течно охлаждане на центъра за данни

С развитието на 5g търсенето на високопроизводителни изчисления с висока плътност се ускорява и проблемът с потреблението на енергия в центъра за данни става все по-забележим.

Ако разсейването на топлината е лошо, високата температура не само ще намали работната стабилност на чипа, но и ще доведе до прекомерно термично напрежение поради температурната разлика между модула и външната среда, което влияе на електрическата производителност, работната честота, механичната якост и надеждност на чипа. Процентът на отказ на електронните компоненти нараства експоненциално с повишаването на работната температура. За всеки 10 градуса повишаване на температурата на един полупроводников елемент, надеждността на системата ще бъде намалена с 50%.

Използването на течно охлаждане вместо въздушно за охлаждане на компютърно оборудване е технологична революция в бъдещия център за данни. Според проучвания и пазари до 2023 г. глобалният пазар на центрове за данни за течно охлаждане ще достигне 4,55 милиарда щатски долара, с комбиниран годишен темп на растеж от 27,7%.

Предимства на течното охлаждане:

1. Топлината, отделена от същия обем течност, е почти 3000 пъти по-голяма от същия обем въздух.

2. Топлопроводимостта на течността е 25 пъти по-голяма от тази на въздуха.

3. При същото ниво на разсейване на топлината нивото на шума при течно охлаждане е с 20-35 dB по-ниско от това на въздушното охлаждане.

4. Консумацията на енергия на системата за течно охлаждане е около 30% - 50% по-малка от тази на системата за въздушно охлаждане.

Така нареченото течно охлаждане не означава просто вода. Отнася се до вземане на течност с висок специфичен топлинен капацитет като предавателна среда, за да се отнеме топлината, генерирана от оборудването или сървъра, и да се охлади. Понастоящем има три режима на внедряване на технологията за течно охлаждане, а именно потапяне, студена плоча и пръскане.

Течна студена плоча:

Охладителната плоча с течност е фиксирана върху основното нагревателно устройство на сървъра, а топлината се отнема от течността, протичаща през студената плоча, за да се постигне целта за разсейване на топлината. Течното охлаждане с студена плоча решава разсейването на топлината на устройства с голямо генериране на топлина в сървъра, а други компоненти на радиатора трябва да разчитат на въздушно охлаждане. Следователно сървърът със студено течно охлаждане се нарича още двуканален сървър газ-течност. Течността на студената плоча не контактува с охладените устройства, а топлопроводимата плоча се използва в средата за пренос на топлина, която има висока безопасност.

Течно охлаждане с пръскане:

Течността се съхранява и отваря в горната част на шасито. В зависимост от местоположението и калоричността на нагревателното тяло, охлаждащата течност се оставя да пръска нагревателното тяло, за да постигне целта за охлаждане на оборудването. Пръсканата течност е в директен контакт с охладеното устройство, което има висока ефективност на охлаждане; Въпреки това, когато течността срещне високотемпературни обекти в процеса на пръскане, тя ще се изпари и капчиците мъгла и газът ще бъдат излъчени от външната страна на шасито по дължината на дупката на шасито, което води до влошаване на чистотата на околната среда на компютърната зала или въздействието върху друго оборудване.

Течно охлаждане с потапяне:

Потопете нагревателния елемент директно в охлаждащата течност и отделете топлината, генерирана от работата на сървъри и друго оборудване, като разчитате на циркулацията на потока на течността. Течното охлаждане с потапяне е типично течно охлаждане с директен контакт. Тъй като нагревателният елемент е в пряк контакт с охлаждащата течност, ефективността на разсейване на топлината е по-висока и шумът е по-нисък.

В допълнение към традиционния център за данни, с настъпването на ерата на периферните изчисления, около 20% от периферните центрове за данни също ще приемат технология за течно охлаждане. Центърът за данни със система за течно охлаждане може да възстанови инвестицията в хладилната система в рамките на две до три години след нейното завършване, а спестената електроенергия на по-късен етап може да се счита за негов доход. И колкото по-голям е центърът за данни, толкова по-добре.