Disseny tèrmic del quadre de distribució de refrigeració líquida
Amb l'augment d'Internet, la informàtica en núvol i els serveis de big data, el consum total d'energia dels centres de dades augmenta i la seva eficiència energètica també reben cada cop més atenció. Segons les estadístiques de dades, el valor mitjà d'eficiència d'ús d'energia (PUE) dels centres de dades a la Xina és d'1,49, que és molt superior al requisit proposat per la Comissió Nacional de Desenvolupament i Reforma per als nous grans centres de dades que sigui inferior a 1,25. Reduir el PUE és urgent, com poden els fabricants d'equips de xarxa reduir significativament el consum d'energia alhora que garanteixen un alt rendiment dels xips? El sistema de refrigeració, com a factor clau que afecta tant el rendiment com el consum d'energia, s'ha convertit en un focus de la reforma del centre de dades, i la tecnologia de refrigeració líquida, a causa dels seus avantatges únics, està substituint gradualment la refrigeració per aire tradicional com a solució de refrigeració principal.
Hem trobat que el consum energètic mitjà dels centres de dades arriba al 33%, que és prop d'un terç del consum total d'energia dels centres de dades. Això es deu al fet que el sistema de refrigeració tradicional refrigerat per aire utilitzat als centres de dades utilitza aire amb una capacitat calorífica específica molt baixa com a mitjà de refrigeració, que és impulsat pels ventiladors de l'equip per transferir calor de la CPU i altres fonts de calor als dissipadors de calor lluny de la TI. equips, la reutilització d'intercanviadors de calor de fan coil o refrigeració d'aire condicionat per fer circular l'aire per a la dissipació de calor i la refrigeració també és una limitació necessària de la refrigeració per aire. Per tant, com resoldre l'eficiència energètica del sistema de refrigeració s'ha convertit en un repte d'iteració tecnològica al qual s'enfronten els fabricants d'equips en el nou entorn polític.
Des de la perspectiva dels requisits de dissipació de calor del xip del dispositiu. Amb el desenvolupament de xips de commutació, tot i que els processos de xip d'alt rendiment (com ara 5 nm) poden reduir eficaçment el consum d'energia informàtica de la unitat, ja que l'amplada de banda del xip de commutació augmenta a 51,2 Tbps, el consum total d'energia d'un sol xip ha augmentat al voltant de 900W. Com resoldre el problema de dissipació de calor del xip del dispositiu s'ha convertit en un punt difícil en el disseny general del maquinari. La capacitat de refrigeració del sistema refrigerat per aire està a punt d'arribar al seu límit. Tot i que els dissipadors de calor refrigerats per aire poden resoldre els problemes actuals de dissipació de calor dels interruptors, eventualment seran inadequats quan 102,4/204,8 Tbps es converteixi en corrent i el consum d'energia del xip augmenti en el futur. Per tant, ha sorgit una tecnologia de refrigeració líquida més eficient per a la propera generació d'equips informàtics. En els propers 5-10 anys, s'ha convertit en un consens al sector que la refrigeració refrigerada per aire als centres de dades es substituirà gradualment per la refrigeració líquida.
La tecnologia actual de refrigeració líquida es divideix principalment en refrigeració líquida monofàsica i refrigeració líquida bifàsica. La refrigeració líquida monofàsica fa referència al líquid de refrigeració que manté el seu estat líquid durant tot el procés de dissipació de calor circulant i elimina fàcilment la calor mitjançant una gran capacitat de calor específica. La refrigeració líquida bifàsica es refereix al canvi de fase del refrigerant durant el procés de dissipació de calor de circulació, on el refrigerant s'emporta la calor de l'equip mitjançant una calor latent de gasificació extremadament alta. En comparació amb altres mètodes, la refrigeració líquida monofàsica té una complexitat menor i és més fàcil d'aconseguir, i la seva capacitat de dissipació de calor és suficient per suportar equips informàtics als centres de dades, cosa que la converteix en l'opció d'equilibri actual.
La refrigeració líquida monofàsica es divideix en refrigeració líquida de placa freda i refrigeració líquida per immersió. La refrigeració líquida de la placa freda fixa la placa de refrigeració líquida al dispositiu de calefacció principal de l'equip, confiant en el líquid que flueix a través de la placa freda per endur-se la calor i aconseguir el propòsit de la dissipació de la calor; La refrigeració líquida per immersió és el procés d'immersió directa de tota la màquina en refrigerant, basant-se en la circulació natural o forçada del líquid per treure la calor generada pel funcionament d'equips com els servidors.
Els avantatges de la refrigeració líquida de placa freda inclouen: modificacions mínimes a la sala d'ordinadors general, només requereixen modificacions al bastidor, unitats de distribució de refrigeració (CDU) i sistema de subministrament d'aigua. A més, la refrigeració líquida de placa freda pot utilitzar una gamma més àmplia de tipus de refrigerant i requereix molt menys que la refrigeració per immersió, el que resulta en menors costos d'inversió inicial. A més, la cadena de la indústria de refrigeració líquida de placa freda és més madura i més acceptable al mercat.
Els avantatges de la refrigeració líquida per immersió inclouen: (1) a causa del contacte directe del refrigerant amb l'equip, la capacitat de dissipació de calor és més forta i el risc de sobreescalfament del dispositiu és menor; (2) L'equip de refrigeració líquida immersiva no requereix un ventilador, el que resulta en menys vibracions i una vida útil més llarga dels equips de maquinari; (3) La temperatura del subministrament d'aigua refrigerada al costat de la sala de màquines de refrigeració líquida immersa és més alta i el costat exterior és més fàcil de dissipar la calor. Per tant, la selecció del lloc de la sala de màquines ja no està tan limitada per la regió i la temperatura com a l'era de la refrigeració per aire.
L'aplicació de la tecnologia de refrigeració líquida als commutadors del centre de dades no només resol els seus propis problemes tèrmics, sinó que també permet un desplegament unificat amb servidors de refrigeració líquida, facilitant la construcció i l'operació unificades de la infraestructura del centre de dades. La refrigeració líquida admet l'intercanvi de noves tecnologies per maximitzar el rendiment, desenvolupar més bons productes de centre de dades i construir conjuntament una economia digital verda.
