Zavedenie kvapalinového chladenia a jeho výhody
So zlepšovaním výpočtového výkonu a požiadaviek na výkon, umelou inteligenciou AI, internetom vecí, strojovým učením a ďalšími technologickými pokrokmi sa teplota infraštruktúry dátových centier a jej vybavenia neustále zvyšuje. Viac výpočtov znamená viac energie, viac energie znamená viac tepla, viac tepla znamená viac chladenia a chladenie spotrebuje viac energie atď.
Vzhľadom na nízku účinnosť tradičného systému chladenia vzduchom, ako aj na ciele návrhu zamerané na udržateľnosť, kontrolu národnej politiky, rastúce náklady na energiu a technické požiadavky na chladenie CPU a GPU, dopyt po efektívnejšej a nižšej spotrebe energie chladiaci systém je zrejmý.
Kvapalinové chladenie je nová technológia v počítačovom chladení, ktorej výhodou je vyššia hustota výkonu, čistý chod, tichý chod a náklady sú oveľa nižšie ako tradičné vzduchové chladenie. Výskum ukazuje, že oblasť vysokovýkonnej výpočtovej techniky zaujíma druhý najväčší podiel na trhu s ponoreným kvapalinovým chladením.
Tekutá studená platňa:
Pracovná kvapalina sa používa ako médium medziprenosu tepla na prenos tepla z horúcej zóny do vzdialenosti na chladenie. Pri tejto technológii sa pracovná kvapalina oddeľuje od chladeného objektu. Pracovná kvapalina nie je v priamom kontakte s elektronickými zariadeniami, ale prenáša teplo objektu do chladiva prostredníctvom vysoko účinných komponentov prenosu tepla, ako je chladiaca doska kvapaliny.
Preto chladenie kvapalinoustudený taniertechnológia sa tiež nazýva technológia nepriameho chladenia kvapalinou. Táto technológia priamo nasmeruje chladiacu kvapalinu k zdroju tepla. Súčasne, pretože špecifické teplo kvapaliny je väčšie ako u vzduchu, rýchlosť rozptylu tepla je oveľa väčšia ako rýchlosť vzduchu, takže účinnosť chladenia je oveľa vyššia ako pri chladení vzduchom. Prenesené teplo na jednotku objemu, teda účinnosť odvodu tepla, je až 1000-násobná, čo môže efektívne vyriešiť problém s teplom servera s vysokou hustotou a znížiť spotrebu energie a hlučnosť chladiaceho systému.
Výhody chladiaceho chladenia kvapalinou sú: lepšia úspora energie, vyššia spoľahlivosť zariadenia, lepší výkon, nižšia hlučnosť a vyššia hustota výkonu.
Chladenie ponornou kvapalinou:
V systéme ponorného kvapalinového chladenia sú základná doska servera, CPU, pamäť a ďalšie komponenty s vysokou výhrevnosťou úplne ponorené do chladiva. V prevádzkovom stave bude každý vykurovací komponent generovať teplo, čo spôsobí zvýšenie teploty chladiva. Keď teplota chladiva stúpne k bodu varu zodpovedajúcemu tlaku v systéme, pracovné médium chladiva sa zmení z kvapalného do plynného stavu a prenos tepla sa realizuje absorbovaním tepla prostredníctvom odparovacieho tepla.
Táto technológia chladenia absorbovaním tepla cez chladivo sa nazýva technológia fázového chladenia kvapalinou. Technológia ponorného chladenia kvapalinou využíva zmenu kvapalnej fázy na priame odoberanie tepla, čím sa znižuje tepelný odpor v procese prenosu tepla. V porovnaní s chladením kvapalinou so studenou doskou má technológia ponorného chladenia vyššiu účinnosť prenosu tepla a je energeticky najšetrnejším a najúčinnejším novým chladiacim režimom v chladení kvapalinou.
Termosyfónové chladenie:
Výkon cirkulujúceho prúdu média je generovaný hustotou a výškovým rozdielom a prenos a premena tepelného toku sa realizuje prostredníctvom vyparovania a kondenzácie média. Má vysokú účinnosť prenosu tepla, využíva fázovú zmenu média na prenos tepelného toku cez vyparovanie a kondenzáciu pracovného média, nepotrebuje dodatočnú energiu, má vynikajúci izotermický výkon, jednoduchú štruktúru a dobrú prispôsobivosť a môže niesť samostatná konštrukcia pre prenos tepla na veľké vzdialenosti.
Nedorozumenie pri kvapalinovom chladení:
1. Kvapalinové chladenie je drahšie ako tradičné chladenie. V skutočnosti je chladenie kvapalinou v skutočnosti oveľa lacnejšie ako konvenčné chladenie. Výskum ukazuje, že používanie tekutých riešení šetrí milióny dolárov na nákladoch na nasadenie v dátovom centre a na energii.
2. Ide o komplexné riešenie. Aj keď sa chladenie kvapalinou líši od tradičných vzduchových systémov, je skôr mechanicky oveľa jednoduchšie ako zložitejšie. Zjednodušuje aj celé dátové centrum, eliminuje potrebu horúcich a studených kanálov, zvýšených poschodí, chladičov, regulácie vlhkosti, vzduchových procesorov a väčšiny elektrických zariadení potrebných na chladenie vzduchom.
3. Ťažko sa integruje s tradičnými dátovými centrami. Kvapalinové chladenie funguje veľmi dobre v tradičných dátových centrách. Využite jeho existujúcu infraštruktúru na modernizáciu starších dátových centier a dokonca pridajte oblasť servera s vysokovýkonným kvapalinovým chladením k bežiacim zariadeniam na chladenie vzduchom. Inštalácia kvapalinového chladiaceho systému je veľmi jednoduchá a podľa potreby ho možno nainštalovať aj do tradičného dátového centra.
Vzduchové chladenie nedokáže držať krok s rastúcim dopytom po dátových centrách. Tekuté chladenie prúdi na opravu vecí. Nielenže rieši všetky kľúčové problémy ovzdušia, ale aj ďaleko presahuje rámec. Kvapalinové chladenie spracováva vyššiu hustotu servera pri súčasnom znížení hluku a spotreby energie. Okrem vynikajúceho chladiaceho výkonu má kvapalinové chladenie niekoľko ďalších výhod, ako je nezávislosť na mieste a nízke náklady. Záverom možno povedať, že chladenie kvapalinou má dostatočné výhody oproti chladeniu vzduchom, aby bolo nevyvážené porovnanie.
