L’approche d’IBM : les serveurs retournés

D’après Gregg McKnight, CTO (Chief Technical Officer) du département systèmes modulaires chez IBM, les serveurs 1U ont beau dégager moins de chaleur que les serveurs lame, le refroidissement reste nécessaire et leur conception est très inefficace. Les constructeurs remplissent les boîtiers de composants de plus en plus nombreux jusqu’à l’extrême, et compte tenu de la hauteur et de la largeur fixes, les boîtiers deviennent de plus en plus profonds. Ceci se traduit par un refroidissement plus problématique qu’il ne l’a jamais été.

Les ventilateurs aspirent vers le fond, mais le temps que l’air frais y arrive, il absorbe la chaleur provenant des composants frontaux.

« Les composants à l’arrière du rack subissent le flux d’air le plus chaud, d’où la présence de sondes thermiques à cet endroit pour déterminer à quelle fréquence les ventilateurs doivent tourner pour refroidir le rack », nous a dit McKnight.

Le fait de tourner le serveur sur un des côtés permet d’économiser une énergie considérable dans cette optique, puisque le flux d’air se fait sur 15 pouces (38,10 centimètres) plutôt que 25 (63,50 cm). Les ventilateurs des nouveaux serveurs rack d’iDataPlex ne demandent que 6 Watts, la consommation moyenne du rack dans son ensemble est de 100 Wattts, là où les solutions concurrentes type consomment 1,2 Kilowatt en moyenne. IBM a mesuré une baisse de l’impédance propre au flux d’air allant jusqu’à 40% pour le nouveau système, ce qui signifie que l’on gaspille moins d’énergie à attirer la ventilation sur les composants frontaux.

McKnight insiste sur le fait que cette approche est aussi plus efficace que d’extraire l’air chaud au sommet ou à la base du rack, bien que ce type de flux s’élève naturellement. D’après McKnight, « Les serveurs du bas préchauffent l’air qui parvient au serveurs médians, et tous deux font grimper la température du flux qui arrive aux serveurs supérieurs ». « Au final, il faut faire circuler un flux complètement disproportionné, puisqu’il évolue dans un espace de presque deux mètres de haut, dans lequel l’air est maintenu et préchauffé – d’où le fait que le serveur au sommet se fasse cuire et que sa durée de vie soit nettement moins élevée que ceux situés à la base ».

Toujours selon McKnight, une solution iDataPlex est de 25 à 40% plus efficace qu’un rack de serveurs 1U équivalent, et nécessite jusqu’à 40% d’air conditionné en moins. Les améliorations peuvent être attribuées en partie à un meilleur refroidissement, mais IBM restreint par ailleurs les options de configurations pour ne proposer que les composants efficients sur le plan énergétique. L’alimentation est moins conséquente par rapport à la plupart des modèles haute capacité qu’on trouve dans les serveurs, que McKnight juge excessifs.

« Les systèmes 1U sont conçus de façon à ce que l’alimentation puisse supporter les configurations les plus énergivores ; les processeurs dégageant le plus de chaleur, une quantité de DRAM maximale et les cartes PCI les moins économes. Mais dans l’optique Web 2.0, nos clients sont plus intéressés par le rendement », nous confie notre interlocuteur. « Ils choisissent un CPU au TDP de 50 Watts et non pas 80 ou 130 Watts, des barrettes mémoire comportant un AMB (Advanced Memory Buffer) qui permet de diviser la consommation par deux ». Ce serait donc jeter de l’argent par les fenêtres que d’acheter une alimentation de 350 Watts ; même un modèle donné à 200 Watts pourrait être utilisé pour une faible consommation de 40 ou 50 Watts, signe d’un fonctionnement inefficace. 30 à 40 Watts sont perdus par la simple conversion d’une tension à une autre.

Pour pallier au problème, IBM utilise une alimentation dotée d’un rendement à 93%, partagée entre deux cartes mères afin d’équilibrer le rapport entre puissance et efficacité, ce qui permet d’installer jusqu’à 84 lames dans les racks d’iDataPlex prévus pour 42 lames à l’origine.

« On abandonne l’idée de proposer des processeurs dégageant 230 Watts et les configurations les plus calorifiques. Ca ne nous pose aucun problème de dire qu’au lieu de faire des optimisations pour une poignée de gens, nous allons nous attacher à ce qui concerne le plus grand nombre », déclare McKnight. « Très peu d’utilisateurs ont une utilité de cette débauche, mais tous les autres payent le prix au niveau de la consommation et des alimentations ». La mise en commun de l’alimentation fait chuter le nombre de câbles et répartiteurs de courant. Moins de composants, donc moins de pannes potentielles et bien qu’une alimentation défaillante désactive deux cartes mères en même temps, les applications Web 2.0 sont conçues pour faire face à ce genre de problème.