Wie denkt dat hitteproblemen hooguit de doe-het-zelver raken, heeft het mis. Ook serieuze servergebruikers, degelijke datacenters en high-end hosters kampen met warmte. Niet verwonderlijk, want ondanks de vooruitgang in hitte-afgifte door steeds snellere processors neemt het probleem niet af. Het gebruik van ict-middelen blijft immers stijgen. Voor elke euro die servers, storage en netwerkapparatuur ingaat, wordt er twee tot drie euro besteed aan het koelen ervan. Dat moet beter kunnen.

Onderdompelen

Vloeistofkoeling, maar dan een flinke stap verder. Geen vloeistof door slangetjes langs koelblokken, maar de hele computer onderdompelen in een niet-geleidende(!) vloeistof. Ja, dit is jaren terug al gedaan door dappere tweakers, maar is nu ook verkrijgbaar als serieuze optie voor servers. Een Amerikaanse startup, bijgestaan door Sun-grondlegger Scott McNealy, levert bladeservers in een verzegelde behuizing die gevuld is met speciale koelvloeistof.

Deze machines van Hardcore Computer zijn in wezen standaard x86-computers, maar dan in hun gesloten behuizing ondergedompeld in een speciale vloeistof. Volgens de leverancier werkt dit 1350 keer beter dan gewone luchtkoeling, wat 80 procent kan besparen op koelingskosten voor datacenters. Het ‘recept’ voor die Core Coolant is natuurlijk geheim, en gepatenteerd. De blades horen in een speciaal 5U-hoog chassis, wat gemonteerd kan worden in een standaard serverrack. Dat chassis heeft door de betere koeling een hogere serverdichtheid: in de 5U passen zeven blades.

Desktops, workstations en servers intern ondergedompeld in gepatenteerde Core Coolant:

Benevelen

Koelen met buitenlucht gebeurt al wel, maar vaak staan daarbij toch aparte koelsystemen paraat - of zelfs standaard aan. Immers, als de buitentemperatuur stijgt, is de aangevoerde buitenlucht minder goed in staat de hete ict-apparatuur te koelen. Maar daar is een simpele oplossing voor: benevelen. Voorzie de buitenlucht van koel vocht en druk daarmee de temperatuur naar beneden. Natuurlijk moet die benevelde lucht nog wel even ontvochtigt worden voordat het in aanraking mag komen met de gevoelige elektronica.

Dit komt anno nu wel neer op een ‘tailor-made’ koelingssysteem. Zoals Facebook heeft geïnstalleerd voor zijn zelfontworpen nieuwe datacenter. Maar ‘s werelds grootste sociale netwerk deelt wel openlijk de specificaties van dat rekenmonster, compleet met CAD-bestanden. Dus zelf doen kan ook. En wie weet: straks is deze opstelling misschien wel kant-en-klaar verkrijgbaar van een slim hier op inspringende leverancier.

Facebook benevelt zijn servers:

Grafeen

Het magische materiaal van de ict. Grafeen blijkt steeds meer fantastische eigenschappen te hebben. Niet de minste daarvan is dat het materiaal zelfkoelend is. Bovendien is dat koelende vermogen groter dan de warmte die het opwekt als er electriciteit doorheen loopt. Computers die zijn uitgerust met chips van grafeen kunnen dus zonder ventilators gewoon draaien.

Jammer alleen dat chips van grafeen nog niet in productie zijn. En dat gaat ook niet dit jaar nog gebeuren. Huidige chips worden gemaakt van silicium, maar al wel gecombineerd met verschillende andere exotische materialen. Grafeen is wel een echt ánder ander soort materiaal. De kennis erover staat nog in de kinderschoenen, zeggen de wetenschappers die er zelf mee bezig zijn.

Stadskoude

Van de verre toekomst van grafeen-chips nu over naar het heden. Koelen met water, op grote schaal: de gemeente Amsterdam wil het gebruik van koud water uit (diepe) meren aanmoedigen. Dat gebruik van zogeheten stadskoude is geen toekomstmuziek: het wordt al gedaan. Op de Zuidas wordt al de koelte van de Nieuwe Meer gebruikt, en in Amsterdam Zuidoost die van de Ouderkerkerplas.

Een centrale haalt het koele water uit die stadsmeren en pompt het via een buizennetwerk naar bedrijfsterreinen. De kantoren en datacenters daar worden zo gekoeld. Volgens de gemeente Amsterdam verbruikt stadskoude zeker 75 procent minder energie dan reguliere elektrische koeling. Nadeel is wel dat het aanleggen van dit koelsysteem vrij kostbaar is, net als het vervoeren van het water over langere afstanden. Stadskoude is dus alleen rendabel voor groepen bedrijven (of zeer grote bedrijven) op terreinen die dicht bij diepe meren liggen.

De Ouderkerkerplas levert al stadskoude voor bedrijven in Amsterdam Zuidoost:

Slimmer meten

Na de voorgaande innovatieve en complexe koelingsmethoden nu een relatief eenvoudige. Eén die zelfs goedkoop kan zijn. Eén die eigenlijk een enorme open deur is, maar die toch ingetrapt moet worden. Plaats sensors slimmer: ín of dicht op je servers, storagesystemen en netwerkapparatuur. Voor de meeste serverruimtes wordt de temperatuur gemeten voor de hele ruimte, of in geavanceerde gevallen voor een afgesloten pad (aisle) tussen de racks.

Maar de hitte ontstaat in de ict-apparaten, die dan het rack opwarmen waarin ze hangen, waarna de warmte het pad opkomt en dan pas de algehele serverrruimte doordringt. Waarna de sensors het merken en de koelingssystemen laten aanslaan. Wat laat dus. Waardoor er flinke marges aangehouden (moeten) worden voor de koeling. Dat kan efficiënter, wat niet alleen stroom scheelt maar ook het probleem letterlijk en figuurlijk aanpakt bij de bron.

Combineer dit slimme(re) meten daarna ook met gerichte(re) koeling: in plaats van alleen koelroosters voor de hele ruimte is het beter om (ook) koelingspijpen te plaatsen bij de eigenlijke heethoofden. De uitschieters die je identificeert door de slimmer geplaatste sensoren.

Buitenbeentje

Tot slot een zesde mogelijkheid, die niet helemaal meetelt. We hebben het over datacenters voor praktisch gebruik. Een buitenopstelling, met servers in een tent, nemen we (nog) niet serieus. Hoewel Microsoft dat wel doet, zegt het zelf. Het daadwerkelijke datacenter blijkt echter een traktorschuur, en geen tent.

Koelere ideeën, slimme tips of zelfs concrete installaties? Zet ze uiteen in de comments. Help elkaar het hoofd koel te houden.