Refroidissement par immersion de serveurs : premiers retours opérationnels

Le refroidissement par immersion n'est pas une nouveauté, de l'IT en général au HPC en particulier. Il y a 35 ans, les Cray-2 et successeurs avaient leur assemblage de tours immergées dans un fluide caloporteur. Leurs exploitants se souviennent plus encore du dilemme entre intervenir sur un composant défectueux (rendant indisponible l'ensemble de longues journées) ou laisser un sous-ensemble fonctionner au rabais. De nos jours, face à l'inflation de la TDP (Thermal Design Power) des processeurs, l'air comme caloporteur a atteint ses limites. La conduction ou l'échange local via un fluide demeurent trop spécialisés pour satisfaire la part grandissante de dissipation thermique de d'autres composants : la mémoire vive, le stockage (via les NVMe ou SSD) et, plus encore, les GPUs, présentent, cumulés, une dissipation comparable, voire supérieure aux CPUs.

L'immersion dans un fluide isolant émerge ainsi comme une solution globale, systématique, satisfaisant complètement le besoin de dissiper largement 1 kW par unité de baie, du moins théoriquement. En effet, dans ce domaine comme ailleurs, "le diable se cache dans les détails" : seule une approche scientifique (où la référence est reine), bâtie "à l'épreuve des faits" et dans un contexte opérationnel permet de présenter les conditions optimales de cette technologie présentée comme innovante.

A l'ENS de Lyon, dans le cadre d'un partenariat avec TotalinuX, nous avons choisi d'appréhender tous les aspects d'une exploitation de serveurs "traditionnels" immergés. Cela va de la préparation des équipements pour l'immersion à leur exploitation dans le cadre d'une maintenance (vision intégrateur). Cela passe également par une mesure des températures d'un maximum de composants à la consommation globale électrique de l'ensemble (vision écologique). Les études préliminaires menées permettent d'ores et déjà de spécifier quelques principes nécessaires pour une transition "en douceur" vers cette technologie, à la fois prometteuse (dans ses avantages) mais plus contraignante (dans ses usages).