Cinci sisteme inovatoare de răcire a centrelor de date

Pe măsură ce cererea pentru procesarea datelor continuă să crească, la fel crește și nevoia de soluții eficiente de răcire. Metodele tradiționale de răcire nu sunt doar consumatoare de energie, ci și greu de ținut pasul cu căldura generată de echipamentele de calcul moderne. Ca răspuns, a apărut un val de sisteme inovatoare de răcire a centrelor de date, remodelând peisajul managementului centrelor de date.

Răcirea cu lichid este o inovație revoluționară care schimbă semnificativ modul în care centrele de date sunt răcite și este una dintre cele mai populare tehnologii de răcire disponibile în prezent. Există multe tipuri diferite de sisteme de răcire cu lichid, iar fiecare inovație nouă oferă o eficiență mai mare.

Răcirea directă cu cip este o tehnologie mai nouă de răcire cu lichid. Spre deosebire de metodele tradiționale de răcire cu aer, care răcesc indirect echipamentele centrului de date prin răcirea aerului din jur, lichidul de răcire (de obicei dielectric sau neconductiv) este integrat în hardware-ul serverului printr-o rețea de conducte mici sau microcanale, permițând livrarea lichidului de răcire. direct la punctele fierbinți din diferitele componente ale serverului, inclusiv unitatea centrală de procesare (CPU) și alte cipuri. Această tehnică este folosită în mod obișnuit în medii de calcul de înaltă performanță, cum ar fi supercalculatoarele și centrele de date care găzduiesc aplicații consumatoare de energie care generează multă căldură.

Răcirea prin imersie în două faze este o modalitate inovatoare și eficientă de a răci sistemele de calcul de înaltă performanță, inclusiv serverele și echipamentele centrelor de date. Spre deosebire de metodele tradiționale de răcire cu aer sau lichid, răcirea prin imersie în două faze scufundă complet componentele hardware într-un lichid de răcire dielectric sau neconductiv special conceput. Acest lichid de răcire este de obicei un lichid de răcire sintetic în două faze: lichid și abur. Cu un punct de fierbere de 50 de grade, este un conductor de căldură mai bun decât aerul, apa sau uleiul. Vaporii formați prin interacțiunea dintre lichid și componenta de încălzire promovează pasiv transferul de căldură.

Răcirea prin imersie în două faze are mai multe avantaje. Primul este o mai mare eficiență și economii de energie. În comparație cu răcirea cu aer, această tehnologie de răcire are un avantaj de eficiență > 90%. În plus, deoarece componentele nu sunt afectate de schimbările de temperatură, tehnologia îmbunătățește și fiabilitatea. În același timp, permite, de asemenea, implementarea hardware de înaltă densitate, deoarece elimină necesitatea circulației aerului și a unei infrastructuri mari de răcire.

Răcirea geotermală există de ceva timp, dar nu multe centre de date au reușit să profite de costurile reduse și de beneficiile pentru mediu. Este o temperatură relativ stabilă și rece sub suprafața Pământului, adică energia geotermală sau căldura din sursa solului acționează ca un radiator, mai degrabă decât să elibereze aer în exterior, așa cum fac aparatele de aer condiționat tradiționale. O rețea de țevi îngropate sub pământ (numite bucle de suprafață) conține un fluid de schimb de căldură, de obicei un amestec de apă și antigel. Sistemul trece prin puțuri subterane verticale umplute cu umpluturi de transfer de căldură. Fluidul de schimb de căldură din conductă absoarbe căldură din interiorul clădirii, inclusiv din echipamentele centrului de date, în timpul răcirii. Pe măsură ce fluidul circulă prin bucla de suprafață, schimbă căldură cu mediul subteran mai rece.

Răcirea geotermală este considerată o soluție de răcire ecologică și durabilă, deoarece reduce semnificativ emisiile de gaze cu efect de seră și dependența de combustibilii fosili.

Răcirea cu lichid microcanal este o extensie a răcirii cu lichid direct cu cip cu adăugarea de plăci reci care vizează direct CPU, GPU și modulele de memorie pentru a disipa eficient căldura generată de componentele electronice. Această metodă de răcire utilizează canale sau microcanale mici și complexe pentru a furniza lichidul de răcire aproape de sursa de căldură, îmbunătățind astfel disiparea căldurii și performanța termică.

Schimbătoarele de căldură cu microcanale sunt de obicei realizate din materiale precum cuprul sau aluminiul și constau din multe canale mici, de obicei în intervalul de dimensiuni de microni. Aceste canale sunt proiectate pentru a fi foarte compacte și eficiente în transferul de căldură, reducând dimensiunea cu 10 până la 30% și greutatea cu 60%, reducând foarte mult amprenta centrului de date. Această metodă de răcire reduce, de asemenea, costurile, deoarece există mai puține costuri cu agentul frigorific și materiale.

Răcirea lichidă prin microconvecție utilizează un număr mare de jeturi de fluid minuscule, proiectate cu precizie, într-un modul de răcire compact, care modifică performanța de răcire la nivel de cip. Tehnologia a fost creată pentru a îmbunătăți performanța aplicațiilor cu cele mai intense profiluri de calcul. Deoarece răcirea prin microconvecție facilitează fluxul vertical către dispozitiv, crescând coeficientul de transfer al căldurii de disipare a căldurii, utilizarea materialelor de interfață termică este eliminată.

Răcirea lichidă prin microconvecție este deosebit de valoroasă în situațiile în care metodele tradiționale de răcire pot să nu ofere o capacitate de răcire suficientă sau în care dimensiunea și greutatea soluției de răcire trebuie reduse la minimum. Acesta este un domeniu de cercetare și dezvoltare continuă a tehnicilor de management termic.

Sistemele inovatoare de răcire a centrelor de date schimbă modul în care gestionăm și menținem infrastructura de calcul masivă care alimentează lumea digitală. Adoptarea acestor tehnologii avansate nu numai că va îmbunătăți performanța și longevitatea echipamentelor centrelor de date, dar va contribui și la un viitor digital mai ecologic și mai durabil.