Теплова конструкція розподільного щита рідинного охолодження
Зі збільшенням кількості Інтернету, хмарних обчислень і послуг великих даних загальне енергоспоживання центрів обробки даних зростає, а їх енергоефективності також приділяється все більше уваги. Згідно зі статистичними даними, середнє значення енергоспоживання (PUE) центрів обробки даних у Китаї становить 1,49, що набагато вище, ніж вимога, запропонована Національною комісією розвитку та реформ для нових великих центрів обробки даних, яка має бути менше 1,25. Зниження PUE актуальне, як виробникам мережевого обладнання істотно знизити енергоспоживання, забезпечуючи високу продуктивність чіпів? Система охолодження, як ключовий фактор, що впливає як на продуктивність, так і на споживання енергії, стала центром реформи центру обробки даних, а технологія рідинного охолодження завдяки своїм унікальним перевагам поступово замінює традиційне повітряне охолодження як основне рішення для охолодження.
Ми виявили, що середнє енергоспоживання центрів обробки даних становить 33%, що становить близько третини від загального споживання енергії центрами обробки даних. Це пояснюється тим, що традиційна система охолодження з повітряним охолодженням, яка використовується в центрах обробки даних, використовує повітря з дуже низькою питомою теплоємністю як охолоджуюче середовище, яке приводиться в рух вентиляторами всередині обладнання для передачі тепла від ЦП та інших джерел тепла до радіаторів від ІТ. обладнання. Повторне використання теплообмінників фанкойлів або холодильної системи кондиціонування повітря для циркуляції повітря для розсіювання тепла та охолодження також є необхідним обмеженням охолодження повітря. Таким чином, як вирішити питання енергоефективності системи охолодження, стало проблемою технологічної ітерації, з якою стикаються виробники обладнання в новому політичному середовищі.
З точки зору вимог до розсіювання тепла мікросхеми пристрою. З розвитком комутаційних чіпів, хоча високопродуктивні процеси чіпа (такі як 5 нм) можуть ефективно зменшити споживання обчислювальної енергії, оскільки пропускна здатність чіпа комутатора збільшується до 51,2 Тбіт/с, загальне енергоспоживання одного чіпа зросло приблизно до 900 Вт. Як вирішити проблему розсіювання тепла мікросхемою пристрою, стало складним моментом у загальній конструкції апаратного забезпечення. Охолоджувальна здатність системи повітряного охолодження досягає межі. Незважаючи на те, що радіатори з повітряним охолодженням можуть вирішити поточні проблеми з розсіюванням тепла комутаторів, вони в кінцевому підсумку стануть недостатніми, коли 102,4/204,8 Тбіт/с стане основним потоком, а енергоспоживання мікросхем у майбутньому зросте. Тому для наступного покоління ІТ-обладнання з’явилася більш ефективна технологія рідинного охолодження. Протягом наступних 5-10 років у промисловості стало консенсусом, що повітряне охолодження в центрах обробки даних поступово буде замінено рідинним охолодженням.
Поточна технологія рідинного охолодження в основному поділяється на однофазне рідинне охолодження та двофазне рідинне охолодження. Однофазне рідинне охолодження означає, що охолоджуюча рідина зберігає свій рідкий стан протягом усього процесу циркуляції тепла та легко відводить тепло завдяки високій питомій теплоємності. Двофазне рідинне охолодження стосується зміни фази охолоджувача під час процесу циркуляції тепла, коли охолоджувач відводить тепло обладнання через надзвичайно високу приховану теплоту газифікації. Порівняно з іншими методами, однофазне рідинне охолодження має меншу складність і легше досягти, а його здатність розсіювання тепла достатня для підтримки ІТ-обладнання в центрах обробки даних, що робить його поточним вибором балансу.
Однофазне рідинне охолодження поділяється на рідинне охолодження холодною пластиною та рідинне охолодження зануренням. Рідинне охолодження холодної пластини фіксує пластину рідинного охолодження на основному нагрівальному пристрої обладнання, покладаючись на те, що рідина, що протікає через холодну пластину, відводить тепло та досягає мети розсіювання тепла; Занурювальне рідинне охолодження — це процес безпосереднього занурення всієї машини в охолоджуючу рідину, покладаючись на природну або примусову циркуляцію рідини для відведення тепла, що утворюється під час роботи обладнання, наприклад серверів.
Переваги рідинного охолодження холодної пластини включають: мінімальні модифікації загальної комп’ютерної кімнати, що вимагає лише модифікації стійки, блоків розподілу охолодження (CDU) і системи водопостачання. Крім того, рідинне охолодження з холодною пластиною може використовувати більший діапазон типів охолоджувальної рідини та потребує набагато менше, ніж охолодження зануренням, що призводить до менших початкових інвестиційних витрат. Крім того, промисловий ланцюг рідинного охолодження холодної пластини є більш зрілим і більш прийнятним на ринку.
Переваги занурювального рідинного охолодження включають: (1) завдяки прямому контакту теплоносія з обладнанням здатність розсіювання тепла є сильнішою, а ризик перегріву пристрою менший; (2) Занурювальне рідинне охолоджувальне обладнання не потребує вентилятора, що призводить до меншої вібрації та довшого терміну служби апаратного обладнання; (3) Температура подачі охолодженої води з боку зануреного машинного відділення рідинного охолодження вища, а зовнішня сторона легше розсіює тепло. Таким чином, вибір місця для машинного приміщення більше не обмежується регіоном і температурою, як в епоху повітряного охолодження.
Застосування технології рідинного охолодження в комутаторах центрів обробки даних не тільки вирішує їхні власні теплові проблеми, але й забезпечує уніфіковане розгортання серверів з рідинним охолодженням, полегшуючи уніфіковану конструкцію та роботу інфраструктури центру обробки даних. Рідинне охолодження підтримує обмін новими технологіями для максимізації продуктивності, розробки більш якісних продуктів для центрів обробки даних і спільного створення зеленої цифрової економіки.
