Viisi innovatiivista datakeskuksen jäähdytysjärjestelmää

Tietojenkäsittelyn kysynnän kasvaessa jatkuvasti kasvaa myös tehokkaiden jäähdytysratkaisujen tarve. Perinteiset jäähdytysmenetelmät eivät ole vain energiaintensiivisiä, vaan myös vaikeita pysyä nykyaikaisten laskentalaitteiden tuottaman lämmön mukana. Vastauksena on syntynyt innovatiivisten datakeskusten jäähdytysjärjestelmien aalto, joka on muokannut datakeskusten hallintaa.

Nestejäähdytys on vallankumouksellinen innovaatio, joka muuttaa merkittävästi datakeskusten jäähdytystapaa ja on yksi suosituimmista saatavilla olevista jäähdytystekniikoista. Nestejäähdytysjärjestelmiä on monia erilaisia, ja jokainen uusi innovaatio parantaa tehokkuutta.

Suora lastujäähdytys on uudempi nestejäähdytystekniikka. Toisin kuin perinteiset ilmajäähdytysmenetelmät, joissa konesalin laitteita jäähdytetään epäsuorasti jäähdyttämällä ympäröivää ilmaa, jäähdytysneste (yleensä dielektrinen tai ei-johtava) integroidaan palvelinlaitteistoon pienten putkien tai mikrokanavien kautta, jolloin jäähdytysneste voidaan toimittaa. suoraan palvelimen eri komponenttien, kuten keskusyksikön (CPU) ja muiden sirujen hot spot -pisteisiin. Tätä tekniikkaa käytetään yleisesti korkean suorituskyvyn laskentaympäristöissä, kuten supertietokoneissa ja datakeskuksissa, jotka isännöivät energiaa kuluttavia sovelluksia, jotka tuottavat paljon lämpöä.

Kaksivaiheinen upotusjäähdytys on innovatiivinen ja tehokas tapa jäähdyttää suorituskykyisiä tietokonejärjestelmiä, mukaan lukien palvelimia ja datakeskuslaitteita. Toisin kuin perinteiset ilma- tai nestejäähdytysmenetelmät, kaksivaiheinen upotusjäähdytys upottaa laitteistokomponentit kokonaan erityisesti suunniteltuun dielektriseen tai johtamattomaan jäähdytysnesteeseen. Tämä jäähdytysneste on yleensä synteettinen jäähdytysneste kahdessa faasissa: nesteenä ja höyrynä. 50 asteen kiehumispisteellä se on parempi lämmönjohdin kuin ilma, vesi tai öljy. Nesteen ja lämmityskomponentin välisestä vuorovaikutuksesta muodostuva höyry edistää passiivisesti lämmönsiirtoa.

Kaksivaiheisella uppojäähdytyksellä on useita etuja. Ensimmäinen on suurempi tehokkuus ja energiansäästö. Ilmajäähdytykseen verrattuna tällä jäähdytystekniikalla on > 90 % hyötysuhde. Lisäksi tekniikka parantaa luotettavuutta, koska komponentteihin ei vaikuta lämpötilanvaihtelut. Samalla se mahdollistaa myös tiheän laitteiston käyttöönoton, koska se eliminoi ilmankierron ja suuren jäähdytysinfrastruktuurin tarpeen.

Geoterminen jäähdytys on ollut käytössä jo jonkin aikaa, mutta monet datakeskukset eivät ole pystyneet hyödyntämään sen edullisia kustannuksia ja ympäristöhyötyjä. Se on suhteellisen vakaa ja viileä lämpötila maan pinnan alla, eli geoterminen energia tai maalämpö toimii jäähdyttimenä sen sijaan, että se vapauttaisi ilmaa ulos, kuten perinteiset ilmastointilaitteet tekevät. Maan alle haudattu putkiverkosto (kutsutaan pintasilmukoiksi) sisältää lämmönvaihtonestettä, yleensä veden ja pakkasnesteen seosta. Järjestelmä kulkee pystysuorien maanalaisten kaivojen läpi, jotka on täytetty lämmönsiirtotäytteillä. Putken lämmönvaihtoneste imee lämpöä rakennuksen sisältä, mukaan lukien konesalin laitteet, jäähdytyksen aikana. Kun neste kiertää pintasilmukan läpi, se vaihtaa lämpöä viileämmän maanalaisen ympäristön kanssa.

Geotermistä jäähdytystä pidetään vihreänä ja kestävänä jäähdytysratkaisuna, koska se vähentää merkittävästi kasvihuonekaasupäästöjä ja riippuvuutta fossiilisista polttoaineista.

Mikrokanavainen nestejäähdytys on suoran sirun nestejäähdytyksen jatke, johon on lisätty kylmälevyt, jotka kohdistuvat suoraan prosessoriin, GPU:hun ja muistimoduuleihin sähköisten komponenttien tuottaman lämmön poistamiseksi tehokkaasti. Tässä jäähdytysmenetelmässä käytetään pieniä, monimutkaisia ​​kanavia tai mikrokanavia nestemäisen jäähdytysnesteen toimittamiseen lähelle lämmönlähdettä, mikä parantaa lämmön hajoamista ja lämpötehokkuutta.

Mikrokanavalämmönvaihtimet on tyypillisesti valmistettu materiaaleista, kuten kuparista tai alumiinista, ja ne koostuvat monista pienistä kanavista, yleensä mikronikokoisia. Nämä kanavat on suunniteltu erittäin pienikokoisiksi ja lämmönsiirtotehokkaiksi, ja ne pienentävät kokoa 10–30 prosenttia ja painoa 60 prosenttia, mikä vähentää huomattavasti datakeskuksen jalanjälkeä. Tämä jäähdytysmenetelmä vähentää myös kustannuksia, koska kylmäaine- ja materiaalikustannukset ovat pienemmät.

Mikrokonvektio-nestejäähdytys käyttää suurta määrää pieniä, tarkasti suunniteltuja nestesuihkuja kompaktissa jäähdytysmoduulissa, mikä muuttaa lastutason jäähdytystehoa. Tekniikka luotiin parantamaan sovellusten suorituskykyä eniten laskentaa vaativilla profiileilla. Koska mikrokonvektiojäähdytys helpottaa pystysuoraa virtausta laitteeseen ja lisää lämmönpoiston lämmönsiirtokerrointa, lämpörajapintamateriaalien käyttö jää pois.

Mikrokonvektionestejäähdytys on erityisen arvokasta tilanteissa, joissa perinteiset jäähdytysmenetelmät eivät välttämättä tarjoa riittävää jäähdytystehoa tai joissa jäähdytysliuoksen koko ja paino tulee minimoida. Tämä on jatkuvan lämmönhallintatekniikoiden tutkimuksen ja kehittämisen ala.

Innovatiiviset datakeskusten jäähdytysjärjestelmät muuttavat tapaa, jolla hallitsemme ja ylläpidämme digitaalista maailmaa hallitsevaa valtavaa laskentainfrastruktuuria. Näiden edistyneiden tekniikoiden käyttöönotto ei ainoastaan ​​paranna datakeskuslaitteiden suorituskykyä ja pitkäikäisyyttä, vaan myös edistää vihreämpää ja kestävämpää digitaalista tulevaisuutta.