Dvojfázové ponorné chladenie kvapalinou prekonáva problém úniku chladiacej kvapaliny

V snahe uspokojiť výpočtové potreby v reálnom čase s obrovskými dátami a rastúci dopyt po aplikáciách AI sa počítačový priemysel posunul smerom k čipovým architektúram, ktoré dokážu zvládnuť vyšší výkon. V súčasnosti sa výkon jednočipového CPU zvýšil zo 150 W na viac ako 300 W; Výkon jedného GPU sa zvýšil na viac ako 700 W. Tradičné chladenie vzduchom čelí výzve dosiahnuť limit chladenia v serveroch s vysokou hustotou výkonu, a preto sa aplikácia a výskum kvapalinového chladenia v dátových centrách stali naliehavou potrebou.

Na jednej strane môže dvojfázové ponorné kvapalinové chladenie dosiahnuť vyššiu hustotu spracovateľskej kapacity v obmedzených priestoroch, čo sa považuje za vedúce k vývojovému trendu kvapalinového chladenia; Na druhej strane, vzhľadom na významné problémy materiálovej kompatibility, tepelnej bilancie, rekuperácie pary a ekonomických výhod, mnohí ľudia veria, že dvojfázové ponorné chladenie kvapalinou je stále náročný vedecký projekt.

V súčasnosti skúmané dvojfázové ponorné chladiace systémy sú často škodlivé pre organizmy a životné prostredie. Aj keď výrobcovia zaviedli prísne opatrenia na zabránenie úniku veľkého množstva chladiacej kvapaliny do životného prostredia, je potrebné urobiť prelom v oblasti úniku chladiacej kvapaliny, nižších nákladov na používanie a lepšej udržiavateľnosti pre dvojfázové chladiace stojany dátových centier.

Spoločnosť Microsoft pripravila inovatívny koncepčný návrh pre dvojfázový, kvapalinou chladený regálový systém dátového centra, ktorý sa snaží vyriešiť vyššie uvedené problémy. Samostatný utesnený modul podvozku môže obsahovať jeden alebo viac elektronických komponentov ponorených do dvojfázového chladiva. Keď elektronické komponenty fungujú a zahrievajú sa, chladivo okolo elektronických komponentov prechádza fázovým prechodom z kvapalnej fázy do plynnej fázy a cez parnú spojku sa dostáva do nádrže dvojfázového kondenzátora. Potom sa ochladí v nádrži dvojfázového kondenzátora a prechádza fázovým prechodom späť do kvapalného stavu. Samostatný utesnený modul šasi možno oddeliť od dvojfázového kondenzátora bez uvoľnenia dvojfázového chladiva a stojan môže obsahovať viacero utesnených modulov šasi a kondenzačný box ako celok.

V posledných rokoch Microsoft uprednostňuje dvojfázové ponorné kvapalinové chladenie kvôli vynikajúcej účinnosti chladenia a spotrebe energie. V apríli 2021 spoločnosť Microsoft oznámila, že dvojfázové ponorné kvapalinové chladenie môže znížiť spotrebu energie akéhokoľvek daného servera o 5 % až 15 %, ak sa použije ako chladiace riešenie pre vysokovýkonné aplikácie, ako je umelá inteligencia.
Na základe tohto výsledku tím Microsoftu spolupracoval s výrobcom a dizajnérom IT systému dátového centra Wiwynnom na aplikovaní svojho prvého dvojfázového riešenia ponorného chladenia v dátovom centre Azure spoločnosti Microsoft v Quincy, Washington.