#378. Как правильно искупать сервер и смартфон, чтобы они вышли сухими из воды

Всем привет.

Сегодня предлагаю изучить вопрос, как очень быстро потушить горящий ЦОД или дата-центр, используя только отечественное оборудование. Так как все мы живем в России, тема крайне важная и полезная.

Как искупать смартфон и сервер

На прошлой неделе сходил на конференцию «Ростелекома». Это было мероприятие для партнеров, максимально деловое и прикладное. Помимо выступлений, в лобби была небольшая выставочная зона, в которой несколько компаний показывали и продавали свои решения. Например, «Манго Офис» продавал свой виртуальный офис, показывая, как помог «Ростелекому» оптимизировать массовый подбор персонала. На стенде выдавали мячики-антистресс и поили смузи с разными айтишными названиями.

Меня же больше привлек другой стенд, на котором ничего не выдавали (а могли бы наливать!). На столике стоял только заполненный на ¾ аквариум, в котором лежал смартфон, подключенный к адаптеру питания. Ребята на стенде показывали всем любопытствующим занятный фокус: они зажигали спичку и пытались поднести её к воде внутри аквариума. Но как только спичка пересекала горлышко аквариума, она мгновенно тухла.

Дело в том, что в аквариуме была так называемая «сухая вода», а если точнее, газ фторкетон ФК-5-1-12. Хотя называть его газом не совсем правильно. Ведь при комнатной температуре это прозрачная жидкость без цвета и запаха. Жидкость закипает при температуре 49.2 градуса и мгновенно превращается в газ при распылении через форсунки. Именно это вещество спасает от огня серверные стойки в российских ЦОД.

Чем нельзя тушить ЦОД

До того, как посетить ЦОД «Билайна» в Ярославле, я не сильно задумывался, как происходит тушение пожаров в дата-центрах. Я не был настолько наивен, чтобы представлять, что с потолка льется вода. Но думал о каком-нибудь порошке или об экстренной откачке воздуха с замещением его CO₂.

Оказывается, что углекислоту действительно используют. Это считается самым бюджетным способом. Она отлично гасит пламя, просто вытесняя кислород из помещения. Но тут есть три проблемы: во-первых, надо предварительно эвакуировать персонал, иначе инженеры задохнутся (а маски и баллоны с кислородом развешивать на стенах не будешь, потому что они могут рвануть). Во-вторых, оказывается, при выходе из баллона температура углекислоты падает до -70 градусов. А это значит, что оборудование испытает термический шок. Процессор обычно нагревается до температуры 70–80 градусов. Будет серьезный перепад температур, так что процессор, да и текстолит материнской платы, металл и пайка просто потрескаются.

А ещё есть третья проблема, о которой я даже не подозревал. В дата-центрах во время срабатывания старых или неправильно спроектированных систем газового пожаротушения жесткие диски массово умирают вовсе не от огня и не от дыма. Когда газ под огромным давлением вырывается из обычных форсунок, в закрытом помещении возникает рев громкостью 120–130 децибел. Звуковая волна вызывает резонансную вибрацию корпусов, и магнитные головки HDD начинают буквально биться о поверхность пластин.

Нашел историю 2016 года о дата-центре банка ING в Румынии. Там не было пожара, но руководство решило провести учения. И звуковая волна вывела из строя серверы, так что примерно 10 часов клиенты банка не могли получить доступ к собственным средствам. В той же статье есть результаты исследований Siemens относительно устойчивости HDD к шумам:

• Выше 110 дБ — снижение производительности и ускоренная деградация;
• Выше 130 дБ — диск перестанет работать, но его можно вернуть к жизни, когда шум стихнет;
• Выше 140 дБ — отказ HDD, а также прочих компонентов серверов.

Так что индустрии нужны более совершенные способы защиты ЦОД.

Отечественные газы на замену американским

Долгие годы стандартом защиты дата-центров во всем мире считался американский газ Novec 1230, разработанный корпорацией 3M. Однако сначала компания ушла с российского рынка, а к концу 2025 года и вовсе свернула производство по всему миру из-за жестких экологических регуляций в США.

На рынке сразу же появилось множество китайских аналогов, но есть жалобы на нестабильное качество. Ну и в целом не очень хорошо, когда такие ценные вещи, как дата-центры, будет защищать что-то такое сомнительно-качественное.

Промышленный синтез российского фторкетона ФК-5-1-12 (он же хладон 1230, формула C₆​F₁₂​O) наладили под Санкт-Петербургом. ФК-5-1-12 — интересное вещество:

• При комнатной температуре это просто жидкость.
• Молекулы фторкетона не проводят электрический ток, поэтому в нем можно купать включенные серверы и смартфоны под нагрузкой. Возможно, вы, кстати, натыкались на видео, где струей «воды» моют видеокарты.
• Температура кипения составляет 49,2 градуса. А испаряется «сухая вода» в 50 раз быстрее обычной воды.
• Нет серьезного вреда для здоровья.
• В серверной не вытесняется кислород.
• ФК-5-1-12 резко поглощает тепло из зоны горения и на химическом уровне тормозит (ингибирует) реакцию окисления.

Но фторкетон — это только половина дела. Газ в бочке — это хорошо, но надо ещё упаковать и доставить к очагу возгорания. Новосибирский завод противопожарного оборудования (НЗПО) создал, помимо классических гигантских баллонов, ещё ультракомпактные модули газового пожаротушения МГП-СС «Уран», которые монтируются непосредственно внутрь стандартной 19-дюймовой серверной стойки.

В чем проблема 3М и Novec 1230

Долгое время Novec 1230 рекламировали как зеленый газ. Но потом 3М — создатель и монополист этого рынка — заявила, что закрывает все заводы, производящие фторполимеры, фторированные жидкости и добавки на основе PFAS (вечные химикаты, которые не распадаются), потому что испугалась многомиллиардных штрафов.

3М утверждала, что газ Novec 1230 не разрушает озоновый слой и не усиливает парниковый эффект. В атмосфере под действием солнечного света его молекула распадается всего за 5 дней. Для сравнения: популярный хладон 227ea висит в атмосфере больше 30 лет и дает мощный парниковый эффект.

Так что как будто все хорошо. Но потом задались вопросом, а куда именно Novec 1230 девается, когда распадается. Во фторкетоне есть прочные связи углерода и фтора (C–F), из-за чего молекулы фторуглеродов (PFAS) называют «вечными химикатами». В природе нет бактерий или процессов, способных ее разрушить. Кстати, хорошая идея для гравировки на обручальном кольце, да?

В атмосфере фторкетон распадается на CF₃​COOH, или трифторуксусную кислоту. Она проливается дождем на землю. Эта кислота не фильтруется почвой. Она накапливается в грунтовых водах, реках, океанах, проникает в растения, сельскохозяйственные культуры и питьевую воду (обычные угольные фильтры ее не задерживают, нужен только сложный обратный осмос).

Так что этот газ опасен сам по себе. Но главной причиной для закрытия заводов стала токсичность его производства. СМИ раскопали, что при синтезе фторхимии на заводах компании в США и в Бельгии (завод в Звейндрехт) десятилетиями происходили утечки «вечных химикатов» в реки и питьевую воду местных городов. Против 3M подали тысячи судебных исков от муниципалитетов и штатов США. В итоге в 2023–2024 годах компания согласилась выплатить более 10,3 млрд долларов только американским водоканалам на очистку воды, а общие потенциальные убытки от судов оценивались аналитиками в 30–100 млрд долларов.

Так что теперь хотелось бы знать, а как именно производят отечественный фторкетон под Питером. И, возможно, стоит из-под Питера перенести его поближе к новосибирскому заводу. А то зачем через всю страну возить.

Что используют на замену фторкетону

Как я понимаю, на текущий момент универсального решения, которым был фторкетон, нет:

• Крупнейшие облачные провайдеры США и Европы стали использовать обычные газы — смеси азота, аргона и углекислоты. Плюсы: очень дешево. Минусы: нужны огромные баллоны, в 7 раз больше, чем для фторкетона. А проблему звуковой волны пробуют решать через специальные форсунки-глушилки.
• В Китае и Индии, где нет таких строгих эко-стандартов, по-прежнему используют фторкетон.
• Microsoft и Google пробуют тушить ЦОД с помощью водяного тумана высокого давления. Насосы подают деминерализованную воду под давлением 100–140 бар через микроскопические форсунки. Капли получаются размером менее 50 микрон (мельче обычного тумана). Объясняют это так. Мол, у Google и Microsoft современные дата-центры, где вместо HDD уже давно используют SSD. Плюс все серверы стоят в герметичных боксах, а автоматика мгновенно обесточивает северные стойки.

Однако все эти перечисленные способы, по сути, устаревшие. Например, водный туман использовали 80-90-е годы прошлого века, чтобы тушить пожары на кораблях.

Так что многие современные дата-центры в Европе и США продолжают строить под фторкетон, просто теперь покупают его не у 3М, а прочих производителей.

Также сейчас идет разработка гидрофторолефинов. Это тоже четвертое поколение фторсодержащих газов (фторкетон тоже к нему относится). Но пока что они проигрывают фторкетону. При контакте с огнем выделяется гораздо большее количество фторводорода (чем у фторкетона), который при контакте с влагой превращается в плавиковую кислоту, которая выжигает легкие человека и моментально разъедает дорожки на серверных платах.

Заключение: положение России

Если представить, что фторкетон под Питером производят по всем стандартам безопасности, то Россия в выигрышной ситуации. Фторкетон — это на текущий момент самый совершенный способ тушения пожаров. В плане экологии само его использование в масштабах тушения пожаров проблем не вызывает. Во-первых, он применяется исключительно при пожарах (а в теории дата-центры должны гореть очень редко). Во-вторых, в случае реального пожара в атмосферу выбрасывается гораздо больше ядов и диоксинов от горящих кабелей, пластика, резервных батарей и прочего. Так что несколько литров «сухой воды», которой мгновенно смогут потушить пожар, по сути, становятся меньшим злом.