Plongez votre datacenter dans un bain d'huile

Au premier coup d’œil, le datacenter d’Asperitas ressemble à un juke-box électronique qui n’émettrait pas de musique mais une jolie lumière bleutée. D’un peu plus près, on se rend compte, non sans surprise une fois le capot levé, que les composants électroniques, les serveurs et leur connectique complexe ne sont pas à l’air libre, mais immergés au sein d’un liquide épais comme dans une sorte de friteuse.

Relié à un circuit d’eau tiède, le bain d’huile n’est pas là par hasard, il représente une solution de refroidis­sement des composants d’une efficacité bien supérieure à celle de l’air classiquement utilisé dans les systèmes de climatisation ou de "ree cooling" qui équipent encore nombre de datacenters dans le monde aujourd’hui.

Créée en 2014, la PME hollandaise Asperitas a mis au point en mars 2017, après deux années de R & D, le datacenter AIC24. Des collaborations avec l’université de Leeds (Grande-Bretagne) et avec le Vienna scientifical cluster, un consortium d’universités autrichiennes engagées dans le calcul haute performance, ont permis de bénéficier de leur expérience du refroidissement par immersion. Avec comme objectif initial de développer une solution compacte adaptée pour de petites surfaces à bord de navire.

Récupérer 99 % de l’énergie utilisée

"Nous avons choisi de travailler avec une huile de synthèse – un liquide de refroidissement tout à fait banal, peu coûteux et facile à se procurer partout sur la planète. Et nous avons noué un partenariat avec Shell pour sa fabrication, dévoile Maikel Bouricius, le directeur du marketing et de l’innovation énergétique pour Asperitas. Isolante et très visqueuse, cette huile se révèle particulièrement efficace pour transporter la chaleur et générer une circulation de convection naturelle à l’intérieur du bain." Afin de maximiser le transfert thermique entre les composants et le liquide, des serveurs standard, protégés par des boîtiers en acier inoxydable compatibles avec l’huile et offrant une surface de contact maximum sur deux faces, ont été créés par Asperitas. Un circuit d’eau fournie par le réseau vient au contact de l’huile récupérer les calories qui peuvent être réinjectées dans un circuit de chauffage, avec une température de sortie de l’ordre de 55 °C. Solution durable, les performances thermiques de l’huile ne diminuant pas avec le temps, l’AIC24 est aussi très compétitif avec un coût en électricité moindre, puiqu’il permet aussi théoriquement de récupérer 99 % de l’énergie utilisée. Une neutralité énergétique impossible à atteindre en free cooling, l’air chaud étant plus difficile à capturer et à transporter sans déperdition énergétique. La solution est aussi très compacte, car le liquide de refroidissement est directement au contact des composants, alors qu’un datacenter traditionnel nécessite des ventilateurs et beaucoup d’espace pour laisser passer le flux d’air. Le datacenter d’Asperitas bat également des records en termes de densité de calcul avec pas moins de 12 processeurs par serveur.

"L’investissement nécessaire pour construire un datacenter fondé sur notre technologie est moindre que pour un traditionnel, pour des raisons d’occupation au sol et aussi parce que la technologie de refroidissement est intégrée, précise Maikel Bouricius. C’est déjà le cas en climat tempéré. Sous un climat chaud, nous estimons pouvoir diminuer les dépenses d’investissement de 30 %." Une performance due à un coût de maintenance moindre, l’huile jouant un rôle protecteur pour les composants en supprimant l’oxydation par l’air, les variations brutales de température et les vibrations.

Portabilité et simplicité

"Nous avons réfléchi à la place de l’utilisateur final à chaque question qui pourrait se poser lors de l’intégration de nos machines en phase de production. Comment réagir si un serveur tombe en panne et qu’il faut y accéder pour le changer ? que faire si de l’huile tombe par terre ? comment relier le datacenter aux réseaux ?, se demande Maikel Bouricius. Il ne s’agit pas juste d’un nouveau système de refroidis­sement, mais d’une solution clés en main de "datacenter in a box" en mode "plug and play". L’infrastructure est complètement intégrée dans la solution et il n’y a plus qu’à se raccorder à trois réseaux pour apporter l’eau, l’électricité et les données", explique-t-il.

Une portabilité et une simplicité d’utilisation qui font de l’AIC24 une solution très modulable : "En une semaine, nous pouvons passer d’une unité à plus d’une centaine sans avoir à modifier les infrastructures, affirme le directeur. Les besoins spécifiques de chaque client et le comportement des composants peuvent être simulés numériquement en modélisant les flux thermiques dans le liquide." Calcul haute performance, trading haute fréquence, analyse de bases de données de grand volume ou complexes pour la recherche ou le renseignement, tous les secteurs gourmands en puissance de calcul pourraient être intéressés par des datacenters à immersion. Ainsi, le Vienna scientifical cluster a-t-il été l’un des premiers utilisateurs d’Asperitas pour ses appli­cations de recherche.

Du fait de ses performances énergétiques, le datacenter AIC24 peut être utilisé dans le trading à haute fréquence pour faire travailler les serveurs en surrégime permanent. Grâce au refroidissement par immersion, le taux d’échauffement des composants diminue et fait baisser d’autant le taux de panne, tout en augmentant la durée de vie des serveurs. Cependant, c’est aujourd’hui le secteur tertiaire qui s’intéresse aux datacenters à bain d’huile, qu’il s’agisse des fournisseurs de cloud, des entreprises de services informatiques ou de tous les secteurs susceptibles d’intégrer des services utilisant l’intelligence artificielle ou la blockchain, des technologies très consommatrices en calcul. Sans parler des acteurs du transport autonome ou des objets connectés pour qui des datacenters décentralisés et proches de l’utilisateur final seront demain indispensables !