Пять инновационных систем охлаждения центров обработки данных

Поскольку спрос на обработку данных продолжает расти, растет и потребность в эффективных решениях для охлаждения. Традиционные методы охлаждения не только энергоемки, но и трудно справляются с выделением тепла современным компьютерным оборудованием. В ответ на это возникла волна инновационных систем охлаждения центров обработки данных, которые изменили ландшафт управления центрами обработки данных.

Жидкостное охлаждение — это революционная инновация, которая существенно меняет способ охлаждения центров обработки данных и является одной из самых популярных технологий охлаждения, доступных сегодня. Существует множество различных типов систем жидкостного охлаждения, и каждая новая инновация обеспечивает большую эффективность.

Прямое охлаждение чипа — это более новая технология жидкостного охлаждения. В отличие от традиционных методов воздушного охлаждения, которые косвенно охлаждают оборудование центра обработки данных путем охлаждения окружающего воздуха, охлаждающая жидкость (обычно диэлектрическая или непроводящая) интегрируется в серверное оборудование через сеть небольших трубок или микроканалов, позволяя доставлять охлаждающую жидкость. непосредственно к горячим точкам различных компонентов сервера, включая центральный процессор (ЦП) и другие микросхемы. Этот метод обычно используется в высокопроизводительных вычислительных средах, таких как суперкомпьютеры и центры обработки данных, в которых размещаются энергоемкие приложения, генерирующие много тепла.

Двухфазное иммерсионное охлаждение — это инновационный и эффективный способ охлаждения высокопроизводительных вычислительных систем, включая серверы и оборудование центров обработки данных. В отличие от традиционных методов воздушного или жидкостного охлаждения, двухфазное иммерсионное охлаждение полностью погружает аппаратные компоненты в специально разработанную диэлектрическую или непроводящую охлаждающую жидкость. Эта охлаждающая жидкость обычно представляет собой синтетическую охлаждающую жидкость, состоящую из двух фаз: жидкости и пара. При температуре кипения 50 градусов он является лучшим проводником тепла, чем воздух, вода или масло. Пар, образующийся при взаимодействии жидкости и нагревательного компонента, пассивно способствует передаче тепла.

Двухфазное иммерсионное охлаждение имеет ряд преимуществ. Во-первых, это повышение эффективности и энергосбережения. По сравнению с воздушным охлаждением эта технология охлаждения имеет преимущество в эффективности > 90%. Кроме того, поскольку на компоненты не влияют изменения температуры, технология также повышает надежность. В то же время это также позволяет развертывать оборудование с высокой плотностью размещения, поскольку устраняет необходимость в циркуляции воздуха и большой инфраструктуре охлаждения.

Геотермальное охлаждение существует уже довольно давно, но не многие центры обработки данных смогли воспользоваться его низкой стоимостью и экологическими преимуществами. Это относительно стабильная и прохладная температура под поверхностью Земли, то есть геотермальная энергия или тепло грунтовых источников действует как радиатор, а не выпускает воздух наружу, как это делают традиционные кондиционеры. Сеть труб, зарытых под землей (так называемые поверхностные контуры), содержит теплообменную жидкость, обычно смесь воды и антифриза. Система проходит через вертикальные подземные колодцы, заполненные теплообменными наполнителями. Теплообменник в трубе поглощает тепло изнутри здания, включая оборудование центра обработки данных, во время охлаждения. Когда жидкость циркулирует по поверхностному контуру, она обменивается теплом с более прохладной подземной средой.

Геотермальное охлаждение считается экологичным и устойчивым решением для охлаждения, поскольку оно значительно снижает выбросы парниковых газов и зависимость от ископаемого топлива.

Микроканальное жидкостное охлаждение представляет собой расширение прямого жидкостного охлаждения чипа с добавлением холодных пластин, непосредственно нацеленных на процессор, графический процессор и модули памяти, для эффективного рассеивания тепла, выделяемого электронными компонентами. В этом методе охлаждения используются небольшие сложные каналы или микроканалы для подачи жидкого хладагента близко к источнику тепла, тем самым улучшая рассеивание тепла и тепловые характеристики.

Микроканальные теплообменники обычно изготавливаются из таких материалов, как медь или алюминий, и состоят из множества небольших каналов, обычно размером микронного диапазона. Эти каналы спроектированы так, чтобы быть очень компактными и эффективными в передаче тепла, уменьшая размер на 10–30 процентов и вес на 60 процентов, что значительно снижает занимаемую площадь центра обработки данных. Этот метод охлаждения также снижает затраты, поскольку требует меньше затрат на хладагент и материалы.

Микроконвекционное жидкостное охлаждение использует большое количество крошечных, точно спроектированных форсунок жидкости в компактном модуле охлаждения, что изменяет эффективность охлаждения на уровне чипа. Технология создана для повышения производительности приложений с наиболее ресурсоемкими профилями. Поскольку микроконвекционное охлаждение облегчает вертикальный поток к устройству, увеличивая коэффициент теплоотдачи при рассеивании тепла, использование термоинтерфейсных материалов исключается.

Микроконвекционное жидкостное охлаждение особенно ценно в ситуациях, когда традиционные методы охлаждения не могут обеспечить достаточную охлаждающую способность или когда размер и вес охлаждающего решения необходимо свести к минимуму. Это область постоянных исследований и разработок методов управления температурным режимом.

Инновационные системы охлаждения центров обработки данных меняют способы управления и обслуживания огромной вычислительной инфраструктуры, которая питает цифровой мир. Внедрение этих передовых технологий не только повысит производительность и долговечность оборудования центров обработки данных, но и будет способствовать более экологичному и устойчивому цифровому будущему.