Le refroidissement liquide offre des avantages significatifs par rapport au refroidissement par air traditionnel, en particulier pour les environnements informatiques à haute densité. En dissipant efficacement la chaleur des processeurs, le refroidissement liquide peut réduire la consommation d'énergie, abaisser les températures de fonctionnement et améliorer les performances globales du système. Le système SmartPlate de JetCool est un excellent point d'entrée pour le refroidissement liquide autonome en boucle fermée — en particulier pour les environnements où une boucle liquide complète n'est pas une option.

L'ajout de boucles fermées aux serveurs de calcul et GPU n'est pas nouveau ; nous avons vu des boucles fermées dans de nombreuses plateformes de serveurs denses, telles que Dell, HPE et Lenovo. La technologie est formidable car elle élimine le besoin de modifications d'infrastructure complexes, réduisant les coûts initiaux et les exigences de maintenance continues. Les avantages des systèmes en boucle fermée ne sont pas aussi robustes qu'une boucle complète avec CDU et eau de facility, mais ils offrent toujours de nombreux avantages en matière d'efficacité énergétique.

JetCool est un nom que nous avons vu apparaître lors de salons professionnels comme SuperCompute et, plus récemment, lors de Dell Tech World en mai dernier. Ils gagnent en attention en tant que solution pour les charges de travail haute performance axées à la fois sur le CPU et le GPU. JetCool prend en charge une large gamme de processeurs Intel et AMD et de GPU comme le NVIDIA H100 sous forme de cartes socketées et de cartes d'extension. JetCool a également mis ses ingénieurs sur des plateformes émergentes comme le GB200 Superchip et les architectures CPU de nouvelle génération.

Le système SmartPlate de JetCool est désormais disponible dans le monde entier via Dell et ses partenaires de distribution, qui offrent un service, un support et une couverture de garantie complets à l'échelle mondiale. L'ajout de JetCool à un serveur représente une mise à niveau d'environ 10 % par rapport au prix de base de la configuration du serveur.

Pour mieux comprendre le fonctionnement du système, JetCool nous a envoyé leur système Dell PowerEdge R760 avec une boucle fermée pour examen.

Quelle est la différence JetCool ?

La technologie brevetée de refroidissement par micro-convection de JetCool cible les points chauds avec des jets de fluide, offrant un transfert de chaleur et une efficacité de refroidissement supérieurs par rapport aux méthodes traditionnelles. Ce refroidissement liquide ciblé augmente également l'efficacité, Jetcool revendiquant jusqu'à 50 % d'énergie en moins pour le refroidissement et une réduction globale de la puissance de près de 18 %. Cette solution est visuellement similaire à d'autres configurations de refroidissement liquide en boucle fermée, mais les SmartPlates de JetCool font toute la différence.

 

Schéma du système SmartPlate de Jetcool

Les jets de fluide dans le système SmartPlate forcent le liquide de refroidissement sur les points chauds de la puce pour déplacer la chaleur plus efficacement qu'un flux passif. L'efficacité de cette solution de refroidissement permet au système Jetcool de fonctionner avec un liquide de refroidissement à température plus élevée tout en maintenant de bonnes performances. À son tour, cette efficacité de refroidissement contribue à l'efficacité énergétique du refroidissement, et grâce à des exigences de débit d'air plus faibles, elle réduit non seulement la température du CPU, mais aussi celle de l'ensemble du centre de données. La réduction de la température du centre de données peut réduire les coûts opérationnels continus de l'ensemble de l'installation.

La plupart des fournisseurs de centres de données construisent leurs installations selon les directives de l'American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE), en suivant les normes A1-A4. Ces normes stipulent une plage de température recommandée de 18°C à 27°C pour les centres de données refroidis par air. Avec des composants plus performants et des tâches de calcul plus exigeantes, les nouveaux serveurs à haute densité dégagent des quantités de chaleur plus importantes. Cela pose des difficultés aux centres de données car les nouvelles normes H1 de l'ASHRAE stipulent que les environnements doivent être refroidis dans une plage de 18°C à 22°C. Cela amène le choix de mettre à niveau les capacités de refroidissement de l'ensemble de l'installation (ce qui augmente la demande d'énergie et les coûts opérationnels) ou d'installer un système de refroidissement liquide à l'échelle de l'installation. L'un ou l'autre de ces choix entraîne des coûts initiaux monumentaux. C'est là que le système de JetCool vise à aider à déplacer le refroidissement à l'intérieur du châssis du serveur et réduit la nécessité de baisser la température du refroidissement par air et de maintenir les besoins dans les directives ASHRAE A1-A4 typiques tout en minimisant l'impact sur les coûts d'exploitation.

Un autre domaine dans lequel les systèmes SmartPlate de JetCool contribuent à améliorer est la pollution sonore. Avec la solution SmartPlate, les systèmes peuvent fonctionner jusqu'à 13 dBA plus silencieusement grâce à la réduction de la vitesse des ventilateurs du châssis. Ce fonctionnement plus silencieux réduit la pollution sonore de l'installation et peut aider à réduire les vibrations des équipements. JetCool affirme que cette réduction de 13 dBA diminue le bruit de l'installation jusqu'à 4 fois. Leur étude d'un R760 a révélé que le bruit commençait à 77,8 dBA avec un système refroidi par air, et le système SmartPlate de JetCool a enregistré 64,4 dBA.

Une autre valeur significative pour JetCool est sa facilité de déploiement, car leur solution ne nécessite rien de spécial. Le déploiement de la solution JetCool a des coûts de déploiement et de maintenance considérablement inférieurs à ceux d'un système DLC dans le centre de données — aucun matériel externe supplémentaire, aucune plomberie, aucun coût de maintenance ou d'installation n'est nécessaire. Le système autonome de JetCool peut être un avantage considérable pour obtenir une meilleure efficacité à partir de la même empreinte, économisant du temps avant de passer au refroidissement liquide complet avec des composants plus performants.

Détail du matériel JetCool

JetCool prend en charge les plateformes avec les processeurs Intel Xeon de 4ème et 5ème génération et EPYC de 4ème génération. La puissance de conception thermique (TDP) pour ces systèmes est jusqu'à 850W dans un châssis 1U ou jusqu'à 1 200W dans un châssis 2U. Le système JetCool prend en charge une plage de température d'air entrant de 13°C à 35°C. Comme indiqué, JetCool prendra en charge plus de puces et de GPU, et des travaux sur le NVIDIA GB200 sont déjà en cours.

Cette plateforme spécifique fournie par JetCool est construite sur une plateforme Dell Poweredge R760 ; les spécifications sont les suivantes.

Ci-dessous une photo de la plateforme R760 que Jetcool nous a envoyée. Ses composants sont clairement visibles, et les images et performances documentées de JetCool sont cohérentes avec ce que nous avons vu dans notre laboratoire.

Ci-dessous une photo fournie par JetCool montrant la disposition des composants dans leur solution SmartPlate ; ceux qui ne connaissent pas le refroidissement liquide verront quelques pièces supplémentaires, comme le radiateur, les pompes et le réservoir.

La photo ci-dessous montre la pompe, le contrôleur de pompe et les plaques froides. Les plaques froides JetCool sont assez minces pour la façon dont elles refroidissent par rapport à d'autres solutions.

Comme indiqué ci-dessus, cette pièce de forme étrange au cœur du système est le réservoir de liquide de refroidissement. Ce réservoir n'est pas grand, mais il fait bien son travail. La boucle entière contient environ 10 onces de liquide et n'a pas besoin d'être entretenue ou remplie pendant la durée de vie garantie du serveur.

Il est également important de noter dans la conception que même avec le radiateur près des ventilateurs, il y a beaucoup de débit d'air à travers le châssis vers l'arrière du système. Il est difficile de le voir sur la photo ci-dessus, mais il y a aussi un espace pour que l'air circule vers la DRAM sous le radiateur.

Dell PowerEdge R760 avec performances JetCool

Habituellement, nous testerions un système comme celui-ci avec des dissipateurs thermiques refroidis par air, puis nous échangerions le kit liquide pour obtenir nos chiffres de performance ou comparer la boucle liquide avec les mêmes CPU dans un serveur refroidi par air. Aucune de ces options n'était un bon choix cette fois-ci, nous avons donc demandé à JetCool de nous aider avec certains de leurs propres tests.

JetCool a fourni des données sur sa plateforme R760 lors de tests internes. Ces chiffres comparent la vitesse du ventilateur, la température ambiante, la température maximale du CPU et la consommation d'énergie globale du serveur. Ils montrent que même en dessous de la capacité maximale du système Smartplate de JetCool, il atteint les performances maximales d'une solution refroidie par air avec une certaine marge.

Performances refroidies par air

Performances JetCool SPS

En considérant la différence de puissance entre les ventilateurs et le système JetCool Smartplate, les CPU de ce système étaient à 62°C, le système refroidi par air était à la vitesse maximale du ventilateur, et le JetCool SPS n'était qu'à 60%. Les différences d'efficacité de refroidissement fournies par le SPS de JetCool ont entraîné une réduction de 214W de la consommation d'énergie pour les mêmes performances. Cette réduction de puissance, multipliée par seulement cinq serveurs, représente environ 1KW d'énergie économisée.

Nous ne nous sommes pas appuyés exclusivement sur les données de JetCool. Le tableau suivant montre la stabilité de la température de la solution JetCool sous une charge de travail constante de nos tests. Nous avons exécuté Y-Cruncher sur l'extraction de chiffres BBP de Pi à 10 billions de chiffres, durant environ 40 minutes.

Dans ce test, nous avons vu l'horloge du cœur chuter à 2300 MHz sous charge et rester stable, à l'exception de quelques pics. Ici, le système SmartPlate est testé pour maintenir les températures stables, et il n'a pas déçu. Pendant environ 40 minutes de charge constante, la température du CPU a atteint un pic de 60°C et n'a atteint que 61°C, puis a rapidement chuté après le test.

Performances du benchmark

En plus des tests thermiques, nous avons exécuté notre suite de serveurs standard. Nous n'avons pas de bonnes comparaisons sur les CPU « Q » dédiés au refroidissement liquide d'Intel, mais nous présentons néanmoins les données ici si cela peut aider ceux qui comparent les performances de cette configuration à d'autres que nous avons examinées par le passé.

• Dell PowerEdge R760
• CPU : 2x Intel Xeon Platinum 8470Q (52 cœurs 104 threads chacun)
• Mémoire : 768 Go (12x64 Go) DDR5 5600 MHz

Cinebench 2024

Pour le test Cinebench 2024 de Maxon, nous avons obtenu 5 215 points en multicœur, 71 points en monocœur et un ratio MP de 73,53x.

Cinebench R23

Pour Cinebench R23 de Maxon, nous avons obtenu 105 569 points en multicœur, 1 252 points en monocœur et un ratio MP de 84,32x.

Blender 4.0 CPU

Pour les tests CPU Blender 4.0, la plateforme JetCool R760 a produit des scores de 948,049 pour Monster, 630,348 pour Junkshop et 476,018 pour Classroom.

Blender 4.1 CPU

Pour les tests CPU Blender 4.1, la plateforme JetCool R760 a produit des scores de 930,390 pour Monster, 644,007 pour Junkshop et 473,364 pour Classroom.

Geekbench 6 CPU

Sur Geekbench 6 CPU, la plateforme JetCool R760 a produit un score monocœur de 1 814 et un score multicœur de 19 076.

Blackmagic RAW Speedtest

Pour le Blackmagic Raw Speedtest, nous avons obtenu 141 FPS avec les deux Xeon Platinum 8470Q.

Blackmagic Disk Speedtest

Pour le Blackmagic Disk Speedtest, nous testons la configuration de quatre SSD NVME Dell en Raid0.

Y-Cruncher

y-cruncher est un programme multithread et évolutif qui peut calculer Pi et d'autres constantes mathématiques à des billions de décimales. Depuis son lancement en 2009, il est devenu une application populaire de benchmark et de stress-testing pour les overclockers et les passionnés de matériel. Ici, la plateforme JetCool a été impressionnamment rapide dans l'ensemble.

7-Zip

L'utilitaire populaire 7-Zip comprend des benchmarks mémoire et CPU que nous utilisons pour les tests de performance.

UL Procyon 2.7 AI Computer Vision

Pour UL Procyon AI Computer Vision, nous avons observé des temps d'inférence assez rapides jusqu'à REAL-ESRGAN. Nous avons également obtenu un score global de 141 points. Ce test a utilisé les Xeon Platinum 8470Q pour l'inférence.

Pour les comparaisons avec d'autres machines, UL a annoncé que toutes les versions de Procyon antérieures à la 2.7 ne seront pas comparables en raison de scores différents.

Conclusion

Avec les configurations de buses propriétaires de JetCool, le refroidissement localisé et les besoins en basse pression, les SmartPlates de JetCool montrent leur avantage sur les dissipateurs thermiques traditionnels. De plus, cette solution n'est pas complexe, et JetCool a quelques astuces intéressantes, comme leurs jets brevetés dans les SmartPlates pour forcer le liquide de refroidissement dans les points chauds. Fondamentalement, cependant, si votre organisation avait un R760 avec JetCool, vous ne le sauriez pas de l'extérieur à moins de remarquer le fonctionnement silencieux par rapport aux serveurs refroidis par air.

JetCool a publié une étude de cas en 2023 avec Sabey Data Centers pour évaluer les différences d'efficacité, en testant des Poweredge R740XD. « Dans l'évaluation de Sabey, le serveur refroidi par le système SmartPlate a enregistré une diminution de 13,5 % de la consommation d'énergie par rapport aux serveurs refroidis par air. Étant donné que le liquide de refroidissement du système absorbe la chaleur directement des composants électroniques via des plaques froides, il élimine le besoin d'un flux d'air intense, réduisant considérablement la vitesse des ventilateurs. » Sabey a également constaté de nombreux autres avantages, notamment une température d'échappement plus basse et moins de charge sur les unités de traitement d'air. Le reste de l'étude de cas de Sabey peut être trouvé ici.

La course est déjà lancée pour que les centres de données gèrent les exigences de puissance immenses des serveurs modernes, grâce à la puissance de calcul et GPU immense, et le refroidissement liquide est la seule solution pour répondre à ces besoins. Heureusement, il existe de nombreuses options de refroidissement liquide, mais tout le monde ne peut pas ou ne veut pas installer une boucle liquide complète avec une connexion à l'eau de l'installation, gérer un réservoir d'immersion ou manipuler des produits chimiques compliqués. Pour ceux qui veulent les avantages du refroidissement liquide dès aujourd'hui sans complexité, JetCool s'impose comme une excellente alternative.

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