JetCool SmartPlate-System: Überbrückt die Lücke zwischen Luft- und Flüssigkeitskühlung

Das JetCool SmartPlate-System ist ein hervorragender Einstieg in die Flüssigkeitskühlung – insbesondere, wenn ein vollständiger Flüssigkeitskreislauf keine Option ist.

Flüssigkeitskühlung bietet erhebliche Vorteile gegenüber herkömmlicher Luftkühlung, insbesondere in hochdichten Computerumgebungen. Durch die effiziente Ableitung der Wärme von den Prozessoren kann Flüssigkeitskühlung den Energieverbrauch senken, die Betriebstemperaturen verringern und die Gesamtleistung des Systems verbessern. Das SmartPlate-System von JetCool ist ein hervorragender Einstieg in eine eigenständige Flüssigkeitskühlung mit geschlossenem Kreislauf – insbesondere für Umgebungen, in denen ein vollständiger Flüssigkeitskreislauf keine Option ist.

Das Hinzufügen geschlossener Kreisläufe zu Computer- und GPU-Servern ist nichts Neues; wir haben geschlossene Kreisläufe in vielen dichten Serverplattformen wie Dell, HPE und Lenovo gesehen. Die Technologie ist großartig, weil sie komplexe Infrastrukturänderungen überflüssig macht und so die Vorlaufkosten und den laufenden Wartungsaufwand reduziert. Die Vorteile geschlossener Kreisläufe sind nicht so groß wie die eines vollständigen Kreislaufs mit CDU und Anlagenwasser, aber sie bieten dennoch viele Vorteile in Bezug auf die Energieeffizienz.

JetCool ist ein Name, der auf Messen wie SuperCompute und zuletzt auf der Dell Tech World im vergangenen Mai aufgetaucht ist. Sie gewinnen als Lösung für hochleistungsfähige Workloads, die sowohl CPU- als auch GPU-gesteuert sind, an Aufmerksamkeit. JetCool unterstützt eine breite Palette von Intel- und AMD-CPUs und GPUs wie die NVIDIA H100 in Sockel- und Erweiterungskarten-Formfaktoren. JetCool hat seine Ingenieure auch auf neue Plattformen wie den GB200-Superchip und CPU-Architekturen der nächsten Generation aufmerksam gemacht.

 

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Das JetCool SmartPlate-System ist ab sofort weltweit über Dell und seine Vertriebspartner erhältlich, die umfassenden globalen Service, Support und Garantieleistungen bieten. Das Hinzufügen von JetCool zu einem Server kostet etwa 10 % zusätzlich zum Basispreis der Serverkonfiguration.

Um die Funktionsweise des Systems besser zu verstehen, hat uns JetCool sein Dell PowerEdge R760-System mit geschlossenem Kreislauf zum Testen zugesandt.

Was ist der JetCool-Unterschied?

Die patentierte mikrokonvektive Kühltechnologie von JetCool zielt mit Flüssigkeitsstrahlen auf Hotspots und bietet im Vergleich zu herkömmlichen Methoden eine bessere Wärmeübertragung und Kühlleistung. Diese gezielte Flüssigkeitskühlung erhöht auch die Effizienz, wobei Jetcool bis zu 50 % weniger Energie für die Kühlung und eine Gesamtleistungsreduzierung von fast 18 % verspricht. Diese Lösung ähnelt optisch anderen geschlossenen Flüssigkeitskühlungssystemen, aber JetCool SmartPlates machen den Unterschied.

Die Flüssigkeitsstrahlen im SmartPlate-System drücken Kühlmittel über die Hotspots auf dem Chip, um die Wärme effektiver abzuleiten als bei einem passiven Fluss. Die Effektivität dieser Kühllösung ermöglicht es dem Jetcool-System, mit Kühlmittel höherer Temperatur zu laufen und trotzdem eine gute Leistung zu erbringen. Diese Kühleffizienz wiederum wirkt sich auf die Energieeffizienz bei der Kühlung aus und senkt dank des geringeren Luftstrombedarfs nicht nur die Temperatur der CPU, sondern auch die des gesamten Rechenzentrums. Die Reduzierung der Rechenzentrumstemperatur kann die laufenden Betriebskosten für die gesamte Anlage senken.

Die meisten Rechenzentrumsanbieter bauen ihre Anlagen nach den Richtlinien der American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) und halten sich dabei an die A1-A4-Standards. Diese Standards legen einen empfohlenen Temperaturbereich von 64.4 bis 80.6 °C für luftgekühlte Rechenzentren fest. Mit leistungsstärkeren Komponenten und anspruchsvolleren Rechenaufgaben geben neuere Server mit hoher Dichte größere Wärmemengen ab. Dies bringt Schwierigkeiten für Rechenzentren mit sich, da die neuen H1-Standards von ASHRAE besagen, dass die Umgebungen auf einen Bereich von 64.4 bis 71.6 °C gekühlt werden sollten. Dies führt zu der Entscheidung, die Kühlkapazitäten der gesamten Anlage zu verbessern (was den Strombedarf und die Betriebskosten erhöht) oder ein anlagenweites Flüssigkeitskühlsystem zu installieren. Jede dieser Optionen bringt enorme Vorlaufkosten mit sich. Hier zielt das System von JetCool darauf ab, die Kühlung in das Servergehäuse zu verlagern und die Notwendigkeit zu verringern, die Luftkühlungstemperatur zu senken und den Bedarf innerhalb der typischen ASHRAE A1-A4-Richtlinien zu halten, während die Auswirkungen auf die Betriebskosten minimiert werden.

Ein weiterer Bereich, in dem JetCools SmartPlate-Systeme zur Verbesserung beitragen, ist die Lärmbelästigung. Mit der SmartPlate-Lösung können Systeme aufgrund der reduzierten Lüftergeschwindigkeit des Gehäuses 13 dBA leiser laufen. Dieser leisere Betrieb verringert die Lärmbelästigung der Anlage und kann dazu beitragen, die Vibrationen der Geräte zu verringern. JetCool sagt, dass diese 13 dBA-Reduzierung den Anlagenlärm um bis zu das Vierfache senkt. Ihre Studie eines R4 ergab, dass der Lärm bei einem luftgekühlten System bei 760 dBA begann und das SmartPlate-System von JetCool 77.8 dBA erreichte.

Ein weiterer wichtiger Vorteil von JetCool ist die einfache Bereitstellung, da für die Lösung keine besonderen Anforderungen gestellt werden. Die Bereitstellung der JetCool-Lösung verursacht erheblich geringere Bereitstellungs- und Wartungskosten als ein DLC-System im Rechenzentrum – zusätzliche externe Hardware, Installation, Wartung oder Installationskosten sind nicht erforderlich. Das in sich geschlossene System von JetCool kann einen erheblichen Vorteil bieten, wenn es darum geht, bei gleichem Platzbedarf eine höhere Effizienz zu erzielen und Zeit zu sparen, bevor man auf eine vollständige Flüssigkeitskühlung mit leistungsstärkeren Komponenten umsteigt.

JetCool-Hardware-Aufschlüsselung

JetCool unterstützt Plattformen mit Intel Xeon-CPUs der 4. und 5. Generation und EPYC-CPUs der 4. Generation. Die TDP-Bewertung für diese Systeme beträgt bis zu 850 W in einem 1U-Gehäuse oder bis zu 1,200 W in einem 2U-Gehäuse. Das JetCool-System unterstützt einen Zulufttemperaturbereich von 55 °F bis 95 °F. Wie bereits erwähnt, wird JetCool weitere Chips und GPUs unterstützen, und die Arbeit an der NVIDIA GB200 ist bereits im Gange.

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

Unten sehen Sie ein Foto der R760-Plattform, das uns Jetcool geschickt hat. Die Komponenten sind deutlich zu erkennen, und die von JetCool dokumentierten Bilder und Leistungen stimmen mit dem überein, was wir in unserem Labor gesehen haben.

Unten sehen Sie ein Foto von JetCool, das die Komponentenanordnung in ihrer SmartPlate-Lösung zeigt. Wer sich mit Flüssigkeitskühlung nicht auskennt, wird ein paar zusätzliche Teile sehen, wie Kühler, Pumpen und Behälter.

Das Foto unten zeigt die Pumpe, den Pumpenregler und die Kühlplatten. Die JetCool-Kühlplatten sind im Vergleich zu anderen Lösungen ziemlich dünn für ihre Kühlleistung.

Wie oben beschrieben, handelt es sich bei diesem ungewöhnlich geformten Teil im Herzen des Systems um den Kühlmittelbehälter. Dieser Behälter ist nicht groß, erfüllt aber seinen Zweck gut. Der gesamte Kreislauf fasst etwa 10 ml Flüssigkeit und muss während der Garantiezeit des Servers weder gewartet noch nachgefüllt werden.

Beim Design ist außerdem zu beachten, dass selbst wenn sich der Kühler in der Nähe der Lüfter befindet, ausreichend Luft durch das Gehäuse zur Rückseite des Systems strömt. Auf dem Bild oben ist es schwer zu erkennen, aber es gibt auch eine Lücke, um den Luftstrom zum DRAM unter dem Kühler zu leiten.

Dell PowerEdge R760 mit JetCool-Leistung

Normalerweise testen wir ein System wie dieses mit luftgekühlten Kühlkörpern und tauschen dann das Flüssigkeitskit aus, um unsere Leistungszahlen zu erhalten, oder vergleichen den Flüssigkeitskreislauf mit denselben CPUs in einem luftgekühlten Server. Keine dieser Optionen war diesmal eine gute Wahl, also baten wir jetCool, uns bei einigen ihrer eigenen Tests zu helfen.

JetCool hat in internen Tests Daten zu seiner R760-Plattform bereitgestellt. Diese Zahlen vergleichen Lüftergeschwindigkeit, Umgebungstemperatur, maximale CPU-Temperatur und den gesamten Stromverbrauch des Servers. Sie zeigen, dass das JetCool Smartplate-System sogar unterhalb seiner maximalen Kapazität die maximale Leistung einer luftgekühlten Lösung mit etwas Reserve erreicht.

Luftgekühlte Leistung

JetCool SPS-Leistung

Wenn man den Leistungsunterschied zwischen den Lüftern und dem JetCool Smartplate-System berücksichtigt, lagen die CPUs in diesem System bei 62 °C, das luftgekühlte System hatte die maximale Lüftergeschwindigkeit und das JetCool SPS nur bei 60 %. Die Unterschiede in der Kühleffizienz, die das JetCool SPS bietet, führten zu einer Reduzierung des Stromverbrauchs um 214 W bei gleicher Leistung. Diese Leistungsreduzierung, multipliziert mit nur fünf Servern, ergibt eine Stromeinsparung von etwa 1 kW.

Wir haben uns nicht ausschließlich auf JetCool-Daten verlassen. Das folgende Diagramm zeigt die Temperaturstabilität der JetCool-Lösung unter einer konstanten Arbeitslast aus unseren Tests. Wir haben Y-Cruncher auf der Pi BBP Digit Extraction mit 10 Billionen Ziffern ausgeführt, wobei die Zeitspanne ungefähr 40 Minuten betrug.

Bei diesem Test sahen wir, wie der Kerntakt unter Last auf 2300 MHz fiel und bis auf ein paar Spitzen konstant blieb. Hier wird das SmartPlate-System getestet, um die Temperaturen konstant zu halten, und es hat uns nicht enttäuscht. Während etwa 40 Minuten konstanter Last stieg die CPU-Temperatur auf 60 °C und erreichte nur einen Höchstwert von 61 °C, um dann nach dem Test schnell wieder abzufallen.

Benchmark-Leistung

Zusätzlich zu den thermischen Tests haben wir unsere Standardserver-Suite ausgeführt. Wir haben keine guten Vergleichsergebnisse zu Intels dedizierten flüssigkeitsgekühlten „Q“-CPUs, präsentieren die Daten hier aber trotzdem, falls sie denjenigen helfen, die die Leistung dieses Builds mit anderen vergleichen, die wir in der Vergangenheit getestet haben.

• Dell PowerEdge R760
• CPUs: 2x Intel Xeon Platinum 8470Q (je 52C 104T)
• Speicher: 768 GB (12 x 64 g) 5600 MHz DDR5

Cinebench 2024

Beim Cinebench 2024-Test von Maxon haben wir 5,215 Punkte im Multi-Core-Modus, 71 Punkte im Single-Core-Modus und ein MP-Verhältnis von 73.53x festgestellt.

 Cinebench R23

Beim Cinebench R23 von Maxon haben wir 105,569 Punkte im Multi-Core-Modus, 1,252 Punkte im Single-Core-Modus und ein MP-Verhältnis von 84.32x festgestellt.

Blender 4.0-CPU

Beim Blender 4.0-CPU-Test erreichte die JetCool R760-Plattform Werte von 948.049 für Monster, 630.348 für Junkshop und 476.018 für Classroom.

Blender 4.1-CPU

Beim Blender 4.1-CPU-Test erreichte die JetCool R760-Plattform Werte von 930.390 für Monster, 644.007 für Junkshop und 473.364 für Classroom.

Geekbench-6-CPU

Auf der Geekbench 6 CPU erreichte die JetCool R760-Plattform einen Single-Core-Score von 1,814 und einen Multi-Core-Score von 19,076.

Blackmagic RAW Geschwindigkeitstest

Beim Blackmagic Raw Speedtest haben wir 141 FPS vom Dual Xeon Platinum 8470Qs gemessen.

Blackmagic Disk-Geschwindigkeitstest

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

Y-Cruncher

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

7-Zip

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

UL Procyon 2.7 KI-Computervision

Bei UL Procyon AI Computer Vision haben wir bis REAL-ESRGAN ziemlich schnelle Inferenzzeiten festgestellt. Wir haben auch eine Gesamtpunktzahl von 141 Punkten erreicht. Bei diesem Test wurden die Xeon Platinum 8470Qs für die Inferenz verwendet.

Zum Vergleich mit anderen Maschinen gab UL bekannt, dass alle Versionen von Procyon vor 2.7 aufgrund unterschiedlicher Bewertungen nicht vergleichbar seien.

Schlussfolgerung

Mit JetCools proprietären Düsenkonfigurationen, lokaler Kühlung und geringerem Druckbedarf sind die JetCool SmartPlates herkömmlichen Kühlkörpern überlegen. Darüber hinaus ist diese Lösung nicht komplex und JetCool hat ein paar nette Tricks parat, wie die patentierten Düsen in den SmartPlates, um Kühlmittel in die Hotspots zu drücken. Grundsätzlich gilt jedoch: Wenn Ihr Unternehmen einen R760 mit JetCool hätte, würden Sie ihn von außen nicht erkennen, es sei denn, Sie würden den leisen Betrieb im Vergleich zu luftgekühlten Servern bemerken.

JetCool veröffentlichte 2023 mit Sabey Data Centers eine Fallstudie zur Bewertung von Effizienzunterschieden und testete Poweredge R740XDs. „Bei Sabeys Auswertung verzeichnete der mit dem SmartPlate-System gekühlte Server einen um 13.5 % geringeren Stromverbrauch im Vergleich zu luftgekühlten Servern. Da das flüssige Kühlmittel des Systems die Wärme direkt von den elektronischen Komponenten über Kühlplatten aufnimmt, ist kein intensiver Luftstrom mehr erforderlich, was die Lüftergeschwindigkeit deutlich reduziert.“ Sabey sah auch viele andere Vorteile, darunter eine niedrigere Ablufttemperatur und eine geringere Belastung der Luftaufbereitungsanlagen. Den Rest der Sabey-Fallstudie finden Sie hier HIER.

Rechenzentren haben bereits begonnen, den enormen Strombedarf moderner Server zu bewältigen, da CPU und GPU enorm viel Strom verbrauchen. Flüssigkeitskühlung ist die einzige Lösung, um diesen Bedarf zu decken. Glücklicherweise gibt es viele Optionen für Flüssigkeitskühlung, aber nicht jeder kann oder will einen vollständigen Flüssigkeitskreislauf mit Wasseranschluss installieren, mit einem Tauchtank arbeiten oder komplizierte Chemikalien handhaben. Für diejenigen, die die Vorteile der Flüssigkeitskühlung heute ohne Komplexität nutzen möchten, ist JetCool eine hervorragende Alternative.

JetCool-Technologie

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