Khi các hệ thống máy tính hoạt động, nó không chỉ sử dụng điện năng để phục vụ cho các quá trình hữu ích như xử lý, lưu trữ và truyền tải dữ liệu, một phần lớn năng lượng bị hao phí do các hiệu ứng nhiệt sinh ra trên các thiết bị. Ở các hệ thống server hay trung tâm lưu trữ, nguồn nhiệt sản sinh ra rất lớn và nó làm tăng nhanh chóng nhiệt độ của toàn bộ hệ thống. Để các bộ phận bán dẫn hoạt động an toàn, người ta phải sử dụng thêm các thiết bị ngoài để duy trì nhiệt độ như quạt, máy lạnh... Tuy nhiên các phương pháp này thường tiêu tốn chi phí rất lớn và hoạt động không thực sự hiệu quả như mong đợi. Một vài game thủ đã sử dụng các phương pháp làm mát bằng chất lỏng nhưng nó mới chỉ áp dụng ở quy mô nhỏ. Mới đây, Intel đã cải tiến ý tưởng này khi lần đầu tiên họ sử dụng dầu để tản nhiệt cho các hệ thống server ở quy mô lớn. Một bước đi đột phá giúp giảm giá thành và tăng hiệu năng của hệ thống.
Thiết kế và hiệu năng
Trên thực tế, sản phẩm mà Intel đưa vào sử dụng được gọi là CarnotJet. Trong đó họ nhúng toàn bộ hệ thống server trong một loại dầu đặc biệt. Lượng dầu bao quanh toàn bộ thiết bị sẽ hấp thụ nhiệt tỏa ra trong quá trình hoạt động, sau đó dầu được bơm tới các tấm tản nhiệt, ở đây năng lượng được giải phóng ra môi trường. Sau khi dầu hạ nhiệt độ, chúng được đưa trở lại khu vực chứa server. Nguyên tắc ở đây gần giống như chúng ta thấy trên các động cơ đốt trong ở xe máy hoặc ô tô.
Trong thực tế, để đánh giá tính hiểu quả của một hệ thống làm mát, các kỹ sư đưa ra khái niệm hiệu suất sử dụng năng lượng PUE (Power Usage Effectiveness), nó được tính bằng tỉ lệ giữa tổng điện năng sử dụng và lượng điện tiêu thụ trên các server. Ở các phòng làm mát bằng quạt hoặc điều hòa, PUE có giá trị khoảng 1,6, tức là năng lượng mà hệ thống làm mát bằng khoảng 60% năng lượng cung cấp cho các máy tính hoạt động. Trong khi đó với hệ ngâm dầu mà các kỹ sư Intel thiết kế, hệ số PUE chỉ vào khoảng 1,02 hoặc 1,03, nói cách khác năng lượng tiêu tốn cho hệ thống làm mát chỉ chiếm 2-3% lượng điện tiêu thụ trên thiết bị chính. Rõ ràng sử dụng CarnotJet sẽ giúp tiết kiệm một khoản tiền đáng kể trên hóa đơn điện.
Tuy nhiên một vấn đề nữa cần quan tâm là ảnh hưởng của dầu tới các linh kiện như vi xử lý, RAM, ổ cứng và các thành phần khác của hệ thống. Nghiên cứu của Intel chỉ ra qua nhiều thử nghiệm trong thời gian dài các thiết bị vẫn hoạt động tốt và không chịu tác động nào ngay cả khi họ kiểm tra kỹ lại chúng trong phòng thí nghiệm đánh giá hư hỏng.
Những cải tiến trong tương lai
Hiện nhóm nghiên cứu đang tiếp tục làm việc để nâng cao hơn nữa hiệu quả của hệ thống làm mát bằng dầu, mục đích của họ là tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng ở mức thấp nhất có thể. Intel đặc biệt hi vọng những doanh nghiệp cần sử dụng các hệ thống lưu trữ hay các trung tâm tính toán hiệu năng cao sẽ là những khách hàng tiềm năng cho công nghệ mà công ty đang phát triển.
Nguồn: GigaOM
