Спецпроекты

В России налажен выпуск бесшумных микроЦОДов на основе советских космических технологий

Интеграция Инфраструктура
Компания «Теркон-КТТ» из Екатеринбурга применила советские космические технологии для создания микроЦОДов под ключ. Продукт отличается сниженным по сравнению с аналогами уровнем генерируемого шума и энергопотребления. Это стало возможно благодаря применению пассивной системы охлаждения на базе контурных тепловых трубок.

Без шума и лишних энергозатрат

Как стало известно CNews, екатеринбургская компания «Теркон-КТТ» наладила производство практически бесшумных микроцентров обработки данных (микроЦОД), которые не перегреваются и не требуют дополнительной комплектации кондиционером.

Особенностью продукта является используемая пассивная система охлаждения, базирующаяся на разработке советского ученого Юрия Майданика, которая более 30 лет применяется в космической отрасли как в России, так и за рубежом. В ее основе лежат контурные тепловые трубки (КТТ или терконы), которые обеспечивают бесшумное отведение тепла.

Применение КТТ позволяет построить микроЦОД, который в сравнении с традиционными системами потребляет на 20-30% меньше электроэнергии на охлаждение (на единицу установленной ИТ-нагрузки) и на 5-20% меньше на работу серверного оборудования, поскольку вентиляторы в серверах будут работать на более низких оборотах, заявили CNews в компании.

По словам генерального директора «Теркон-КТТ» Аркадия Иванова, продукция в первую очередь рассчитана на представителей среднего, малого и микробизнеса, которые не готовы прибегнуть к услугам облачных провайдеров, к примеру, из соображений безопасности.

dc600.jpg
В России налажен выпуск бесшумных микроЦОДов с охлаждением по советским космическим технологиям

В настоящее время «Теркон-КТТ» осуществляет сборку бесшумных микроЦОДов для первых заказчиков. Среди них «Московский техникум креативных индустрий им. Л.Б. Красина» (Москва) и екатеринбургскую металлургическую компанию «Уралпромметалл». Кроме того, ведутся переговоры с рядом крупных телеком-операторов.

Варианты комплектации микроЦОДов

«Теркон-КТТ» предлагает три типа комплектации микроЦОДов: открытого и закрытого типа (если нужна защита от пыли и влаги) с драйкулером (сухим охладителем), а также закрытого типа с системой кондиционирования. У микроЦОДов компании есть ограничения по максимальному температурному режиму в помещении: не более +25°С с учетом теплопритоков для системы с драйкулером и не более +35°С при использовании с системой кондиционирования. Максимальная температура уличного воздуха по сухому термометру составляет +42 °С. Имеется предел по общей мощности теплоотведения: до 20 или 30 кВт в зависимости от типа устройства.

При организации микроЦОДа компания применяет стандартные серверные шкафы, рассчитанные на 42 юнита. Серверы подбираются в соответствии с потребностями заказчика. Это может быть оборудование AIC, HP, Dell, IBM, Supermicro, «ICL-техно» и других, в том числе отечественных, вендоров.

Как пояснили CNews в «Теркон-КТТ», микроЦОД на тепловых трубках в пересчете на одну стойку по стоимости сопоставим с конкурентами, либо немного дешевле. Однако поскольку КТТ монтируется непосредственно в серверах, такая система охлаждения не занимает много места в стойке, за счет чего максимальная плотность установки серверов на 30-50%. То есть при самом оптимистичном сценарии для организации микроЦОДа одной и той же вычислительной мощности вместо двух серверных шкафов со всей «начинкой» потребуется один. Таким образом, организация микроЦОДа «Теркон-КТТ» обойдется заказчику до двух и более раз дешевле с учетом экономии пространства в серверном шкафу, отмечают в компании.

Особенности эксплуатации микроЦОДов «Теркон-КТТ»

Эксплуатация и обслуживание систем с охлаждением при помощи терконов может быть сопряжена с некоторыми сложностями. Так, по словам представителя «Теркон-КТТ», каждый новый сервер нуждается в отдельной конфигурации системы охлаждения.

Кроме того, заменить вышедший из строя сервер аналогичным без терконов не выйдет – это приведет к снижению эффективности охлаждения системы и, как следствие, ее вычислительной мощности.

Наконец, для отправки сервера на гарантийное обслуживание или ремонт необходим предварительный демонтаж КТТ. Установка тепловых трубок на сервер считается внесением изменений в его конструкцию, которое может обернуться проблемами с обслуживанием. Крупные бренды вроде HP и Dell принимают на обслуживание оборудование только в первоначальном виде со штатной системой охлаждения, пояснили CNews в «Теркон-КТТ».

Принцип работы КТТ и применение технологии в космосе

Контурная тепловая трубка является альтернативой любой другой системе охлаждения – кулерам, жидкостному охлаждению, кондиционированию, пояснили CNews в «Теркон-КТТ».

КТТ представляет собой замкнутую герметичную систему, которая состоит из гибкого паропровода и испарителя. Испаритель располагается в устройстве рядом с источником тепла, внутри – пористая структура из мелких трубок-капилляров, диаметр которых составляет 1 мк (одна миллионная доля метра).

Инвестиции в столичный финтех резко выросли после многолетнего спада
Инновации и стартапы

Испаритель заполнен жидкостью, предназначенной для переноса тепла. В качестве теплоносителя в зависимости от условий могут применяться вода, аммиак, фреон, этанол и другие.

Тепло, выделяемое источником, испаряет жидкость. Пар перемещается по трубке в более холодную часть системы, где конденсируется, после чего жидкость снова возвращается в испаритель. Движение происходит за счет разницы давления внутри КТТ.

Как рассказали CNews в компании «Теркон-КТТ», за последние 25 лет свыше 500 КТТ запущены и успешно эксплуатируются на борту различных космических аппаратов, США, Китая, Европы.

В частности, регулируемые КТТ применяются для высокоточной стабилизации температуры лазерных диодов в лазерной линии для информационного обмена спутников TerraSAR компаний EADS Astrium и Boeing. Два таких спутника, предназначенных для гражданской и радарной съемки земной поверхности, были запущены в 2007 г. с космодрома «Байконур».

КТТ содержат и, к примеру, российские спутники «Кондор» для дистанционного зондирования поверхности Земли. Они были разработаны «ВПК «НПО машиностроения» и запускались с «Байконура» в 2013 и 2014 гг.

Как советское изобретение выросло в высокотехнологичный бизнес

Прообраз контурной тепловой трубки был разработан в США в 1963 г. ученым Джорджем Гровером (George Grover) и его коллегами. Эта система имела ряд недостатков, ограничивающих ее применение – трубам не хватало гибкости, испаритель был распределен по всей системе, а не сосредоточен в одной ее части, тепло отводилось только при установке системы выше его источника. Дальнейшее развитие технология КТТ получила в СССР уже в 70-е годы: американским изобретением заинтересовался сотрудник Уральского политехнического института ученый-теплофизик Юрий Майданик (доктор технических наук, зав. лабораторией теплопередающих устройств Института теплофизики УРО РАН). Изменения, внесенные им, позволили создать эффективную КТТ, на которую сразу обратила внимание советская военная промышленность. В конце 80-х годов КТТ Майданика нашли применение в терморегулирующих системах космических аппаратов, и используются в космосе до сих пор.

Следующим этапом разработки, пришедшимся на начало 2000-х, стало уменьшение КТТ в размерах и придание им высокой гибкости без потери полезных свойств. Так открылись возможности для снижения стоимости производства и применения системы в ИТ и промышленном оборудовании. В 2004 г. Юрий Майданик вместе с коллегами из Института теплофизики УРО РАН при поддержке государственного фонда содействия инновациям основал компанию «Теркон-КТТ» для серийного выпуска контурных тепловых трубок. Сегодня «Теркон-КТТ» имеет собственную производственную площадку для выпуска КТТ на территории Екатеринбурга.

В 2014 г. «Теркон-КТТ» привлекла крупного инвестора – венчурный фонд «Лидер-инновации», созданный управляющей компанией «Лидер» при участии «Российской венчурной компании» (РВК). Фонд вложил в компанию свыше 67 млн руб. в обмен на контрольный пакет акций. В 2018 г. «Теркон-КТТ» стала резидентом «Сколково». Среди заказчиков появились мировые корпорации – LG, Ford (проект системы теплоотвода для автомобильных фар), Thales Group и другие.

Однако, как отмечает генеральный директор «Теркон-КТТ» Аркадий Иванов, проекты с крупными зарубежными партнерами реализуются в течение как минимум нескольких лет, у них долгая экономика. Поэтому параллельно с поставками терконов компания начала развивать новое направление бизнеса – производство и продажу готовые решения на их базе под ключ. В конце 2019 г. «Теркон-КТТ» выпустила опытный образец небольшого центра обработки данных с контурной системой охлаждения.

В «Теркон-КТТ» свой бизнес по сборке ЦОДов считают уникальным в мировом масштабе. «Единственным конкурентом можно назвать бельгийскую компанию Calyos, которая также производит КТТ для серверов, однако эти проекты не связаны с организацией микроЦОДов», – заявил представитель компании в разговоре с CNews.