Teknologi Penyejukan Rendaman: Masa Depan Pengurusan Haba Pusat Data

Apabila penggunaan kuasa rak melonjak ke tahap yang tidak pernah berlaku sebelum ini, industri pusat data sedang mengalami transformasi besar-besaran. Didorong oleh aplikasi Kecerdasan Buatan (AI) dan Pengkomputeran Berprestasi Tinggi (HPC) berintensif pengiraan, pusat data telah beralih dengan pantas daripada menggunakan strategi penyejukan udara untuk rak yang melesapkan 10-20 kilowatt kepada kini memerlukan sistem penyejukan yang mampu mengendalikan rak 120 kilowatt yang dikuasakan oleh kabinet superchip yang dikuasakan oleh NVIDIA—just Grace Blackwell!

Teknologi penyejukan udara tradisional tidak lagi mencukupi untuk menangani permintaan pelesapan haba yang tinggi, membuka jalan untuk pembangunan penyelesaian penyejukan cecair termaju. Pilihan penyejukan cecair arus perdana terutamanya dibahagikan kepada dua kategori:"terus-ke-cip"dan"rendaman"penyejukan. Tidak seperti kaedah penyejukan udara tradisional, teknologi ini menggunakan medium cecair seperti air atau cecair penebat untuk menghilangkan haba daripada peralatan.

Artikel ini menerokateknologi penyejukan rendaman, menganalisis prinsip kerja, kelebihan, cabaran dan potensi aplikasinya dalam persekitaran berkuasa tinggi.

Teknologi Penyejukan Perendaman: Komponen Terendam Sepenuhnya

Teknologi penyejukan rendaman menenggelamkan sepenuhnya pelayan dan komponen elektronik lain dalam cecair penebat. Memandangkan peralatan menjana haba semasa operasi, haba ini dipindahkan ke medium penyejukan sekeliling. Cecair yang dipanaskan naik ke permukaan, diarahkan ke sistem penyejukan untuk menghilangkan haba, dan kemudian kembali ke takungan cecair awal yang menempatkan peralatan.

Terdapat dua jenis penyejukan rendaman:

1. Penyejukan Perendaman Satu Fasa

Sistem ini menenggelamkan sepenuhnya semua pelayan dan peralatan IT dalam cecair penebat. Apabila suhu komponen seperti CPU atau GPU meningkat, bendalir menyerap haba yang dihasilkan. Bendalir yang dipanaskan kemudiannya dipam ke unit pertukaran haba di mana ia disejukkan, dan bendalir yang disejukkan dikembalikan ke takungan cecair peralatan.

Kelebihan:

●Penyerapan haba sepenuhnya:Semua haba yang dijana oleh pelayan (GPU, CPU, modul memori, dll.) dikumpul dan dilesapkan oleh sistem penyejukan.

● Cecair penebat:Memastikan komponen kekal dilindungi daripada litar pintas.

Cabaran:

●Penghadan Kuasa Reka Bentuk Terma (TDP):Apabila TDP GPU melebihi 700 watt, rendaman satu fasa mungkin sukar untuk memberikan penyejukan yang berkesan.

●Pelaburan infrastruktur:Pelaburan yang besar diperlukan untuk reka bentuk semula infrastruktur pusat data, termasuk takungan cecair yang besar dan berat. Ini menjadikannya lebih sesuai untuk pusat data baharu atau kemudahan sedia ada yang boleh menampung pengubahsuaian berskala besar dan pengukuhan struktur.

●Kesesuaian dengan cecair penebat:Semua komponen (pelayan, penyambung, papan litar bercetak, dsb.) mesti serasi dengan cecair penebat untuk mengelakkan kerosakan. Ini selalunya memerlukan peralatan tersuai atau pengubahsuaian pada pelayan.

●Reka bentuk semula mekanikal:Sesetengah komponen pelayan, seperti penyambung gentian optik, tidak berfungsi dengan betul dalam persekitaran rendaman dan memerlukan pengubahsuaian mekanikal.

●Bahaya kebakaran:Cecair yang digunakan dalam penyejukan rendaman, selalunya berasaskan hidrokarbon, mudah terbakar dan menimbulkan risiko yang ketara jika kebakaran berlaku di pusat data.

●Kesukaran penyelenggaraan:Sebarang kerja penyelenggaraan memerlukan kren untuk mengeluarkan pelayan dari takungan cecair, diikuti dengan tempoh menunggu selama 30 minit untuk cecair mengalir sebelum pembaikan boleh dimulakan.

●Isu pencemaran:Jika cecair penyejuk menjadi tercemar (cth, air), takungan perlu disalirkan dan dibersihkan, yang boleh mengakibatkan masa henti sehingga sehari.

2. Penyejukan Perendaman Dua Fasa

Sama seperti rendaman fasa tunggal, sistem ini menenggelamkan pelayan dan peralatan IT dalam cecair penebat. Walau bagaimanapun, apabila komponen menjadi panas, cecair mula mendidih dan menghasilkan wap. Stim ini naik ke bahagian atas takungan cecair, di mana rangkaian paip air penyejuk dipasang. Stim terpeluwap apabila bersentuhan dengan paip penyejuk, bertukar kembali menjadi cecair dan menitis kembali ke dalam takungan. Sementara itu, air yang dipanaskan dalam paip penyejuk membawa haba dari peralatan dan keluar dari pusat data.

Kelebihan:

●Penyerapan haba sepenuhnya:Seperti rendaman fasa tunggal, sistem ini menyerap sepenuhnya semua haba daripada pelayan (GPU, CPU, modul memori, dll.) untuk penyejukan yang cekap.

●Menyokong TDP yang tinggi:Penyejukan rendaman dua fasa boleh mengendalikan beban haba yang lebih tinggi berbanding sistem fasa tunggal.

● Cecair penebat:Mencegah litar pintas, memastikan operasi peralatan yang selamat.

Cabaran:

●Kesesuaian dengan cecair penebat:Sama seperti rendaman satu fasa, semua komponen mesti serasi dengan cecair penebat untuk mengelakkan kerosakan, memerlukan peralatan khusus atau pengubahsuaian pelayan.

●Kerosakan peronggaan:Proses pendidihan dalam sistem dua fasa boleh menyebabkan peronggaan, yang boleh merosakkan komponen IT, papan litar bercetak dan sambungan pateri.

●Pelaburan infrastruktur:Seperti sistem fasa tunggal, penyejukan rendaman dua fasa memerlukan pelaburan besar dalam infrastruktur, termasuk takungan besar dan struktur bangunan bertetulang untuk menampung berat tambahan.

●Cabaran penyelenggaraan:Disebabkan berat takungan dan peranti rendaman, kerja penyelenggaraan biasanya memerlukan kren, yang membawa kepada masa henti yang berpanjangan.

●Impak alam sekitar:Setiap kali takungan cecair dibuka untuk penyelenggaraan, wap bahan perfluoroalkyl (PFAS) dilepaskan ke atmosfera. Ini mengakibatkan kira-kira 10% kehilangan tahunan cecair penyejuk (ratusan liter), menyumbang kepada kebimbangan alam sekitar.

Kesimpulan: Masa Depan Penyejukan Pusat Data

Teknologi penyejukan rendaman, dengan keupayaannya untuk mengendalikan beban haba yang sangat tinggi dengan cekap, pantas menjadi penyelesaian utama untuk pusat data moden, terutamanya yang direka untuk menyokong AI, HPC dan aplikasi intensif lain. Walaupun terdapat faedah yang jelas kepada sistem ini dari segi pengurusan haba dan kecekapan tenaga, keperluan infrastruktur yang penting, potensi untuk kesan alam sekitar dan cabaran penyelenggaraan harus dipertimbangkan dengan teliti.

Memandangkan permintaan untuk pengkomputeran berprestasi tinggi terus berkembang, sistem penyejukan rendaman bersedia untuk memainkan peranan penting dalam memastikan pusat data boleh berskala dengan berkesan sambil mengurus penggunaan kuasa yang semakin meningkat dan keperluan pelesapan haba.

PadaTeknologi Tongyu, kami adalah pembekal terkemuka bagi penyelesaian terma. Jangan ragu untuk menghubungi kami untuk penyelesaian penyejukan tersuai yang disesuaikan dengan keperluan pusat data anda.