Flüssigkeitskühlung bietet erhebliche Vorteile gegenüber herkömmlicher Luftkühlung, insbesondere in Umgebungen mit hoher Rechenleistungsdichte. Durch die effiziente Wärmeableitung von Prozessoren kann die Flüssigkeitskühlung den Energieverbrauch senken, die Betriebstemperaturen reduzieren und die Gesamtleistung des Systems verbessern. Das SmartPlate-System von JetCool ist ein hervorragender Einstiegspunkt für eigenständige Flüssigkeitskühlsysteme mit geschlossenem Kreislauf – insbesondere für Umgebungen, in denen eine vollständige Flüssigkeitskühlung keine Option ist.

Das Hinzufügen geschlossener Kreisläufe zu Compute- und GPU-Servern ist nichts Neues; wir haben geschlossene Kreisläufe in vielen dichten Serverplattformen gesehen, wie z. B. bei Dell, HPE und Lenovo. Die Technologie ist großartig, da sie die Notwendigkeit komplexer Infrastrukturänderungen eliminiert, wodurch die Anfangskosten und die laufenden Wartungsanforderungen reduziert werden. Die Vorteile von Systemen mit geschlossenem Kreislauf sind nicht so robust wie bei einem vollständigen Kreislauf mit CDU und Facility-Wasser, aber sie bieten dennoch viele Vorteile in Bezug auf die Energieeffizienz.

JetCool ist ein Name, den wir auf Messen wie SuperCompute und zuletzt im Mai auf der Dell Tech World gesehen haben. Sie gewinnen an Aufmerksamkeit als Lösung für leistungsstarke Workloads, die sowohl CPU- als auch GPU-gesteuert sind. JetCool unterstützt eine breite Palette von Intel- und AMD-CPUs sowie GPUs wie die NVIDIA H100 in gesockelten und Add-in-Karten-Formfaktoren. JetCool hat seine Ingenieure auch auf aufkommende Plattformen wie den GB200 Superchip und CPU-Architekturen der nächsten Generation angesetzt.

Das JetCool SmartPlate System ist ab sofort weltweit über Dell und seine Channel-Partner erhältlich, die umfassenden globalen Service, Support und Garantieabdeckung bieten. Die Nachrüstung eines Servers mit JetCool stellt eine Kostensteigerung von etwa 10 % auf den Basispreis der Serverkonfiguration dar.

Um besser zu verstehen, wie das System funktioniert, hat uns JetCool sein Dell PowerEdge R760 System mit geschlossenem Kreislauf zur Überprüfung zugesandt.

Was ist der JetCool-Unterschied?

Die patentierte Mikrokonvektionskühltechnologie von JetCool zielt mit Flüssigkeitsstrahlen auf Hotspots ab und bietet im Vergleich zu herkömmlichen Methoden eine überlegene Wärmeübertragung und Kühleffizienz. Diese gezielte Flüssigkeitskühlung erhöht auch die Effizienz, wobei Jetcool bis zu 50 % weniger Energie für die Kühlung und eine Gesamteistungsreduzierung von fast 18 % beansprucht. Diese Lösung ähnelt optisch anderen geschlossenen Flüssigkeitskühlsystemen, aber die JetCool SmartPlates machen den Unterschied.

 

Diagramm des SmartPlate-Systems von Jetcool

Die Flüssigkeitsstrahlen im SmartPlate-System treiben Kühlmittel über die Hotspots auf dem Die, um Wärme effektiver zu bewegen als ein passiver Fluss. Die Effektivität dieser Kühllösung ermöglicht es dem Jetcool-System, mit höhertemperaturigem Kühlmittel zu arbeiten und dennoch gute Leistungen zu erbringen. Diese Kühleffizienz wiederum wirkt sich auf die Energieeffizienz der Kühlung aus, und dank geringerer Luftstromanforderungen reduziert sie nicht nur die Temperatur der CPU, sondern des gesamten Rechenzentrums. Die Reduzierung der Rechenzentrumstemperatur kann die laufenden Betriebskosten für die gesamte Anlage senken.

Die meisten Rechenzentrumsbetreiber bauen ihre Anlagen gemäß den Richtlinien der American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) und folgen den Standards A1-A4. Diese Standards geben einen empfohlenen Temperaturbereich von 18 °C bis 27 °C für luftgekühlte Rechenzentren an. Mit leistungsstärkeren Komponenten und rechenintensiveren Aufgaben geben neuere Server mit hoher Dichte höhere Wärmemengen ab. Dies stellt Rechenzentren vor Herausforderungen, da die neuen H1-Standards von ASHRAE besagen, dass die Umgebungen auf einen Bereich von 18 °C bis 22 °C gekühlt werden sollten. Dies führt zur Wahl, die Kühlkapazitäten der gesamten Anlage aufzurüsten (was den Strombedarf und die Betriebskosten erhöht) oder ein systemweites Flüssigkeitskühlsystem zu installieren. Beide Optionen bringen monumentale Anfangskosten mit sich. Hier setzt das System von JetCool an, um die Kühlung in das Servergehäuse zu verlagern und die Notwendigkeit zu reduzieren, die Luftkühltemperatur zu senken und die Anforderungen innerhalb der typischen ASHRAE A1-A4-Richtlinien zu erfüllen und gleichzeitig die Auswirkungen auf die Betriebskosten zu minimieren.

Ein weiterer Bereich, in dem die SmartPlate-Systeme von JetCool zur Verbesserung beitragen, ist die Lärmbelästigung. Mit der SmartPlate-Lösung können Systeme um 13 dBA leiser laufen, da die Lüftergeschwindigkeit des Gehäuses reduziert wird. Dieser leisere Betrieb reduziert die Lärmbelästigung der Anlage und kann helfen, Vibrationen von Geräten zu reduzieren. JetCool gibt an, dass diese Reduzierung um 13 dBA den Lärm in der Anlage um das bis zu 4-fache senkt. Ihre Studie an einem R760 ergab, dass der Lärm bei einem luftgekühlten System bei 77,8 dBA begann, während das SmartPlate-System von JetCool bei 64,4 dBA gemessen wurde.

Ein weiterer wichtiger Vorteil von JetCool ist die einfache Bereitstellung, da ihre Lösung nichts Besonderes erfordert. Die Bereitstellung der JetCool-Lösung ist mit deutlich geringeren Bereitstellungs- und Wartungskosten verbunden als ein DLC-System im Rechenzentrum – zusätzliche externe Hardware, Verrohrung, Wartung oder Installationskosten sind nicht erforderlich. Das eigenständige System von JetCool kann ein erheblicher Vorteil sein, um mehr Effizienz aus demselben Platz herauszuholen und Zeit zu sparen, bevor man zu einer vollständigen Flüssigkeitskühlung mit leistungsstärkeren Komponenten übergeht.

JetCool Hardware-Aufschlüsselung

JetCool unterstützt Plattformen mit Intel 4. und 5. Gen Xeon und 4. Gen EPYC CPUs. Die TDP-Bewertung für diese Systeme beträgt bis zu 850 W in einem 1U-Chassis oder bis zu 1.200 W in einem 2U-Chassis. Das JetCool-System unterstützt einen Zulufttemperaturbereich von 13 °C bis 35 °C. Wie bereits erwähnt, wird JetCool mehr Chips und GPUs unterstützen, und die Arbeit am NVIDIA GB200 ist bereits im Gange.

Diese spezielle Plattform, die von JetCool bereitgestellt wird, basiert auf einer Dell Poweredge R760 Plattform; die Spezifikationen sind wie folgt.

Unten ist ein Foto der R760-Plattform, die uns Jetcool geschickt hat. Ihre Komponenten sind deutlich sichtbar, und die dokumentierten Bilder und Leistungen von JetCool stimmen mit dem überein, was wir in unserem Labor gesehen haben.

Unten ist ein von JetCool bereitgestelltes Foto, das das Komponentenlayout in ihrer SmartPlate-Lösung zeigt. Wer mit Flüssigkeitskühlung nicht vertraut ist, wird einige zusätzliche Teile sehen, wie den Kühler, die Pumpen und den Behälter.

Das Foto unten zeigt die Pumpe, die Pumpensteuerung und die Kaltplatten. Die JetCool Kaltplatten sind ziemlich dünn für die gute Kühlleistung im Vergleich zu anderen Lösungen.

Wie oben beschriftet, ist dieses seltsam geformte Teil im Herzen des Systems der Kühlmittelbehälter. Dieser Behälter ist nicht groß, aber er erfüllt seine Aufgabe gut. Der gesamte Kreislauf fasst etwa 10 Unzen Flüssigkeit und muss während der Garantiezeit des Servers nicht gewartet oder nachgefüllt werden.

Es ist auch wichtig, im Design zu beachten, dass selbst mit dem Kühler nahe an den Lüftern genügend Luftstrom durch das Gehäuse zur Rückseite des Systems vorhanden ist. Auf dem obigen Bild ist es schwer zu erkennen, aber es gibt auch einen Spalt, um Luft zur DRAM unter dem Kühler zu leiten.

Dell PowerEdge R760 mit JetCool Leistung

Normalerweise würden wir ein System wie dieses mit luftgekühlten Kühlkörpern testen und dann das Flüssigkeitskit einbauen, um unsere Leistungswerte zu ermitteln oder den Flüssigkeitskreislauf mit denselben CPUs in einem luftgekühlten Server zu vergleichen. Keine dieser Optionen war diesmal eine gute Wahl, daher baten wir JetCool, uns bei einigen eigenen Tests zu helfen.

JetCool lieferte Daten zu seiner R760-Plattform in internen Tests. Diese Zahlen vergleichen Lüftergeschwindigkeit, Umgebungstemperatur, maximale CPU-Temperatur und den gesamten Stromverbrauch des Servers. Sie zeigen, dass selbst unterhalb der maximalen Kapazität des JetCool Smartplate-Systems die maximale Leistung einer luftgekühlten Lösung mit etwas Spielraum erreicht wird.

Luftgekühlte Leistung

JetCool SPS Leistung

Betrachtet man den Leistungsunterschied zwischen den Lüftern und dem JetCool Smartplate-System, so lagen die CPUs in diesem System bei 62 °C, das luftgekühlte System lief mit maximaler Lüftergeschwindigkeit und das JetCool SPS nur bei 60 %. Die von JetCool's SPS bereitgestellten Kühleffizienzdifferenzen führten zu einer Reduzierung des Stromverbrauchs um 214 W bei gleicher Leistung. Diese Leistungsreduzierung, multipliziert mit nur fünf Servern, entspricht etwa 1 KW eingesparter Leistung.

Wir haben uns nicht ausschließlich auf JetCool-Daten verlassen. Die folgende Tabelle zeigt die Temperaturstabilität der JetCool-Lösung unter einer konstanten Arbeitslast aus unseren Tests. Wir haben Y-Cruncher auf die Extraktion von Pi-BBP-Ziffern mit 10 Billionen Stellen laufen lassen, was etwa 40 Minuten dauerte.

In diesem Test sahen wir, wie der Kerntakt unter Last auf 2300 MHz fiel und stabil blieb, abgesehen von einigen Spitzen. Hier wurde das SmartPlate-System getestet, um die Temperaturen stabil zu halten, und es hat nicht enttäuscht. Während etwa 40 Minuten konstanter Last stieg die CPU-Temperatur auf 60 °C und erreichte nur einen Spitzenwert von 61 °C, bevor sie nach dem Test schnell wieder abfiel.

Benchmark-Leistung

Zusätzlich zu den thermischen Tests haben wir unsere Standard-Server-Suite ausgeführt. Wir haben keine guten Vergleichswerte für Intels dedizierte Flüssigkühl-„Q“-CPUs, aber wir präsentieren die Daten hier dennoch, falls sie denjenigen helfen, die die Leistung dieses Builds mit anderen von uns in der Vergangenheit getesteten vergleichen.

• Dell PowerEdge R760
• CPUs: 2x Intel Xeon Platinum 8470Q (je 52 Kerne, 104 Threads)
• Speicher: 768 GB (12x64 GB) 5600 MHz DDR5

Cinebench 2024

Für den Cinebench 2024-Test von Maxon sahen wir 5.215 Punkte im Multi-Core, 71 Punkte im Single-Core und ein MP-Verhältnis von 73,53x.

Cinebench R23

Für Maxons Cinebench R23 sahen wir 105.569 Punkte im Multi-Core, 1.252 Punkte im Single-Core und ein MP-Verhältnis von 84,32x.

Blender 4.0 CPU

Für die Blender 4.0 CPU-Tests erzielte die JetCool R760-Plattform Werte von 948,049 für Monster, 630,348 für Junkshop und 476,018 für Classroom.

Blender 4.1 CPU

Für die Blender 4.1 CPU-Tests erzielte die JetCool R760-Plattform Werte von 930,390 für Monster, 644,007 für Junkshop und 473,364 für Classroom.

Geekbench 6 CPU

Auf Geekbench 6 CPU erzielte die JetCool R760-Plattform eine Single-Core-Punktzahl von 1.814 und eine Multi-Core-Punktzahl von 19.076.

Blackmagic RAW Speedtest

Für den Blackmagic Raw Speedtest sahen wir 141 FPS aus den Dual Xeon Platinum 8470Qs.

Blackmagic Disk Speedtest

Für den Blackmagic Disk Speedtest testen wir die Konfiguration für vier Dell NVME SSDs im Raid0.

Y-Cruncher

y-cruncher ist ein Multithreading- und skalierbares Programm, das Pi und andere mathematische Konstanten auf Billionen von Stellen berechnen kann. Seit seiner Einführung im Jahr 2009 ist es zu einer beliebten Benchmark- und Stresstest-Anwendung für Overclocker und Hardware-Enthusiasten geworden. Hier war die JetCool-Plattform durchweg beeindruckend schnell.

7-Zip

Das beliebte 7-Zip-Dienstprogramm enthält Speicher- und CPU-Benchmarks, die wir für Leistungstests verwenden.

UL Procyon 2.7 AI Computer Vision

Für UL Procyon AI Computer Vision sahen wir ziemlich schnelle Inferenzzeiten bis REAL-ESRGAN. Wir erreichten auch eine Gesamtpunktzahl von 141 Punkten. Dieser Test verwendete die Xeon Platinum 8470Qs für die Inferenz.

Für Vergleiche mit anderen Maschinen hat UL angekündigt, dass alle Versionen von Procyon vor 2.7 aufgrund unterschiedlicher Bewertungen nicht vergleichbar sind.

Fazit

Mit den proprietären Düseneinstellungen von JetCool, der lokalen Kühlung und den geringeren Druckanforderungen zeigen die JetCool SmartPlates ihre Überlegenheit gegenüber herkömmlichen Kühlkörpern. Darüber hinaus ist diese Lösung nicht komplex, und JetCool hat ein paar nette Tricks, wie ihre patentierten Jets in den SmartPlates, um Kühlmittel in die Hotspots zu zwingen. Grundsätzlich würde man jedoch, wenn Ihre Organisation einen R760 mit JetCool hätte, dies von außen nicht bemerken, es sei denn, man bemerkt die leise Betriebsweise im Vergleich zu luftgekühlten Servern.

JetCool veröffentlichte 2023 eine Fallstudie mit Sabey Data Centers, um Effizienzdifferenzen zu bewerten und Poweredge R740XDs zu testen. „In Sabey's Bewertung verzeichnete der mit dem SmartPlate-System gekühlte Server einen um 13,5 % geringeren Stromverbrauch im Vergleich zu luftgekühlten Servern. Da das Kühlmittel des Systems die Wärme direkt von elektronischen Komponenten über Kaltplatten aufnimmt, entfällt die Notwendigkeit eines intensiven Luftstroms, was die Lüftergeschwindigkeiten erheblich reduziert.“ Sabey sah auch viele andere Vorteile, darunter eine niedrigere Ablufttemperatur und eine geringere Belastung der Luftbehandlungsgeräte. Den Rest der Sabey-Fallstudie finden Sie hier.

Das Rennen um die Bewältigung des immensen Strombedarfs moderner Server hat bereits begonnen, dank des enormen Stromverbrauchs von CPUs und GPUs, und Flüssigkeitskühlung ist die einzige Lösung, um diesen Bedarf zu decken. Glücklicherweise gibt es viele Optionen für Flüssigkeitskühlung, aber nicht jeder kann oder will eine vollständige Flüssigkeitsschleife mit Anschluss an das Facility-Wasser einrichten, einen Tauchtank betreiben oder komplizierte Chemikalien verwalten. Für diejenigen, die heute die Vorteile der Flüssigkeitskühlung ohne Komplexität nutzen möchten, ist JetCool eine ausgezeichnete Alternative.

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