “Suya batırma” ilkesine dayalı hiper soğutma sistemleri, “overclock” alanında da kolaylık sağlayarak, sunucu ve bilgisayar işlemcilerinin fabrika değerlerinin çok üstünde bir hızla zorlanmadan çalışmasına izin verecek.

 

Sunucu çiftliklerinde sulama devri

Su soğutmalı oyun bilgisayarları var, peki su soğutmalı veri merkezleri neden olmasın?

Bilim adamları kendilerine bu soruyu sordular ve önce Green Revolution, ardından da Iceotope startup şirketi, bilgisayarların tümüyle sıvıya batırılarak çalıştığı iki yeni soğutma sistemi geliştirdi. Green Revolution’un 2011’de kullanıma sunduğu sıvı soğutma kapları, sadece kurumsal firmalardaki büyük veri merkezlerine hizmet veren oda büyüklüğündeki sistemler…

Iceotope’un çözümü ise, küçük sıvı soğutma kutuları kullanarak KOBİ’lere ve bireysel kullanıcılara hitap ediyor. Son olarak İngiltere Leeds Üniversitesi, sunucularını, Iceotope sisteminde kullanılan ve 3M’in geliştirdiği Novec diyaelektrik sıvısına batırarak çalıştırmaya başladı.

Iceotope, bir süre sonra, babaannelerimizin eskiden belini ısıtmakta kullandığı su torbalarına benzeyen ve günümüzde biraz da iPad kılıfını andıran esnek sıvı soğutma sistemlerini de pazara sürecek. Böylece Asus tabletinizi Adana sıcağında, tarlada güneşin alnında bile kullanabileceksiniz. Bunun örneği için aşağıdaki resimlere bakabilirsiniz ama önce…

 

Bandıra bandıra çalıştır beni…

…doyamazsın tadıma! Gerçekten de Iceotope, veri merkezlerinde toplam elektrik tüketiminin yüzde 80 ila 97 oranında azaltılmasını sağlayarak, şirketlerin mali direktörlerine tadından yenmeyecek süper ucuz ve kullanışlı bir çözüm sunuyor. Tabii telefon operatörleri ve internet hizmet sağlayıcıların memnun olması biz son kullanıcıların da memnun olması demek; çünkü faturalarımıza yüksek elektrik harcamaları yansımayacak.

Iceotope’un kullandığı 3M Novec soğutma sıvısı şu anda Leeds Üniversitesi’ndeki pilot sunucularda test ediliyor. Üniversitedeki masaüstü bilgisayarlar ve diğer sistemler fazla elektrik tüketen fanlarla soğutulurken, test odasındaki sunucular Iceotope çözümleri ile soğutuluyor. Iceotope’un çalışma ilkesi aslında çok basit… Standart su soğutmalı bilgisayarlar ve nükleer reaktörlerde olduğu gibi, bu sistem de sunucuları, sıcak çipsetlerin soğuk sıvıya temas etmesi yoluyla soğutuyor.

 

Sunucuların tümüyle soğutma sıvısı dolu bir kaba batırıldığı çözümde, soğutma sıvısı doğrudan işlemci ve bellek devreleriyle temas ediyor. Bu sayede yüzde 97’ye varan oranlarda elektrik tasarrufu sağlanıyor.

 

Iceotope ile işlemciler ve ekran kartları için soğutucu fan kullanmaya gerek kalmıyor. Bu hem sunucularda kullanılan parçaların ömrünü uzatıyor hem de süper sessiz çalışmaya ek olarak, fanların kullanacağı enerjiden tasarruf edilmesine imkan tanıyor. Bilgisayarların verimli olarak soğutulması, işlemcilerin çok yüksek hızlarda bile fazla ısınmadan çalışması ve dolayısıyla iş yüküne bağlı enerji tüketiminin azalması anlamına geliyor.

 

Yeşil BT ne kadar yeşil? Resimdeki kadar yeşil değil!

Bugün Bilgi Teknolojileri sektöründe düşük enerji tüketen sunucular kurumsal veri merkezlerinde bile gittikçe yaygınlaşıyor. Elimizdeki Android cep telefonları, Android tabletler, iPhone ve iPad’lerin minyatür tasarımı bunun en iyi kanıtı…

Öte yandan telekom sektörü, özellikle de uzak sunuculara bağlı internet hizmeti veren şirketler, bu kadar ileri teknoloji ürünü ve hiper verimli sistemler kullanmıyor. Sonuç olarak internet sunucuları aşırı enerji tüketiyor ve evimizdeki notebooklar ile ofisteki masaüstü PC’leri de işin içine kattığımızda, dünyada internet erişimi hâlâ gereğinden pahalıya mal oluyor.

Üstelik günümüzde mobil cihazların sayısı gittikçe artıyor ve biz de internete kişisel bilgisayarlardan çok, akıllı telefon ve tabletlerle giriyoruz. İnternet trafiğinin mobiliteye bağlı olarak artması, kurumsal veri merkezlerinin şirket bilgilerini işlemesinin yanı sıra, internet hizmeti vermek ve Büyük Veriyi işlemek için de çalışmasını gerektiriyor. Günde 24 saat açık olan bir Android telefonun haftada kaç mobil uygulama güncellediğini hesaplayacak olursak, internetin akıl almaz ölçüde elektrik tükettiğini görüyoruz… Ve bulut bilişime dayalı bilgi ekonomisi için etkili sıvı soğutma sistemleri kullanmazsak küresel ısınmanın gittikçe hızlanacağını anlıyoruz.

 

BT sektöründe yılda 31 Gigawatt enerji tüketiliyor

Datacenter Dynamics’in 2011 tarihli raporunda, dünyadaki veri merkezlerinin yılda 31 Gigawatt enerji tükettiği görülüyor. Bu da İngiltere’nin yıllık maksimum elektrik tüketiminin yarısına karşılık geliyor. Elbette aradan geçen iki yılda (Android ve iPhone devriminin tam anlamıyla etkili olduğu 2 yıl bu) daha fazla veri merkezi kurulduğunu ve internet erişimi için yeni telefon santrallerinin hizmete girdiğini düşünmemiz gerekiyor.

Bu, işin elektrik tüketimi boyutu ve faturanıza yansıdığı için ilk dikkatinizi çeken de bu olabilir… Ancak, sera gazlarının dünyada canlıların soyunun tükenmesine nasıl yol açacağıyla ilgili yazımda anlattığım gibi, işin bir de küresel ısınma boyutu var: Küresel ısınmayı kontrol altına almazsak, dünyamız Venüs’te olduğu gibi yüzey sıcaklığı 500 dereceye, yüzey basıncı 90 bara yaklaşan bir “düdüklü tencere” gezegenine dönüşecektir.

 

Nitekim McKinsey and Company’nin daha 2008 tarihli raporunda, veri merkezlerinin atmosfere saldığı karbondioksit sera gazı miktarının 2020 yılında dört katına çıkacağı öngörülüyordu. Her şeyin internete taşınmasına ve nüfus artışına bağlı olarak (biliyorsunuz yaşlı dünyamızda artık 7 milyar insan yaşıyor), karbondioksit sera gazı ve su buharı miktarının her yıl daha da hızlanarak arttığına dikkat etmemiz gerekiyor.

Hâlihazırda, dünya nüfusunun 1/3’ü veri merkezlerinden yararlanıyor ve IDC raporlarında, 2016 yılında 3 milyar kişinin en az bir kez internete girmiş olacağı belirtiliyor. Google bunun farkında ve veri merkezlerinde bu tür bir sıvı soğutma sistemi kullanıyor. Sun şirketinin kurucusu  Scott McNeally de LiquidCool adlı benzer bir sistemi destekliyor.

 

Nedir bu diyaelektrik 3M Novec paslandırmaz soğutma sıvısı?

İngiliz firması Iceotope, küçük soğutma kapları ve ileride geliştireceği yarı esnek soğutma kutuları ile sıvı soğutma teknolojisini KOBİ’ler arasında yaygınlaştırmayı hedefliyor. Ancak işin sırrı 3M şirketinin geliştirdiği Novec adlı soğutma sıvısında… Diyaelektrik özelliği sayesinde paslanmaya ve kısa devreye neden olan kimyasal reaksiyonlara yol açmayan Novec sıvısına iPhone bile batırabilirsiniz. iPhone’unuz kulaklık ve hoparlörünün arızalanma riski hariç, Novec sıvısının içinde mükemmel bir şekilde çalışmaya devam edecektir.

 

Novec’in diğer özelliği ise soğuk havadan 1000 kat daha etkili bir soğutucu olması…

 

Bugün ben de evimde 5 fanla soğutulan bir oyun bilgisayarı kullanıyorum. Gerçekten de geniş çaplı fanlarım yavaş dönerek ve tek tek fazla ses çıkarmadan bütün sistemi gayet iyi soğutuyor… Ama nispeten sessiz beş fan bir arada çalışırken resmen koro etkisi yaparak odada kafamı şişiriyor. Haydi oyun oynarken pek anlamıyorum ama bilgisayarım çalışırken, odada gürültüden kitap okuyamadığımı itiraf etmeliyim. Ayrıca, o 5 fan elektrik faturama gayet güzel bir şekilde yansıyor!

Oysa bilgisayarımı alev almayan, paslandırmayan ve kısa devreye yol açmayan bir Iceotope-3M Novec sistemi ile kullansaydım bu sorunları yaşamayacaktım. Novec’in bunu başarmasının sırrı (kimyasal formülü dışında) aslında hiç de sır değil. Novec elektrik iletmeyen, yalıtkan bir sıvı… Bu yüzden de bilgisayarlar Novec veya GreenDEF gibi soğutma sıvılarının içinde yüzerken kısa devre yapmadan çalışabiliyor.

 

Apartmanlarda kullanılan su pompalama sisteminin aynısı

Iceotope, bilgisayarlarla uzun süre temas eden Novec sıvısının dolaşımda soğumasını sağlamak için düşük enerji tüketimli küçük bir su pompası kullanıyor o kadar… 🙂 Dolayısıyla Iceotope sistemlerinde arıza olasılığını ve sürtünmeye bağlı olarak enerji tüketimini artıran mekanik parçalar da kullanılmıyor.

Iceotope’un dahice sisteminde, bu küçük pompa kabinin alt tarafında bulunuyor ve kabinin yan yüzeylerini saran radyatörlere su pompalıyor. Sistemin içine girmeyen, Novec soğutma sıvısına ve içine batırılmış sunucu kartlarına asla temas etmeyen bu bağımsız su sistemi, CPU ve anakart ile temas ederek ısınan Novec sıvısını soğutmakta kullanılıyor. Novec sıvısını barındıran kap dışarıdan suyla soğutuluyor ve soğuyan kap da basit fiziksel temas yoluyla içindeki Novec sıvısını soğutuyor.

Küçük pompanın radyatör kanallarından kutunun üst tarafına pompaladığı su, kutu dikey olarak doğru bir şekilde yerleştirildiğinde, yerçekimi yoluyla ve ikinci bir pompaya gerek kalmadan kanalların dibine, pompanın olduğu alt kısma çöküyor. Bu basit sistemi yüz yıldan uzun bir süredir evlerimizde musluk suyunu pompalamakta kullanıyoruz. Şehir şebekesinden gelen suyu apartmanın en üst katına pompaladığımızda, üst katlardaki su yerçekimi yardımıyla kendiliğinden zemin kata iniyor.

 

Suyun sıcaklığı 50 derece

Iceotope sisteminde ısınan su, üçüncü ve son bir soğutucu ile soğutuluyor ve hem Novec sıvısının hem de dış soğutma suyunun ısısı, bu son soğutucu ile bir açık devre sisteme aktarılarak, soğutma sisteminin dışına çıkarılıyor. Iceotope-3M Novec sistemi ile ısıtılan dış soğutma suyunun sıcaklığı 50 dereceye ulaşıyor ve bu suyu, dilerseniz üniversitedeki odaların kaloriferlerini veya termosifonu ısıtmakta kullanabiliyorsunuz.

Net bir enerji değer verecek olursak, Iceotope sistemi 20 Kilowatt enerji tüketen bir telekom şirketi sunucusunu soğutmak için 80 watt enerji tüketiyor. Dediğimiz gibi bu enerjinin bir kısmı ziyan olmuyor, mutfak ve benzeri ihtiyaçlar için bina suyunu ısıtmakta kullanılabiliyor. Ancak, Iceotope’un sağladığı enerji tasarrufu bununla sınırlı değil… Sistem sunucu odalarında klima, nemlendirici ve hava arıtma sistemi kullanma ihtiyacını da ortadan kaldırıyor.

 

Soğutma suyunun dış sistem bağlantısı hariç, çevreden tümüyle yalıtılmış olan bu sistemi, dışarıdan ısı çekmediği için Sahra Çölü’nde bile rahatlıkla kullanabilir, hatta bir denizaltıya yerleştirebilirsiniz. Sistemin havaya bağımlı olmaması, havalandırma sistemlerine bağlı bütün sınırlamaları aşmanızı sağlıyor.

 

iPhone’u bandırmak ve suda, pardon sıvıda soğutmak