Beim Vergleich von fünf Server-Wärmemanagementtechnologien ist einphasiges DLC effektiver
Kürzlich enthüllte der technische Experte von Dell, Dr. Tim Shedd, bei einem von DCD organisierten technischen Vortrag in einem Sonderbericht mit dem Titel „Leistungsvergleich von fünf Server-Wärmemanagementtechnologien in Rechenzentren“, dass führende Kühltechnologien für Rechenzentren Luftkühlung und einphasiges Eintauchen umfassen , zweiphasiges Eintauchen, zweiphasige direkte Flüssigkeitskühlung. Vergleich der Forschung und Tests zur einphasigen direkten Flüssigkeitskühlung (DLC, Kühlplatte).
Bis 2025 wird die Leistung von CPU- oder GPU-Chips im Allgemeinen bis zu 500 W erreichen, und künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen haben die GPU-Leistung auf bis zu 700 W gesteigert, wobei in naher Zukunft voraussichtlich 1000 W erreicht werden. Noch wichtiger ist, dass bei steigender Leistung niedrigere Chip-Gehäusetemperaturen und geringere Temperaturunterschiede erforderlich sind, um den normalen Betrieb des Chips sicherzustellen. Je fortgeschrittener die Halbleitertechnologie ist, desto kleiner ist die Transistorgröße und desto größer ist der Leckstrom, der exponentiell mit der Temperatur ansteigt. Daher wird die Herausforderung an Wärmemanagementsysteme immer größer.
Vor einigen Jahren, als die TDP des Prozessors etwa 250 W betrug, konnten diese fünf Wärmemanagementtechnologien eine sehr effiziente Kühlung typischer Rechenzentrumsschränke gewährleisten, beispielsweise durch den Einsatz von 32 dualen 250-W-Rack-Servern in Rechenzentrumsschränken. Bei einem 2U-Rack-Server stellte der Bericht einen Temperaturunterschied von etwa 26 Grad zwischen der Chipverpackung und der durch den Server strömenden Luft fest. Daher ist es durchaus sinnvoll, die Chiptemperatur bei nur 25 Grad kalter Luft bei etwa 51 Grad zu halten. Zu diesem Zeitpunkt entspricht die Effizienz der Luftkühlung für einen einzelnen Server der einphasigen Tauchkühlung.
Derzeit ist die Leistung eines einzelnen Prozessors auf 350 bis 400 W gestiegen, und der Temperaturunterschied, der erforderlich ist, um die Wärme vom Chip an das Kühlwasser der Anlage abzuleiten, nimmt ständig zu. Ebenso wird ein Schrank mit 32 dualen 350-W-Rack-Servern zur Kühlung eingesetzt. Der Temperaturunterschied zwischen der Luft und der Chipverpackung während der Luftkühlung (1U) übersteigt 50 Grad. Das bedeutet, dass bei Kühlung des Servers mit 25 Grad kalter Luft die Temperatur des Prozessors 75 Grad erreicht und sich damit der Betriebstemperaturgrenze des Servers nähert Prozessor. Es ist ersichtlich, dass die aktuelle Prozessorleistung auf 350 W -400 W gestiegen ist und die Luftkühlung sehr nahe an der tatsächlichen Grenze liegt, was bedeutet, dass normalerweise kühlere Luft erforderlich ist, was den Kühlenergieverbrauch erhöht.
In den nächsten zwei bis drei Jahren wird die TDP von Prozessoren im Allgemeinen auf 500 W ansteigen, und die Luftkühlung steht vor erheblichen Herausforderungen, da innovative Kühlkörperdesignmethoden erforderlich sind oder auf größere Größen zurückgegriffen werden muss, damit mehr Luft in die Prozessoren eindringen und diese kühlen kann. Zu diesem Zeitpunkt übersteigt der Temperaturunterschied zwischen Luftkühlung (1U), einphasiger Tauchkühlung und Chip-Verpackung 60 Grad C; Die zweiphasige Tauchkühlung ist immer noch wirksam und der Temperaturunterschied erhöht sich auf etwa 34 Grad; Der Temperaturunterschiedsbereich zwischen zweiphasigem DLC und einphasigem DLC (1 l/min) ist nicht signifikant, etwa 25 Grad; Der Temperaturdifferenzbereich von einphasigem DLC (2 l/min) ist kleiner und beträgt etwa 17 Grad.
Im Vergleich zu den anderen vier Kühlmethoden für Rechenzentren weist die einphasige direkte Flüssigkeitskühlung (DLC) den höchsten thermischen Wirkungsgrad auf und kann eine potenzielle Möglichkeit bieten, eine bessere Nachhaltigkeit zu erreichen und die Effizienz zu verbessern.
