Šķidruma dzesēšanas sadales paneļa termiskā konstrukcija
Pieaugot internetam, mākoņdatošanas un lielo datu pakalpojumiem, palielinās datu centru kopējais enerģijas patēriņš, un arvien lielāka uzmanība tiek pievērsta arī to energoefektivitātei. Saskaņā ar datu statistiku Ķīnas datu centru vidējā enerģijas izmantošanas efektivitātes (PUE) vērtība ir 1,49, kas ir daudz augstāka nekā Nacionālās attīstības un reformu komisijas ierosinātā prasība jauniem lieliem datu centriem, kas ir mazāki par 1,25. PUE samazināšana ir steidzama. Kā tīkla iekārtu ražotāji var ievērojami samazināt enerģijas patēriņu, vienlaikus nodrošinot augstu mikroshēmu veiktspēju? Dzesēšanas sistēma kā galvenais faktors, kas ietekmē gan veiktspēju, gan enerģijas patēriņu, ir kļuvusi par datu centra reformas galveno uzmanību, un šķidruma dzesēšanas tehnoloģija, pateicoties tās unikālajām priekšrocībām, pakāpeniski aizstāj tradicionālo gaisa dzesēšanu kā galveno dzesēšanas risinājumu.
Mēs noskaidrojām, ka datu centru vidējais enerģijas patēriņš ir pat 33%, kas ir tuvu vienai trešdaļai no datu centru kopējā enerģijas patēriņa. Tas ir tāpēc, ka tradicionālajā gaisa dzesēšanas sistēmā, ko izmanto datu centros, kā dzesēšanas vidi tiek izmantots gaiss ar ļoti zemu īpatnējo siltuma jaudu, ko darbina iekārtās esošie ventilatori, lai pārnestu siltumu no CPU un citiem siltuma avotiem uz siltuma izlietnēm prom no IT. ventilatora spoles siltummaiņu vai gaisa kondicionēšanas dzesēšanas sistēmas atkārtota izmantošana, lai cirkulētu gaisu siltuma izkliedēšanai un dzesēšanai, arī ir nepieciešams gaisa dzesēšanas ierobežojums. Tāpēc dzesēšanas sistēmas energoefektivitātes risināšana ir kļuvusi par tehnoloģisku iterācijas izaicinājumu, ar ko saskaras iekārtu ražotāji jaunajā politikas vidē.
No ierīces mikroshēmas siltuma izkliedes prasību viedokļa. Izstrādājot slēdžu mikroshēmas, lai gan augstas veiktspējas mikroshēmu procesi (piemēram, 5 nm) var efektīvi samazināt vienības skaitļošanas enerģijas patēriņu, jo slēdža mikroshēmas joslas platums palielinās līdz 51,2 Tbps, vienas mikroshēmas kopējais enerģijas patēriņš ir pieaudzis līdz apm. 900W. Kā atrisināt ierīces mikroshēmas siltuma izkliedes problēmu, ir kļuvis sarežģīts punkts kopējā aparatūras dizainā. Gaisa dzesēšanas sistēmas dzesēšanas jauda drīz sasniegs savu robežu. Pat ja gaisa dzesēšanas radiatori var atrisināt pašreizējās slēdžu siltuma izkliedes problēmas, tās galu galā būs nepietiekamas, kad 102,4/204,8 Tbps kļūs par galveno un mikroshēmas enerģijas patēriņš nākotnē palielināsies. Tāpēc nākamās paaudzes IT aprīkojumam ir parādījusies efektīvāka šķidruma dzesēšanas tehnoloģija. Nākamo 5-10 gadu laikā nozarē valda vienprātība, ka gaisa dzesēšanu datu centros pakāpeniski aizstās ar šķidruma dzesēšanu.
Pašreizējā šķidruma dzesēšanas tehnoloģija galvenokārt ir sadalīta vienfāzes šķidruma dzesēšanā un divfāžu šķidruma dzesēšanā. Vienfāzes šķidruma dzesēšana attiecas uz dzesēšanas šķidrumu, kas saglabā savu šķidro stāvokli visā cirkulējošā siltuma izkliedes procesā un viegli noņem siltumu ar augstu īpatnējo siltuma jaudu. Divfāzu šķidruma dzesēšana attiecas uz dzesēšanas šķidruma fāzes maiņu cirkulācijas siltuma izkliedes procesā, kad dzesēšanas šķidrums pārnes iekārtas siltumu ar īpaši augstu gazifikācijas latento siltumu. Salīdzinot ar citām metodēm, vienfāzes šķidruma dzesēšanai ir mazāka sarežģītība un to ir vieglāk sasniegt, un tās siltuma izkliedes jauda ir pietiekama, lai atbalstītu IT iekārtas datu centros, padarot to par pašreizējo līdzsvara izvēli.
Vienfāzes šķidruma dzesēšana ir sadalīta aukstās plāksnes šķidruma dzesēšanā un iegremdēšanas šķidruma dzesēšanā. Aukstās plāksnes šķidruma dzesēšana nostiprina šķidruma dzesēšanas plāksni uz iekārtas galvenās sildīšanas ierīces, paļaujoties uz šķidrumu, kas plūst caur aukstuma plāksni, lai novadītu siltumu un sasniegtu siltuma izkliedes mērķi; Iegremdēšanas šķidruma dzesēšana ir process, kurā visa iekārta tiek tieši iegremdēta dzesēšanas šķidrumā, paļaujoties uz šķidruma dabisko vai piespiedu cirkulāciju, lai noņemtu siltumu, ko rada iekārtu, piemēram, serveru, darbības.
Aukstās plāksnes šķidruma dzesēšanas priekšrocības ietver: minimālas modifikācijas visā datortelpā, nepieciešamas tikai statīva, dzesēšanas sadales bloku (CDU) un ūdens apgādes sistēmas modifikācijas. Turklāt aukstās plāksnes šķidruma dzesēšanai var izmantot plašāku dzesēšanas šķidruma veidu klāstu, un tam ir nepieciešams daudz mazāk nekā dzesēšanai ar iegremdēšanu, kā rezultātā ir zemākas sākotnējās investīcijas izmaksas. Turklāt aukstās plāksnes šķidruma dzesēšanas nozares ķēde ir nobriedušāka un tirgū pieņemamāka.
Iegremdējamās šķidruma dzesēšanas priekšrocības ietver: (1) dzesēšanas šķidruma tiešā kontakta ar iekārtu dēļ siltuma izkliedes spēja ir lielāka un ierīces pārkaršanas risks ir mazāks; (2) Iegremdējamai šķidruma dzesēšanas iekārtai nav nepieciešams ventilators, kā rezultātā samazinās vibrācija un garāks aparatūras aprīkojuma kalpošanas laiks; (3) Atdzesētā ūdens padeves temperatūra iegremdētās šķidruma dzesēšanas mašīnu telpas pusē ir augstāka, un āra pusē ir vieglāk izkliedēt siltumu. Tāpēc mašīntelpas vietas izvēle vairs nav tik ierobežota ar reģionu un temperatūru, kā tas bija gaisa dzesēšanas laikmetā.
Šķidruma dzesēšanas tehnoloģijas pielietošana datu centru slēdžos ne tikai atrisina viņu pašu termiskās problēmas, bet arī nodrošina vienotu izvietošanu ar šķidruma dzesēšanas serveriem, atvieglojot datu centra infrastruktūras vienotu izbūvi un darbību. Šķidruma dzesēšana atbalsta jaunu tehnoloģiju apmaiņu, lai palielinātu veiktspēju, izstrādātu vairāk labu datu centra produktu un kopīgi izveidotu zaļu digitālo ekonomiku.
