Технічний експерт Dell: Порівняння п’яти технологій керування температурою сервера, однофазний DLC ефективніший

Нещодавно на технічній лекції, організованій DCD, доктор Тім Шедд, експерт з технологій Dell, розповів про порівняння продуктивності п’яти технологій керування температурою сервера в презентації під назвою «Порівняння продуктивності п’яти технологій керування температурою сервера». Провідні технології охолодження центрів обробки даних, які досліджувалися в рамках дослідження, включають повітряне охолодження, однофазне занурення, двофазне занурення, двофазне пряме рідинне охолодження та однофазне пряме рідинне охолодження (DLC, холодна пластина).

Дослідження Dell показують, що порівняно з іншими чотирма методами охолодження центрів обробки даних однофазне пряме рідинне охолодження (DLC) демонструє найвищу теплову ефективність, забезпечуючи потенційний шлях до кращої стійкості та підвищення ефективності.

У звіті зазначається, що до 2025 року очікується, що потужність ЦП або графічного процесора досягне 500 Вт, а штучний інтелект і машинне навчання піднімуть потужність графічного процесора до 700 Вт і, як очікується, у майбутньому зросте до 1000 Вт.

Що ще важливіше, зі збільшенням потужності виникає потреба в більш низьких температурах упаковки мікросхем і менших перепадах температур для забезпечення нормальної роботи мікросхем. Таким чином, виклики для систем управління теплом посилюються.

У звіті використовуються типові дані про конфігурацію сервера центру обробки даних для побудови спрощеної теплової моделі, яка ілюструє застосовність цих п’яти технологій керування температурою, коли потужність процесора зростає з 250 Вт до 500 Вт.

Процесор потужністю 250 Вт

За останні кілька років, коли TDP процесора становила близько 250 Вт, усі п’ять технологій управління температурою могли ефективно охолоджувати типові стійки центрів обробки даних, наприклад ті, що розгортають 32 сервери з двома роз’ємами потужністю 250 Вт. Для сервера 2U, встановленого в стійку, різниця температур між упаковкою чіпа та повітрям, що проходить через сервер, становила приблизно 26 градусів. Таким чином, маючи лише 25 градусів прохолодного повітря, температура чіпа може підтримуватися на рівні близько 51 градуса, що цілком розумно.

На цьому етапі ефективність односерверного повітряного охолодження порівнянна з однофазним зануреним охолодженням.

При двофазному занурювальному охолодженні різниця температур між упаковкою чіпа та охолоджувальною рідиною становить близько 20 градусів, тоді як технологія DLC має ще меншу різницю. При типовій швидкості потоку 1 л/хв (1 літр на хвилину) або 2 л/хв (2 літри на хвилину) різниця температур між основою холодної пластини DLC і упаковкою мікросхеми залишається в межах 10 градусів.

Процесор 350 Вт

Зараз із збільшенням потужності окремого процесора до 350-400 Вт різниця температур, необхідна для розсіювання тепла мікросхеми до води для охолодження обладнання, продовжує зростати.

Для розгортання системи охолодження шафи з 32 дворозетними серверами потужністю 350 Вт, встановленими в стійку, різниця температур між повітряним охолодженням (1U) і упаковкою чіпа перевищує 50 градусів. Це означає, що охолодження сервера прохолодним повітрям на 25 градусів призведе до температури процесора приблизно на 75 градусів, близько до граничної робочої температури процесора.

На даний момент ефективність однофазного зануреного охолодження порівнянна з повітряним охолодженням (1U), тоді як повітряне охолодження (2U) може підтримувати різницю температур між повітрям і мікросхемою близько 38 градусів.

Крім того, різниця температур між двофазною рідиною для охолодження зануренням і упаковкою чіпа становить приблизно 25 градусів, тоді як однофазний DLC і двофазний DLC залишаються високоефективними. Різниця температур між двофазним DLC і мікросхемою становить близько 15 градусів, а при швидкості потоку 1 л/хв різниця температур для однофазного DLC становить близько 11 градусів.

Очевидно, що зі збільшенням потужності процесора до 350 Вт-400Вт повітряне охолодження наближається до практичних меж, вимагаючи більш холодного повітря та посилюючи споживання енергії на охолодження.

500W

Очікується, що в найближчі два-три роки TDP процесора зросте до 500 Вт, що створить значні проблеми для повітряного охолодження. Будуть необхідні інноваційні методи конструкції радіатора або використання більших розмірів, щоб дозволити більше повітря надходити та охолоджувати процесор.

На цьому етапі повітряне охолодження (1U), однофазне охолодження зануренням і різниця температур між упаковками чіпів перевищує 60 градусів. Двофазне занурювальне охолодження залишається ефективним, але різниця підвищиться приблизно до 34 градусів. Різниця температур між двофазним DLC і однофазним DLC (1 л/хв) однакова, близько 25 градусів, тоді як однофазний DLC (2 л/хв) має меншу різницю, близько 17 градусів.

Варто зазначити, що високотемпературне водяне охолодження в діапазоні від 48 градусів до 50 градусів може представляти деякі реальні можливості для повторного використання теплової енергії на цьому етапі.

Резюме

Повітряне охолодження:

Збільшення TDP процесора створює все більші проблеми для повітряного охолодження.

Прогрес у радіаторах і вентиляторах може вийти за межі.

Зазвичай має обмеження щодо впливу тепла процесора на інші компоненти.

Охолодження DLC:

Однофазне охолодження значно перевищує TDP 500 Вт.

Двофазний DLC може охолоджувати високу TDP, хоча є проблеми з опором потоку пари, які необхідно вирішити.

Удосконалення дизайну системи або рідинної технології можуть покращити двофазний DLC.

Охолодження зануренням:

Зростаючі виклики з високим TDP.

Прогрес у радіаторах і рідинних технологіях може вийти за межі.

Двофазність обмежена температурою кипіння рідини та продуктивністю конденсатора.

 

  Як провідний виробник радіаторів, Sinda Thermal може запропонувати широкий спектр типів радіаторів, таких як алюмінієвий екструдований радіатор, радіатор із ребрами з ребрами, радіатор із штифтовими ребрами, радіатор із ребрами на блискавці, холодна пластина з рідинним охолодженням тощо. якість і відмінне обслуговування клієнтів. Sinda Thermal постійно постачає індивідуальні радіатори відповідно до унікальних вимог різних галузей промисловості.

Компанія Sinda Thermal була заснована в 2014 році та швидко розвивалася завдяки своїй відданості досконалості та інноваціям у сфері управління теплом. Компанія має чудові виробничі потужності, оснащені передовими технологіями та обладнанням, що гарантує, що Sinda Thermal здатна виробляти різні типи радіаторів і налаштовувати їх відповідно до різних потреб клієнтів.

ПОШИРЕНІ ЗАПИТАННЯ
1. З: Ви торгова компанія чи виробник?
A: Ми є провідним виробником радіаторів, наша фабрика була заснована протягом 8 років, ми професійні та досвідчені.

2. З: Чи можете ви надати послуги OEM/ODM?
A: Так, доступні OEM/ODM.

3. Q: Чи є у вас обмеження MOQ?
A: Ні, ми не встановлюємо MOQ, зразки прототипів доступні.

4. З: Який час виробництва?
Відповідь: для зразків прототипу час виконання становить 1-2 тижнів, для масового виробництва – 4-6 тижнів.

5. Q: Чи можу я відвідати вашу фабрику?
A: Так, ласкаво просимо до Sinda Thermal.