השוק החם של פתרונות הקירור: חברות המחשוב נתקלו בצורך להתמודד עם החום והאנרגיה

מה יגרום לאינטל וגוגל לשתף פעולה? גם פעילים יצירתיים במיוחד בענף ההיי-טק יתקשו לספק תשובה. נכון שלשתיהן יש אינטרסים משותפים, אולם ספק אם הייתה אי פעם הכרזה שלהן על יוזמה הרלוונטית לשתיהן. והנה, לפני כשבועיים התחברו אינטל וגוגל כדי להודיע על מיזם לשימוש חסכוני באנרגיה עבור מחשבים. "הקואליציה סביב שמירה על האקלים היא רחבה מאוד", אמר פט גלסינגר, מנכ"ל קבוצת הארגון הדיגיטלי באינטל.

ואכן פתרונות ה"אנרגיה הירוקה" הפכו בשנה האחרונה לטרנד חם. כולם מדברים עליהם, מחפשים להשקיע בהם וכמובן מפרסמים אותם, אפילו שלא תמיד ברורה הסיבה. היוזמה של אינטל וגוגל היא אחת נוספת בשורה ארוכה של יוזמות שראינו בחודשים האחרונים בתחום זה. רשימה ארוכה של יצרני מערכות מחשוב מנסים להדגיש, באופן טבעי או מלאכותי, את הפחתת צריכת האנרגיה שמוצריהם גורמים.

לפני חודש למשל, הודיעה יבמ כי תשקיע מיליארד דולר בשנה לשיפור צריכת האנרגיה במערכות המחשוב. החברה, שהכריזה באותו מעמד על פרויקט "Big Green", מעוניינת לפי הודעתה להתמודד עם צריכת האנרגיה המטפסת במרכזי המידע הארגוניים. מיד אחריה, הכריזה דל שהיא מעוניינת "לחבור ללקוחותיה כדי להיות חברת הטכנולוגיה הירוקה ביותר בטווח הארוך". לשם כך, מתיימרת החברה להשיג עד 2012 הפחתה של 15% בפחמן הדו חמצני שהיא מייצרת, ולספק מוצרים יעילים בצריכת האנרגיה שלה. לצד יבמ ודל אפשר למצוא גם את HP, שהכריזה כי תצמצם בשנים הקרובות את צריכת האנרגיה שלה בכ-20%.

אולם, הניסיון לשייך את ייעול צריכת האנרגיה בתחום המחשוב למוטיבציה הקשורה לאיכות הסביבה, רלוונטית אולי ליחסי הציבור. הביטויים "הירוקים" הפכו להייפ שיווקי, שמאפשר מינוף של מהלך עסקי לטובת מטרה נשגבת לכאורה. למרות שבשני המקרים השימוש הוא באותם מטבעות לשון, צריכת אנרגיה נמוכה, עלייה דרסטית בטמפרטורות, פליטת גזי החממה ועוד, קיים הבדל גדול במוטיבציה. בפועל, עומדות יצרניות המחשוב והארגונים הגדולים, בפני בעיה אמיתית, שרלוונטית בעיקר לאחוזי הרווחיות אותן מנסות החברות לשפר. המספרים שמתארים את העלויות שמועמסות על מאזן החברה אינם חד משמעיים, אבל המשמעות ברורה - ייעול צריכת האנרגיה או דרכים יצירתיות להפחתת החום במרכזי הנתונים ובמחשבים עצמם הוא כורח. בלעדיו, המשך הגידול בבסיסי הנתונים בארגונים ובמהירות המעבדים, יהיה נתון בספק.

"הלקוחות יחליטו לפי צריכת האנרגיה"

קירור מרכזי המידע הארגוניים הפך לקריטי בשנים האחרונות. פתרונות כגון רשתות גריד (שמאפשרות להשתמש במשאבי מחשוב ארגוניים פנויים שאינם בהכרח קשורים לשרת), וירטואליזציה (הרצת יישומים מסביבת עבודה שונה על שרת אחר), ושרתי בלייד (שרתים המבוססים על כרטיסי מחשוב שאפשר לדחוס כמות גדולה מהם לתוך שלדה, המספקת את כל התשתיות מלבד יכולות העיבוד הבסיסיות), הפכו את בעיית המיקום הרלוונטית לחדרי השרתים (כלומר - שטח רצפה) לפחות דחופה. מצד שני, על אותו שטח נמצאים כעת המון שרתים שפועלים בעוצמות עיבוד גבוהות, מה שהופך את החום בחדר (וגם את הרעש) לבלתי נסבלים עבור העובדים ומערכות המחשוב כאחד.

זאת גם הסיבה, בגללה בתערוכת סביט האחרונה, תפסו המון תשומת לב פתרונות לקירור ארונות שרתי בליידים. לפי הערכות שמפרסמת חברת המחקר גרטנר, צריכת החשמל (הן עבור פתרונות קירור והן עבור השרתים עצמם) של ארון שרתי בלייד תגיע ב-2011 לכ-52 קילו-וואט. גרטנר מעריכה שהעלות השנתית הכוללת של האנרגיה בחדרי שרתים תעמוד בשנת 2011 על כ-37 אלף דולר ל"מאגד שרתים" (Rack), הכפלה של פי 10 בתוך פחות מעשור ויחס עלויות של פי 2 לטובת אנרגיה לקירור לעומת צרכי אנרגיה אחרים.

העלויות הגבוהות מובילות לשינוי ממשי בסדר העדיפויות של מנהלי המחשוב הארגוניים. "היום מדברים ברמה של הספקי חשמל", אומר יגאל שניידר, מנכ"ל אלכסנדר-שניידר, שמספקת פתרונות אינטגרציה למרכזי מידע ארגוניים. "מנהל IT בארגון לא מדבר איתנו על כמות המטר המרובע של חדרי השרתים אלא על כמות הקילו-וואט לחדר. היום ארון שרתים צורך יותר מ-30 קילו-וואט, כאשר חדר שרתים שתוכנן בצורה קלאסית, מתוכנן ל-4 קילו-וואט בלבד". על מנת לספק את רמת הקירור הנדרשת, אומר שניידר שהצורך הוא ל"ממש הוריקן", מבחינת אספקת האוויר.

הדרכים המעשיות לספק את הקירור הן כמובן פתרונות מיזוג ומים. כאן נכנסות לתמונה ענקיות המחשוב, כל אחת ופתרונותיה. ב-HP וביבמ לדוגמה שמו דגש על פתרונות קירור מבוססי מים קרים, הממוקמים בארונות האחסון של שרתי הבלייד. מעבר לכך קיימים פתרונות מיזוג שכוללים מיזוג נקודתי וכללי שמכוון ע"י סנסורים לנקודה ספציפית בה נוצר חום גבוה במיוחד, מיזוג תחת הרצפה (הפתרון שקיים היום ברוב חדרי השרתים), אוורור ברמות שונות בהתאמה לעומס בפעילות השרתים, וחלוקה פיזית של חדר השרתים, כך שקל יותר לשלוט בחום ובצריכת האנרגיה.

כמובן שהצורך בהפחתת צריכת החשמל מכה בבטן הרכה של ספקיות מוצרי האחסון, שבסך הכל גוזרות חלק נכבד מהכנסותיהן ממכירת החומרה. "אנחנו כל הזמן מוצאים פטנטים למכור פחות אחסון. זה אמנם מוזר קצת, אבל זה בדיעבד לטובת כולם", אומר אלי לופז, מנהל בתחום הנדסת המערכת בנטוורק אפליינס (נט-אפ) אירופה. החברה, נציין, הכריזה לאחרונה על יוזמה לחיסכון בהוצאות האנרגיה במרכזי המחשוב הארגוניים. לופז: "הדרך שלנו היא להפחית את מספר הדיסקים בארגון באמצעים שונים".

" אז איפה הפתרונות החדשים לחסכון באנרגיה?

"את הלקוחות מעניין החיסכון הכספי, ולא החיסכון בהוצאת החשמל. אנחנו אמרנו 'הנה היכולות שתורמות לזה'. זה לא עניין של יכולות חדשות, אלא לקחת את מה שרלוונטי ולהציגו כפתרון לגידול המידע בארגון".

בענקית אחסון אחרת, EMC, עדיין לא משחררים הצהרות, אבל הכיוון ברור. "מכירות השרתים בארה"ב עומדות כבר כמה שנים על כ-20 מיליארד דולר", אומר גיל גורן, מנהל הפיתוח העסקי הבינלאומי בחברה, "לעומת זאת, ההוצאות על אנרגיה במרכזי המידע הארגוניים תעמודנה בקרוב על 60 מיליארד דולר. יש למישהו ספק מה יהיה הבידול בין חברות החומרה בעוד כמה שנים? הלקוחות לא יחליטו לפי המאפיינים של המחשב אלא לפי פתרונות צריכת האנרגיה"

"אין חברה שמספקת פתרונות קירור למחשבים ניידים"

אולם, עם כל הכבוד למרכזי המחשוב הענקיים והוצאות האנרגיה שנדרשות להפעלתם, המקום הקריטי ביותר שבו יש לצריכת האנרגיה של המעבדים חשיבות הוא דווקא במחשבים הקטנים יותר, בניידים לדוגמה. מה גם שבסופו של דבר מקור החימום הוא מהמעבד, ומה שיעבוד עבור הפלטפורמות הניידות יעבוד גם עבור הפתרונות הגדולים יותר. הלחץ בניידים מגיע גם מהצורך בהפחתת החום וגם בצריכת אנרגיה נמוכה כדי להאריך את אפקטיביות הסוללה הניידת.

טכנולוגיית הקירור של המעבדים התחילה כבר לפני די הרבה שנים עם ההכרה שהשילוב של מעגלים אלקטרוניים ואנרגיה יוצר רמות חום שאינן בריאות לתקינות המכשור. באופן פרקטי יש ברירה אחת להפחתת החום בתוך מערכת המחשוב - צינון המעבד. המעבדים היום יכולים להגיע עד טמפרטורה של 100 מעלות. לפי הנתונים היבשים המעבד מתקלקל ברמה של 127 מעלות, כאשר מערכות הקירור בדרך כלל מתחילות לעבוד מעל רמה של 70 מעלות.

הפתרונות המוכרים כוללים בעיקר שילוב של מאווררים עם "צלעות קירור" (Heat sinks), שמאפשרות ספיגה של החום ע"י פיזור האנרגיה המשתחררת מהמעבד על פני שטח גדול. אולם, אלו פתרונות "פאסיביים" יחסית, שענו על הצרכים במעבדים בעלי מהירויות נמוכות מאלה שמוכרות כיום. באינטל למשל הבינו באמצע שנות ה-90 שהפתרונות הללו לא יעזרו להם להגיע עם רמות האנרגיה מעל למעבדי הפנטיום 4 עם מהירות של 3.2Ghz. במשך השנים האחרונות השקיעה אינטל בכ-8 סטארט-אפים בתחום הקירור, בהם קיוותה שיימצא הפתרון לקירור יכולות העיבוד, אולם כמעט ללא הצלחה. בסופו של דבר, את החיסכון בתחום השיגה אינטל בזכות תכנון פיזי שונה של המעבד ופונקציות מערכתיות שונות.

"היכולת של יצרן המעבדים לשנות משהו בחיבור בין מהירות המעבד לבין צריכת האנרגיה היא נמוכה", אומר ספי אפל, מנכ"ל ומייסד הסטארט-אפ פולסה-קול (PulsaCool). אפל יודע על מה הוא מדבר. עד לפני כשנה הוא היה בין המובילים של תחום החיסכון בצריכת אנרגיה במרכז הפיתוח של אינטל בחיפה ולמעשה היה אחראי על חלק ניכר מהחשיבה מאחורי מעבד הסנטרינו, בו החלה אינטל להתייחס באופן פורמאלי לבעיית החום העולה במעבדים.

פולסה-קול, הוקמה בתחילת השנה ע"י אפל ושותף נוסף ומתמקדת בפתרון מסוג ה--Liquid cooling (קירור נוזלי). הפתרון שלה מבוסס על הזרמת נוזלי קירור ל"בריכה" שמעל המעבד (השם המקצועי הוא Cold Plate - צלחת קרה), ספיגת החום, והעברת הנוזל לרכיבים אחרים על לוח האם. הפתרון כולו ממוקם בצמוד למעבד וכולל בעיקר מיכל עם נוזל קירור. פולסה-קול, מספר אפל, נמצאת כרגע בשיתוף פעולה עם מספר ענקיות מחשוב ובראשן Acer, שעל גבי הפלטפורמה שלה היא מתכוונת לבצע את הרצות הניסוי של המערכת (בטא-סייט). "אם נצליח להיכנס למחשבים הניידים, השמיים הם הגבול", מתלהב אפל, "כרגע אין אף חברה בעולם שמספקת פתרונות קירור אקטיביים עבור הניידים. ענקיות המחשוב מספקות פתרונות עבור שרתים ומרכזי מידע ארגוניים, אבל לא עבור הניידים".

העניין שמעוררת פולסה-קול בא לידי ביטוי גם בפעילותה המואצת. החברה קיבלה השקעת סיד של מג'נסיס בגובה של כחצי מיליון דולר והיא בדרך לגיוס של כ-8 מיליון דולר. החברה בולטת גם על רקע ניסיונות אחרים בתחום הקירור באמצעות נוזלים, לא בהכרח בישראל, שלא הביאו עדיין לפריצות דרך גדולות. כזו למשל היא Cooligy האמריקנית, שגייסה כמה עשרות מיליוני דולרים, והתבססה על טכנולוגיה שפותחה באוניברסיטת סטנפורד. Cooligy נרכשה ב-2005 ע"י ענקית האלקטרוניקה אמרסון, ככל הנראה עוד בטרם הגיעה להישגים משמעותיים בתחום.

גם עבור חברה ותיקה יותר שפעילה בתחום (למרות שהיא פועלת בעיקר בתחום ה-PC ושרתים) עושה רושם שהתקופה הנוכחית מוצלחת יחסית. "זה שוק רותח. תרתי משמע", אומר שם-טוב מנחם, מנכ"ל חברת ActiveCool, "חשפנו את המוצר בתערוכת "סביט" והרגשנו מהפידבק שקיבלנו שהשוק מחפש פתרון. באו לראות את המוצרים שלנו בתערוכה יצרנים מהקצה השני של העולם". החברה, שהוקמה בשנת 2000, מפתחת יחידות כוללות לסילוק חום שמופק מרכיבים אלקטרוניים. הפיתוח שלה מבוסס על עיקרון עתיק יומין באלקטרוניקה (עוד מתחילת המאה ה-19), לפיו כששתי מתכות שונות מחוברות ביניהן ובאחת מהן עובר זרם חשמלי, נוצרים הבדלי טמפרטורות בין הצדדים (המונח המקצועי נקרא TEC - Thermo Electric Cooling).

גם ב-ActiveCool מנצלים את הפופולאריות בתחום כדי להאיץ את התהליכים העסקיים שעוברת החברה, וכן לפיתוח מוצרים שיאפשרו חדירה לתחום המחשבים הניידים. תהליכים עסקיים אלה כוללים ניסיון להתחבר לענקיות המחשוב, פתיחת קו ייצור במזרח אירופה, וכמובן גיוס סכום נוסף למימון הפעילות. "