Sistema JetCool SmartPlate: preenchendo a lacuna entre o resfriamento a ar e líquido

O sistema JetCool SmartPlate é um excelente ponto de entrada para refrigeração líquida – especialmente quando um circuito líquido completo não é uma opção.

O resfriamento líquido oferece vantagens significativas em relação ao resfriamento a ar tradicional, especialmente para ambientes de computação de alta densidade. Ao dissipar eficientemente o calor dos processadores, o resfriamento líquido pode reduzir o consumo de energia, diminuir as temperaturas operacionais e melhorar o desempenho geral do sistema. O sistema SmartPlate da JetCool é um excelente ponto de entrada para resfriamento de líquido autônomo e de circuito fechado - especialmente para ambientes onde um circuito de líquido completo não é uma opção.

Adicionar loops fechados a servidores de computação e GPU não é novidade; vimos ciclos fechados em muitas plataformas de servidores densas, como Dell, HPE e Lenovo. A tecnologia é excelente porque elimina a necessidade de modificações complexas na infraestrutura, reduzindo custos iniciais e requisitos de manutenção contínua. Os benefícios dos sistemas de circuito fechado não são tão robustos quanto os de um circuito completo com CDU e água das instalações, mas ainda oferecem muitos benefícios de eficiência energética.

JetCool é um nome que vimos surgindo em feiras como SuperCompute e, mais recentemente, na Dell Tech World em maio passado. Eles estão ganhando atenção como uma solução para cargas de trabalho de alto desempenho orientadas por CPU e GPU. JetCool oferece suporte a uma ampla variedade de CPUs e GPUs Intel e AMD, como o NVIDIA H100 em formatos de placa com soquete e add-in. JetCool também lançou seus engenheiros em plataformas emergentes como o Superchip GB200 e arquiteturas de CPU de próxima geração.

 

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O sistema JetCool SmartPlate já está disponível em todo o mundo através da Dell e de seus parceiros de canal, que oferecem serviço global abrangente, suporte e cobertura de garantia. Adicionar JetCool a um servidor representa aproximadamente uma atualização de 10% além do preço de configuração do servidor base.

Para entender melhor como o sistema funciona, a JetCool nos enviou seu sistema Dell PowerEdge R760 com um circuito fechado para análise.

Qual é a diferença do JetCool?

A tecnologia de resfriamento micro convectivo patenteada da JetCool atinge pontos críticos com jatos de fluido, proporcionando transferência de calor e eficiência de resfriamento superiores em comparação aos métodos tradicionais. Este resfriamento líquido direcionado também aumenta a eficiência, onde o Jetcool consome até 50% menos energia no resfriamento e uma redução geral de energia de quase 18%. Esta solução é visualmente semelhante a outras configurações de refrigeração líquida de circuito fechado, mas os JetCool SmartPlates fazem toda a diferença.

Os jatos de fluido no sistema SmartPlate forçam o refrigerante sobre os pontos quentes da matriz para mover o calor de forma mais eficaz do que um fluxo passivo. A eficácia desta solução de resfriamento permite que o sistema Jetcool funcione com refrigerante em temperatura mais alta e ainda tenha um bom desempenho. Por sua vez, esta eficiência de refrigeração contribui para a eficiência energética no resfriamento e, graças aos menores requisitos de fluxo de ar, reduz não apenas a temperatura da CPU, mas também de todo o data center. A redução da temperatura do data center pode reduzir os custos operacionais contínuos para toda a instalação.

A maioria dos provedores de data centers constrói suas instalações de acordo com as diretrizes da Sociedade Americana de Engenheiros de Aquecimento, Refrigeração e Ar Condicionado (ASHRAE), seguindo os padrões A1-A4. Esses padrões estabelecem uma faixa de temperatura recomendada de 64.4°F a 80.6°F para data centers refrigerados a ar. Com componentes de maior desempenho e tarefas de computação de maior demanda, os servidores mais recentes de alta densidade liberam maiores quantidades de calor. Isso traz dificuldades para os data centers, já que os novos padrões H1 da ASHRAE determinam que os ambientes devem ser resfriados a uma faixa de 64.4°F a 71.6°F. Isto traz a opção de atualizar as capacidades de refrigeração de toda a instalação (o que aumenta a demanda de energia e os custos operacionais) ou instalar um sistema de refrigeração líquida em toda a instalação. Qualquer uma dessas opções acarreta custos iniciais monumentais. É aqui que o sistema JetCool visa ajudar a mover o resfriamento para dentro do chassi do servidor e reduzir a necessidade de diminuir a temperatura do resfriamento do ar e manter as necessidades dentro das diretrizes típicas da ASHRAE A1-A4, ao mesmo tempo que minimiza o impacto nos custos operacionais.

Outra área que os sistemas SmartPlate da JetCool ajudam a melhorar é a poluição sonora. Com a solução SmartPlate, os sistemas podem funcionar 13dBA de forma mais silenciosa devido à velocidade reduzida da ventoinha do chassi. Esta operação mais silenciosa reduz a poluição sonora da instalação e pode ajudar a reduzir a vibração do equipamento. JetCool afirma que esta redução de 13dBA reduz o ruído das instalações em até 4X. O estudo de um R760 descobriu que o ruído começou em 77.8 dBA com um sistema refrigerado a ar, e o sistema SmartPlate da JetCool atingiu 64.4 dBA.

Outro valor significativo do JetCool é a facilidade de implantação, já que sua solução não requer nada de especial. A implantação da solução JetCool tem custos de implantação e manutenção significativamente mais baixos do que um sistema DLC no data center – custos adicionais de hardware externo, encanamento, manutenção ou instalação são desnecessários. O sistema autônomo do JetCool pode ser um benefício considerável para obter melhor eficiência no mesmo espaço ocupado, economizando tempo antes de passar para o resfriamento líquido completo com componentes de maior desempenho.

Análise do hardware JetCool

JetCool suporta plataformas com CPUs Intel 4ª e 5ª Geração Xeon e EPYC de 4ª Geração. A classificação TDP para esses sistemas é de até 850 W em um chassi de 1U ou de até 1,200 W em um chassi de 2U. O sistema JetCool suporta uma faixa de temperatura do ar de entrada de 55°F a 95°F. Conforme observado, o JetCool suportará mais chips e GPUs, e o trabalho no NVIDIA GB200 já está em andamento.

Esta plataforma específica fornecida pela JetCool é construída em uma plataforma Dell Poweredge R760; as especificações são as seguintes.

Abaixo está uma foto da plataforma R760 que a Jetcool nos enviou. Seus componentes estão claramente visíveis e as imagens documentadas e o desempenho do JetCool são consistentes com o que vimos em nosso laboratório.

Abaixo está uma foto fornecida pela JetCool mostrando o layout dos componentes em sua solução SmartPlate; aqueles que não estão familiarizados com refrigeração líquida verão algumas peças extras, como radiador, bombas e reservatório.

A foto abaixo mostra a bomba, o controlador da bomba e as placas frias. As placas JetCool Cold são bastante finas em termos de resfriamento em comparação com outras soluções.

Conforme rotulado acima, esta peça de formato estranho no coração do sistema é o reservatório de refrigerante. Este reservatório não é grande, mas faz bem o trabalho. Todo o circuito contém cerca de 10 onças de líquido e não precisa de manutenção ou recarga durante a vida útil da garantia do servidor.

Também é importante notar no design que mesmo com o radiador próximo às ventoinhas, há bastante fluxo de ar através do chassi até a parte traseira do sistema. É difícil ver na imagem acima, mas também há uma lacuna para levar o fluxo de ar para a DRAM abaixo do radiador.

Dell PowerEdge R760 com desempenho JetCool

Normalmente, testaríamos um sistema como este com dissipadores de calor refrigerados a ar e, em seguida, trocaríamos o kit líquido para obter nossos números de desempenho ou compararíamos o loop líquido com as mesmas CPUs em um servidor refrigerado a ar. Nenhuma dessas opções foi uma boa escolha desta vez, então pedimos à jetCool para ajudar em alguns de seus próprios testes.

A JetCool forneceu dados sobre sua plataforma R760 em testes internos. Esses números comparam a velocidade do ventilador, a temperatura ambiente, a temperatura máxima da CPU e o consumo geral de energia do servidor. Eles mostram que mesmo abaixo da capacidade máxima do sistema JetCool Smartplate, ele atinge o desempenho máximo de uma solução refrigerada a ar com alguma sobrecarga de sobra.

Desempenho refrigerado a ar

Desempenho do JetCool SPS

Ao considerar a diferença de potência entre os ventiladores e o sistema JetCool Smartplate, as CPUs neste sistema estavam em 62C, o sistema resfriado a ar estava na velocidade máxima do ventilador e o JetCool SPS estava apenas em 60%. As diferenças de eficiência de resfriamento fornecidas pelo SPS da JetCool resultaram em uma redução de 214 W no consumo de energia para o mesmo desempenho. Esta redução de energia, multiplicada por apenas cinco servidores, representa aproximadamente 1KW de energia economizada.

Não confiamos exclusivamente nos dados do JetCool. O gráfico a seguir mostra a estabilidade de temperatura da solução JetCool sob uma carga de trabalho consistente em nossos testes. Executamos o Y-Cruncher na extração de dígitos Pi BBP em 10 trilhões de dígitos, com intervalo de aproximadamente 40 minutos.

Neste teste, vimos o clock do núcleo cair para 2300 MHz sob carga e permanecer estável, sobrando para alguns picos. Aqui, o sistema SmartPlate foi testado para manter as temperaturas estáveis ​​e não decepcionou. Ao longo de aproximadamente 40 minutos de carga consistente, a temperatura da CPU atingiu 60°C e só atingiu o pico de 61°C, caindo rapidamente após o teste.

Desempenho de referência

Além dos testes térmicos, executamos nosso conjunto de servidores padrão. Não temos boas comparações nas CPUs “Q” de refrigeração líquida dedicadas da Intel, mas apresentamos os dados aqui, mesmo assim, se isso ajudar aqueles que comparam o desempenho desta construção com outros que testamos no passado.

• Dell Power Edge R760
• CPUs: 2x Intel Xeon Platinum 8470Q (52C 104T cada)
• Memória: 768 GB (12x64g) 5600 MHz DDR5

Cinebench 2024

Para o teste Cinebench 2024 da Maxon, vimos 5,215 pontos em multi-core, 71 pontos em single-core e uma proporção de MP de 73.53x.

 Cinebench R23

Para o Cinebench R23 da Maxon, vimos 105,569 pontos em multi-core, 1,252 pontos em single-core e uma proporção de mp de 84.32x.

Processador Blender 4.0

Para testes de CPU do Blender 4.0, a plataforma JetCool R760 produziu pontuações de 948.049 para Monster, 630.348 para Junkshop e 476.018 para Classroom.

Processador Blender 4.1

Para testes de CPU do Blender 4.1, a plataforma JetCool R760 produziu pontuações de 930.390 para Monster, 644.007 para Junkshop e 473.364 para Classroom.

Processador Geekbench 6

Na CPU Geekbench 6, a plataforma JetCool R760 produziu uma pontuação single-core de 1,814 e uma pontuação multi-core de 19,076.

Teste de velocidade Blackmagic RAW

Para o Blackmagic Raw Speedtest, vimos 141FPS nos Dual Xeon Platinum 8470Qs.

Teste de velocidade de disco Blackmagic

Para o Blackmagic Disk Speedtest, estamos testando a configuração de quatro SSDs Dell NVME em Raid0.

Triturador em Y

y-cruncher é um programa multithread e escalonável que pode calcular Pi e outras constantes matemáticas em trilhões de dígitos. Desde o seu lançamento em 2009, tornou-se um aplicativo popular de benchmarking e testes de estresse para overclockers e entusiastas de hardware. Aqui, a plataforma JetCool foi impressionantemente rápida em todos os aspectos.

7-Zip

O popular utilitário 7-Zip inclui benchmarks de memória e CPU que usamos para testes de desempenho.

UL Procyon 2.7 IA Visão Computacional

Para UL Procyon AI Computer Vision, vimos tempos de inferência bastante rápidos até REAL-ESRGAN. Também terminamos com uma pontuação geral de 141 pontos. Este teste usou o Xeon Platinum 8470Qs para inferência.

Para comparações com outras máquinas, a UL anunciou que todas as versões do Procyon anteriores à 2.7 não serão comparáveis ​​devido a pontuações diferentes.

Conclusão

Com as configurações de bico proprietárias da JetCool, resfriamento localizado e necessidades de pressão mais baixas, os JetCool SmartPlates mostram sua vantagem sobre os dissipadores de calor tradicionais. Além disso, esta solução não é complexa e o JetCool tem alguns truques divertidos, como seus jatos patenteados nos SmartPlates para forçar o refrigerante a entrar nos pontos quentes. Fundamentalmente, porém, se sua organização tivesse um R760 com JetCool, você não saberia disso de fora, a menos que percebesse a operação silenciosa em comparação com servidores refrigerados a ar.

A JetCool publicou um estudo de caso em 2023 com Sabey Data Centers para avaliar diferenças de eficiência, testando Poweredge R740XDs. “Na avaliação da Sabey, o servidor refrigerado pelo Sistema SmartPlate registrou uma redução de 13.5% no consumo de energia em relação aos servidores refrigerados a ar. Como o líquido refrigerante do sistema absorve o calor diretamente dos componentes eletrônicos através de placas frias, elimina a necessidade de fluxo de ar intenso, reduzindo significativamente a velocidade do ventilador.” Sabey também viu muitos outros benefícios, incluindo temperatura de exaustão mais baixa e menos carga nos manipuladores de ar. O restante do estudo de caso da Sabey pode ser encontrado aqui.

Já começou a corrida para que os data centers possam lidar com os imensos requisitos de energia dos servidores modernos, graças ao imenso consumo de energia da CPU e da GPU, e o resfriamento líquido é a única solução para atender a essas necessidades. Felizmente, existem muitas opções para refrigeração líquida, mas nem todos podem ou querem instalar um circuito líquido completo com uma conexão de água de instalação, lidar com um tanque de imersão ou gerenciar produtos químicos complicados. Para quem deseja hoje os benefícios da refrigeração líquida sem complexidade, o JetCool se destaca como uma excelente alternativa.

Tecnologia JetCool

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