Asperitas kühlt Cloud-Server mit Öl und Wasser

Auf dem OCP Regional Summit in Amsterdam stellt das niederländische Unternehmen Asperitas sein Konzept der Öl-Immersionskühlung dem Open Compute Project (OCP) vor. Die grundlegende Idee ähnelt bekannten Systemen etwa für HPC-Server oder für spezielle Blades, aber Asperitas macht auch einiges anders: Komponenten wie Prozessoren, Arbeitsspeicher und Chipsätze, die viel Wärme entwickeln, werden vollständig in Öl eingetaucht, das die Hitze aufnimmt.

Asperitas setzt das auch für Medizin- und Kosmetikprodukte zugelassene Paraffinöl Finavestan von Total ein. Es sollen sich aber auch ähnliche Öle eignen. Solche Medien altern kaum und sind auch unempfindlich für biologische Veränderungen. Sie belasten die Umwelt wohl auch weniger als Fluor-Chlor-Verbindungen wie 3M Novec, das in anderen Immersionskühlern zum Einsatz kommt.

Ohne Ölpumpe

Das Öl sorgt durch Volumenänderungen bei Erwärmung und Abkühlung für einen eigenen Kreislauf - ganz ohne Pumpen. Asperitas kommt in seinen geschlossenen Systemen ohne bewegliche Teile aus.

Statt Racks ähneln die Server-Chassis Truhen mit einer Grundfläche von 60 mal 120 Zentimetern. In ihnen sitzen die Einschübe hochkant. Sie werden "Asperitas Universal Cassette" (AUC) genannt.

In den Kassetten befindet sich die Hardware, die Mainboards baut Supermicro. Auch Kassetten für beliebige Rack-Switches, welche die Truhen intern vernetzen, hat Asperitas entworfen. Extern sind folglich nur noch Strom und Netzwerkkabel zugeführt, die trocken montierten Netzteile stammen von Schleifenbauer.

Um die Kassetten ohne Verschmutzungen zu wechseln, gibt es einen rollbaren Service-Trolley, der sie an einem Bolzen auf jeder AUC aus den Truhen hebt. Das soll unfallträchtige Ölfilme im Rechenzentrum vermeiden.

Externe Wasserkühlung

Das gesamte Modul hat den Produktnamen Asperitas Immersed Cooling AIC24. Rund um die Kassetten sitzen in der Truhe Führungsbleche für die Konvektion des Öls, diese Konstruktion erspart die Pumpen. Das bedingt aber, dass die Wärme extern abgeführt werden muss. Daher gibt es in den AIC24 auch Leitungen für Kühlwasser, das System arbeitet also wie ein Wärmetauscher. Eine externe Wasserkühlung ist zusätzlich nötig. Sie muss aber nicht besonders groß ausfallen, denn das zulaufende Wasser darf bis zu 40 Grad warm sein.

Der allgemeine Vorteil von Immersionskühlung soll erhalten bleiben: Asperitas schreibt unter anderem in einem Whitepaper (PDF) von Energieeinsparungen von 10 bis 45 Prozent – hauptsächlich, weil gegenüber Luftkühlung die Gebläse entfallen.

Zudem lässt sich, wichtig insbesondere bei Cloud-Servern, die Packdichte der Rechenleistung (Density) steigern: Auf jeder Kassette lassen sich Komponenten mit bis zu 900 Watt einsetzen, insgesamt sind es für ein AIC24 22 Kilowatt. Asperitas vergleicht das mit herkömmlichen Racks samt dem freien Platz um die Racks für die Luftströme wie folgt: Sie kommen auf 1,5 bis 2 Kilowatt pro Quadratmeter, ein AIC24 aber auf 15 Kilowatt. Dabei ist aber der Platzbedarf für die externe Wasserkühlung nicht eingerechnet.

Weitere Details will Asperitas in einem Vortrag am 2. Oktober 2018 auf dem OCP Regional Summit vorstellen. (nie)