Изследване на състоянието на развитие на технологията за течно охлаждане на сървъри у нас и в чужбина
Ефективното разсейване на топлината на микроелектрониката и електрическото оборудване винаги е било едно от основните приложения на съвременната технология за пренос на топлина
[1]. Интеграцията на чипове за електронна обработка става все по-висока и по-висока, но обемът става все по-малък и по-малък. Производственият процес на процесора се премести от 65 нанометра на 32 нанометра като основна ера, а графичният процесор навлезе в ерата на 28 нанометра, което предизвика висок топлинен поток. Проблемът с разсейването на топлината на плътността
[2]. Топлинната мощност на чипа на процесора е нараснала от около 105 W/m2 от 1 Yi преди няколко години до около 106 W/m 2 от 1 Yi сега
[3]. Ако разсейването на топлината е лошо, генерираната прекомерно висока температура не само ще намали работната стабилност на чипа и ще увеличи процента на грешки, но и ще причини прекомерно термично напрежение поради прекомерната температурна разлика между вътрешната и външната среда на модула , което се отразява на електрическата производителност на чипа. Работна честота, механична якост и надеждност. Изследванията и практическите приложения показват, че степента на отказ на електронните компоненти нараства експоненциално с повишаването на работната температура
[4]. Всеки път, когато температурата на един полупроводников компонент се увеличи с 10 градуса по Целзий, надеждността на системата ще намалее с 50%. Тъй като високата температура може да има много вреден ефект върху работата на електронните компоненти, например, високата температура може да застраши съединението на полупроводниците, да повреди интерфейса на връзката на веригата, да увеличи съпротивлението на проводника и да образува повреда от механично напрежение, показват изследвания че повече от 55% Режимът на повреда на електронното оборудване е причинен от прекомерна температура
[5]. Откакто сървърът е роден, неговото системно разсейване на топлина винаги е било придружено от неговото развитие и не може да бъде елиминирано. Повечето често срещани сървъри разчитат на студен въздух за охлаждане на машината. С развитието на суперкомпютрите, интеграцията на чипове и скоростта на изчисленията продължават да се увеличават, консумацията на енергия също се увеличава, а проблемът с разсейването на топлината става все по-забележим. Традиционният метод на разсейване на топлината с въздушно охлаждане е методът на директен топлопренос, който разчита на конвективния метод за пренос на топлина на еднофазен флуид, а методът на принудително въздушно охлаждане може да се използва само за електронни устройства с плътност на топлинния поток не повече от 10W/cm2 и изглежда, че плътността на топлинния поток е по-голяма от 10W/cm2. Безсилен.
През последните години развитието на вътрешната информатизация става все по-зряло и се поставят по-високи изисквания към инфраструктурата на информационната система – технологията на центровете за данни. За центъра за данни, тъй като количеството данни, които трябва да бъдат обработени, се увеличава, мащабът на центъра за данни също се увеличава.
С експлозивния ръст на търсенето на бизнеса за обработка на данни и бързото развитие на компютърните и мрежовите технологии, големите предприятия като банкиране, застраховане, ценни книжа и други финансови индустрии, транспорт, медицина и здравеопазване и други големи предприятия и правителствени агенции последователно установяват много данни центрове. Водено от изискванията на услугите за данни и ИТ технологиите, изграждането на центрове за данни в моята страна' вече навлезе в период на бързо развитие, а центровете за изчисления в облак и центровете за данни са се появили навсякъде.
Тъй като настоящият основен метод на охлаждане е въздушно охлаждане, огромният център за данни означава огромно количество сметки за електричество. С изграждането на центрове за данни, огромното потребление на енергия на центровете за данни също привлече вниманието на различни индустрии в обществото. Например през 2013 г. броят на центровете за данни в Китай е около 45 000, а годишната консумация на енергия е около 20 милиарда kwh; очаква се до 2020 г. броят на центровете за данни в Китай да надхвърли 80 000, а годишното потребление на енергия ще надхвърли 40 милиарда. Киловатчаса (източник на данни: ICTresearch).
В Китай има безброй мащабни центрове за данни с експлоатационни разходи за електроенергия от милиони или дори десетки милиони долари, а центровете за данни са се превърнали в енергоемки&"бездънни ями"." Коефициентът на енергийна ефективност на настоящите центрове за данни не е висок.
Това е така, защото свързаните изчислителни технологии, технологии за захранване и технологии за охлаждане са се развили от историята. Традиционният дизайн на центрове за данни преследва производителността, докато новото поколение центрове за данни трябва да преследва енергийна ефективност (PUE), тоест оползотворяване на енергия в центъра за данни, при обстоятелствата на днешния недостиг на енергия' и бързо нарастване на разходите за енергия . С оглед на все по-затоплящия се глобален климат, все по-тесната енергия и нарастващите енергийни разходи, отделът за висока консумация на енергия на центъра за данни е изправен пред сериозни предизвикателства при намаляване на потреблението на енергия, подобряване на използването на ресурсите и спестяване на разходи. Вниманието на все повече мениджъри на центрове за данни и ИТ доставчици се превърна в неизбежна тенденция в развитието на центрове за данни в бъдеще. Съответните национални органи обръщат все повече внимание на въпроса за управлението на потреблението на енергия в центровете за данни. В началото на 2013 г."Комисията на Министерството на индустрията и информационните технологии, развитието и реформата, Министерството на земята и ресурсите, Комисията за регулиране на електроенергията и Енергийната администрация: насоки относно изграждането и оформлението на центрове за данни [GG ] quot; (Министерство на индустрията и информационните технологии Unicom, 2013 г., стр. 13) излага много специфични изисквания , Необходимо е да се насърчава цялостното планиране на местоположението на центъра за данни и да се вземат предвид ресурсите и факторите на околната среда, да се насърчава интензивното използване на ресурсите и да се подобри нивото на спестяване на енергия и намаляване на емисиите; въвеждат съответните стандарти, за да отговорят на изискванията на новото поколение зелени центрове за данни, оптимизират разположението на потоците от студен и горещ въздух в компютърната зала и приемат прецизно подаване на въздух, Мерки като бързо охлаждане на източниците на топлина за намаляване на оперативните разходи по отношение на изграждане на компютърна зала, избор на основно оборудване и т.н., за да се гарантира, че стойността на PUE на новоизградените широкомащабни центрове за данни, т.е. степента на използване на енергията на центъра за данни, достига под 1,5, и се стремим да намалим стойността на PUE на центъра за данни след трансформацията До под 2.
В момента топлинната плътност на новите стелажни сървъри и блейд сървъри, които се използват широко в центровете за данни, се увеличава от година на година. Традиционните климатични системи, използващи технология за въздушно охлаждане, не са в състояние да отговорят на изискванията за охлаждане на такива компютърни зали с висока плътност. Проектантите на инфраструктура на центрове за данни трябва да намерят друг начин да намерят ефективен и разумен режим на охлаждане.
Има много технически средства за намаляване на потреблението на енергия в центровете за данни, но основният проблем не е да се реши проблемът с методите за изграждане на центрове за данни, а да се революционизират методите за охлаждане на компютрите и друго оборудване. Съдейки по най-новия напредък в научните изследвания у нас и в чужбина, разработването на ново поколение компютри с течно охлаждане (или сървъри с течно охлаждане) и използването на течни хладилни агенти за заместване на нагревателните елементи на компютъра с въздух за охлаждане е технологична революция в бъдещите компютри. оборудване.
