Expert tècnic de Dell: comparació de cinc tecnologies de gestió tèrmica del servidor, el DLC monofàsic és més eficaç

Recentment, en una conferència tècnica organitzada per DCD, el Dr. Tim Shedd, expert en tecnologia de Dell, va revelar la comparació del rendiment de cinc tecnologies de gestió tèrmica de servidors en una presentació titulada "Comparació de rendiment de cinc tecnologies de gestió tèrmica de servidor". Les principals tecnologies de refrigeració del centre de dades estudiades a la investigació inclouen refrigeració per aire, immersió monofàsica, immersió bifàsica, refrigeració líquida directa bifàsica i refrigeració líquida directa monofàsica (DLC, placa freda).

La investigació de Dell indica que, en comparació amb els altres quatre mètodes de refrigeració del centre de dades, la refrigeració líquida directa monofàsica (DLC) presenta la màxima eficiència tèrmica, proporcionant un camí potencial cap a una millor sostenibilitat i una eficiència més gran.

L'informe assenyala que l'any 2025, s'espera que la potència del xip de la CPU o la GPU assoleixi els 500 W, amb la intel·ligència artificial i l'aprenentatge automàtic que impulsen la potència de la GPU a 700 W i un augment futur previst fins a 1000 W.

Més important encara, a mesura que augmenta la potència, hi ha una demanda de temperatures d'envasament de xips més baixes i diferencials de temperatura més petits per garantir el funcionament normal dels xips. Per tant, els reptes dels sistemes de gestió tèrmica s'intensifiquen.

L'informe utilitza dades típiques de configuració del servidor del centre de dades per construir un model tèrmic simplificat, que il·lustra l'aplicabilitat d'aquestes cinc tecnologies de gestió tèrmica quan la potència del processador augmenta de 250 W a 500 W.

Processador de 250 W

En els últims anys, quan el TDP del processador era d'uns 250 W, les cinc tecnologies de gestió tèrmica podrien refredar de manera eficient els bastidors típics del centre de dades, com els que desplegaven 32 servidors de 250 W de doble socket muntats en bastidor. Per a un servidor muntat en bastidor de 2U, el diferencial de temperatura entre l'embalatge de xips i l'aire que passava pel servidor era d'aproximadament 26 graus. Per tant, amb només 25 graus d'aire fresc, la temperatura del xip es podria mantenir al voltant dels 51 graus, cosa que és força raonable.

En aquest punt, l'eficiència de la refrigeració per aire d'un sol servidor és comparable a la refrigeració d'immersió monofàsica.

En la refrigeració per immersió bifàsica, el diferencial de temperatura entre l'envasament de xips i el líquid de refrigeració és d'uns 20 graus, mentre que la tecnologia DLC té un diferencial encara més baix. A cabals típics d'1 lpm (1 litre per minut) o 2 lpm (2 litres per minut), el diferencial de temperatura entre la base de la placa freda DLC i l'envàs d'encenall es manté dins d'un rang de 10 graus.

Processador de 350 W

Actualment, amb la potència del processador individual augmentada de 350 W a 400 W, el diferencial de temperatura necessari per dissipar la calor del xip a l'aigua de refrigeració de les instal·lacions continua augmentant.

Per a un desplegament de refrigeració d'armaris amb 32 servidors muntats en bastidor de 350 W de doble sòcol, el diferencial de temperatura entre la refrigeració per aire (1U) i l'embalatge de xips supera els 50 graus. Això significa que refredar el servidor amb aire fresc de 25 graus donaria lloc a una temperatura del processador d'uns 75 graus, propera al límit de temperatura de funcionament del processador.

En aquest punt, l'eficàcia de la refrigeració per immersió monofàsica és comparable a la refrigeració per aire (1U), mentre que la refrigeració per aire (2U) pot mantenir un diferencial de temperatura entre l'aire i el xip al voltant de 38 graus.

A més, el diferencial de temperatura entre el líquid de refrigeració d'immersió bifàsica i l'envasament de xips és d'uns 25 graus, mentre que el DLC monofàsic i el DLC bifàsic segueixen sent altament eficients. El diferencial de temperatura entre el DLC bifàsic i el xip és d'uns 15 graus i, a un cabal d'1 lpm, el diferencial de temperatura per al DLC monofàsic és d'uns 11 graus.

És evident que, amb l'augment de la potència del processador a 350 W-400W, la refrigeració per aire s'acosta als límits pràctics, requerint aire més fred i augmentant el consum d'energia de refrigeració.

500W

En els propers dos o tres anys, s'espera que el processador TDP augmenti generalment fins a 500 W, cosa que suposa un repte important per a la refrigeració per aire. Seran necessaris mètodes innovadors de disseny de radiadors o dependre de mides més grans per permetre que entri més aire i refredi el processador.

En aquest punt, la refrigeració per aire (1U), la refrigeració per immersió monofàsica i el diferencial de temperatura entre els envasos de xips superen els 60 graus. El refredament per immersió bifàsica continua sent efectiu, però el diferencial augmentarà a uns 34 graus. Els diferencials de temperatura entre el DLC bifàsic i el DLC monofàsic (1 lpm) són similars, al voltant de 25 graus, mentre que el DLC monofàsic (2 lpm) té un diferencial més petit, al voltant de 17 graus.

Val la pena assenyalar que la refrigeració d'aigua a alta temperatura en el rang de 48 graus a 50 graus pot presentar algunes oportunitats reals per a la reutilització de l'energia tèrmica en aquesta etapa.

Resum

Refrigeració per aire:

L'augment del TDP del processador planteja reptes creixents per a la refrigeració per aire.

Els avenços en radiadors i ventiladors poden superar els límits.

Normalment es troba amb limitacions en l'impacte de la calor del processador en altres components.

Refrigeració DLC:

La refrigeració monofàsica supera amb escreix els 500 W TDP.

El DLC bifàsic pot refredar un TDP elevat, tot i que hi ha problemes de resistència al flux de vapor que s'han de solucionar.

Els avenços en el disseny del sistema o la tecnologia de fluids poden millorar el DLC bifàsic.

Refrigeració per immersió:

Reptes creixents amb alt TDP.

Els avenços en els radiadors i la tecnologia de fluids poden trencar els límits.

La bifàsica està limitada pel punt d'ebullició del fluid i el rendiment del condensador.

 

  Com a fabricant líder de radiadors, Sinda Thermal pot oferir una àmplia gamma de tipus de dissipador de calor, com ara dissipador de calor extruït d'alumini, dissipador de calor d'aleta skived, dissipador de calor d'aleta de pin, dissipador de calor d'aleta de cremallera, placa de refrigeració líquida, etc. qualitat i excel·lent servei al client. Sinda Thermal ofereix constantment dissipadors de calor personalitzats per satisfer els requisits únics de diverses indústries.

Sinda Thermal es va constituir l'any 2014 i ha crescut ràpidament gràcies al seu compromís amb l'excel·lència i la innovació en l'àmbit de la gestió tèrmica. L'empresa disposa d'una gran instal·lació de fabricació equipada amb tecnologia i maquinària avançada, això garanteix que Sinda Thermal sigui capaç de produir diversos tipus de radiadors i personalitzar-los per satisfer les diferents necessitats dels clients.

Preguntes freqüents
1. P: Sou una empresa comercial o fabricant?
R: Som un fabricant líder de dissipadors de calor, la nostra fàbrica s'ha fundat durant 8 anys, som professionals i amb experiència.

2. P: Podeu oferir servei OEM/ODM?
R: Sí, OEM/ODM estan disponibles.

3. P: Teniu límit de MOQ?
R: No, no configurem MOQ, hi ha mostres de prototips disponibles.

4. P: Quin és el termini de producció?
R: Per a mostres de prototips, el termini de lliurament és de 1-2 setmanes, per a la producció en massa, el termini de lliurament és de 4-6 setmanes.

5. P: Puc visitar la vostra fàbrica?
R: Sí, benvingut a Sinda Thermal.