Asiat, jotka sinun tulee tietää palvelinkeskuksen suorasta sirulle -jäähdytyksestä

Laskentatehon kysynnän dramaattinen lisääntyminen on vaarantanut perinteiset jäähdytysmenetelmät. Lähes puolet konesalien kuluttamasta sähköstä menee jäähdytykseen, ja sähkökustannusten nousun myötä vihreiden tilojen tarve on ajanut innovatiivisia jäähdytysratkaisuja. Hakkeen suora nestejäähdytys on tällä hetkellä yksi johtavista teknologioista.

Suora jäähdytys sirulle on jäähdytysmenetelmä, joka on suunniteltu hallitsemaan ja poistamaan lämpöä suoraan keskusyksiköstä (CPU) tai muista elektronisista siruista elektronisissa laitteissa. Toisin kuin perinteiset jäähdytysmenetelmät, joissa elektronisten komponenttien ulkopinnoille levitetään ilma- tai nestejäähdytysjärjestelmiä, suorassa sirulle -jäähdytyksessä jäähdytysjärjestelmä saatetaan suoraan kosketukseen sirun kanssa.

Tässä lähestymistavassa lämmönvaihtimet tai jäähdytyselementit integroidaan sirun rakenteeseen tai sijoitetaan hyvin lähelle. Tämä suora kosketus mahdollistaa tehokkaamman lämmönsiirron, koska jäähdytysjärjestelmä voi nopeasti imeä ja haihduttaa sirun tuottamaa lämpöä käytön aikana.

Suoraan sirulle -jäähdytyksen toimintaperiaate pyörii jäähdytysaineen ja elektronisen sirun läheisessä kosketuksessa. Tämä saavutetaan usein käyttämällä kehittyneitä jäähdytysmateriaaleja tai nesteitä, jotka saatetaan suoraan kosketukseen lastun pinnan kanssa. Tällöin elektroniikkatoimintojen aikana syntyvä lämpö imeytyy nopeasti ja siirtyy tehokkaasti pois sirulta.

Lisäksi jotkin suoraan sirulle -jäähdytyksen toteutukset sisältävät mikrokanavien tai monimutkaisten jäähdytysrakenteiden integroinnin suoraan sirun pinnalle. Nämä rakenteet tehostavat lämmönsiirtoa ja mahdollistavat tarkan lämpötilan hallinnan varmistaen optimaalisen suorituskyvyn myös raskaassa laskentakuormituksessa.

Upotusjäähdytys voi jäähdyttää koko palvelimen, kun taas nestejäähdytys suoraan sirulle voi valikoivasti jäähdyttää suuritehoisia komponentteja, kuten prosessoria ja GPU:ta. Jopa 80 kW:n tehonkulutuksella telinettä kohti, datakeskukset voivat vähentää jäähdytystehoa jopa 45 prosenttia. Tämä tarkoittaa, että eliminoimalla suurin osa mekaanisesta ilmajäähdytyksestä voidaan saavuttaa alle 1,2 PUE.

Suoralla nestejäähdytyksellä on myös ympäristöhyötyjä. Se vahvistaa edelleen kestävän kehityksen pyrkimyksiä hyödyntämällä hukkalämpöä rakennusten lämmitysjärjestelmissä ja muissa sovelluksissa. Verrattuna ilmajäähdytteisille konesaleille tyypilliseen melusaasteeseen, suora nestejäähdytys vähentää merkittävästi melua ja tarjoaa suotuisamman työympäristön käyttäjille.

Vaikka suoraan sirulle -jäähdytys tarjoaa uraauurtavia etuja, se ei ole vailla haasteita:

• Kustannus: Suoraan sirulle -jäähdytysjärjestelmien toteuttaminen voi olla huomattavasti kalliimpaa kuin perinteiset jäähdytysmenetelmät. Erikoiskomponenttien tarve, mukaan lukien kehittyneet lämpörajapintamateriaalit ja nestejäähdytysjärjestelmät, lisää osaltaan korkeampia alkukustannuksia.

• Rajoitettu koko järjestelmien jäähdytys: Suoraan sirulle asennettavat jäähdytysjärjestelmät keskittyvät tiettyjen lämpöä tuottavien komponenttien, kuten CPU:iden, jäähdyttämiseen. Tämä kohdennettu lähestymistapa voi kuitenkin jättää muut komponentit, kuten kiintolevyt, jäähtymättä. Tämä rajoitus edellyttää lisäjäähdytysmenetelmiä kattavaa lämmönhallintaa varten.

• Vuotoriski: Suoraan sirulle asennettavat jäähdytysjärjestelmät sisältävät nesteiden kierron elektronisten komponenttien välittömässä läheisyydessä. Vaikka nämä nesteet ovat tyypillisesti johtamattomia, on silti olemassa vuotojen riski, mikä voi johtaa järjestelmävioihin ja mahdollisiin elektronisten komponenttien vaurioitumiseen.

• Mittakaava ja integrointi: Direct-to-chip -jäähdytys voi sopia paremmin pienempiin kokoonpanoihin, ja sen integrointi suuriin datakeskuksiin, joissa on satoja tai tuhansia palvelimia, voi aiheuttaa logistisia haasteita. Teknologian laajentaminen kustannustehokkuuden ja tehokkuuden säilyttämisen kanssa on edelleen harkinnanvaraista.

Yhteenvetona voidaan todeta, että suora jäähdytys sirulle on iso asia, jotta elektroniset laitteet eivät kuumene liikaa. Se voi mennä suoraan sinne, mistä lämpö tulee ja saada elektroniset laitteet toimimaan paremmin, kestämään pidempään ja kuluttamaan vähemmän energiaa. Tekniikan parantuessa yhä useammat laitteet saattavat käyttää suoraa sirujäähdytystä, mikä saa ne toimimaan entistä paremmin ja säästämään energiaa tehokkaamman digitaalisen tulevaisuuden saavuttamiseksi.