Эффективная технология жидкостного охлаждения для центров обработки данных
С ускоренным развитием таких отраслей, как искусственный интеллект, облачные вычисления и большие данные, спрос, масштаб и усилия по строительству центров обработки данных значительно возросли. Однако проблема энергопотребления в центрах обработки данных становится все более серьезной. В связи с тем, что значительная часть энергопотребления в традиционных центрах обработки данных приходится на системы охлаждения, для построения «зеленых» центров обработки данных необходимо использовать новые технологии жидкостного охлаждения.
TDP (расчетная тепловая мощность) чипа постепенно увеличивается, а некоторые чипы даже достигают 360 Вт. Это создает серьезную проблему для рассеивания тепла серверными чипами в традиционных центрах обработки данных, которые обычно используют технологию охлаждения с воздушным охлаждением. Вообще говоря, плотность теплового потока около 5-10 Вт/см² достигла предела технологии охлаждения с воздушным охлаждением, а более высокая плотность теплового потока может легко привести к тому, что большое количество тепла не сможет быть отведено из системы охлаждения. чипсы своевременно. Основной мерой, которую могут предпринять дата-центры для решения этой проблемы, является технология жидкостного охлаждения. Вообще говоря, тепловые характеристики жидкостей намного лучше, чем у воздуха: теплопроводность примерно в 15-25 раз выше, чем у воздуха, а удельная теплоемкость даже в 1000-3500 раз выше, чем у воздуха. Технология отвода тепла с жидкостным охлаждением продемонстрировала превосходные характеристики теплопередачи по сравнению с технологией отвода тепла с воздушным охлаждением.
По сравнению с технологиями жидкостного охлаждения распылением и погружением, технология жидкостного охлаждения с холодной пластиной не требует учета вопроса проводимости охлаждающей жидкости. Существует множество типов охлаждающей жидкости, например деионизированная вода, наножидкости и т. д., и их тепловые свойства обычно лучше, чем у изолирующей охлаждающей жидкости. Кроме того, оптимизация структуры каналов потока холодной пластины может увеличить площадь конвективной теплопередачи или повысить интенсивность конвективной теплопередачи, тем самым эффективно усиливая теплообмен. В настоящее время технология охлаждения с холодной пластиной в центрах обработки данных в основном используется для жидкостного охлаждения чипов, а основным направлением исследований является оптимизация топологии каналов.
В центрах обработки данных применяется технология распылительного охлаждения, а электронные устройства на сервере часто охлаждаются контактным способом с помощью распылительных пластин. Технология струйного охлаждения и технология распылительного охлаждения — это две технологии, которые могут обеспечить более высокий тепловой поток и рассеивание тепла.
Основной принцип работы иммерсионного охлаждения заключается в полном погружении электронных устройств в охлаждающую жидкость и обеспечении отвода тепла посредством циркуляции. Технология погружного охлаждения относится к технологии пассивного жидкостного охлаждения. В настоящее время основными направлениями исследований технологии иммерсионного охлаждения являются: оптимизация структуры иммерсионного теплообмена (расположение и структура поверхности теплоотвода), иммерсионный высокоэффективный теплоноситель и теплообмен при кипении при погружении.
В настоящее время направление исследований в области технологии жидкостного охлаждения в основном сосредоточено на оптимизации структур теплопередачи, эффективных охлаждающих жидкостях и теплопередаче при двухфазном кипении. Оптимизация структур теплопередачи, таких как расположение массивов и микро/наноструктур поверхности, для достижения превосходных характеристик теплопередачи за счет изменения характеристик потока рабочей жидкости, а также способы повышения удобства технологии обработки стали одной из ключевых проблем для его эффективное продвижение. Технология жидкостного охлаждения в центрах обработки данных все еще находится в зачаточном состоянии, и существует еще множество ключевых проблем, которые необходимо срочно решить. По сравнению с дата-центрами, построенными на технологии воздушного охлаждения, дата-центры, построенные на технологии жидкостного охлаждения, претерпели существенные изменения во внутренней планировке, архитектуре, оборудовании и других требованиях, что неизбежно приведет к реконструкции соответствующей отраслевой цепочки дата-центров.
