Flüssigkeitskühlung im Rechenzentrum
Mit der Entwicklung des 5g beschleunigt sich die Nachfrage nach Hochleistungs- und High-Density-Computing, und das Problem des Energieverbrauchs von Rechenzentren tritt immer stärker in den Vordergrund.
Wenn die Wärmeableitung schlecht ist, verringert die hohe Temperatur nicht nur die Arbeitsstabilität des Chips, sondern erzeugt aufgrund des Temperaturunterschieds zwischen dem Modul und der äußeren Umgebung auch eine übermäßige thermische Belastung, die sich auf die elektrische Leistung, Arbeitsfrequenz und mechanische Festigkeit auswirkt und Zuverlässigkeit des Chips. Die Ausfallrate elektronischer Komponenten steigt mit steigender Arbeitstemperatur exponentiell an. Je 10 Grad Temperaturerhöhung eines einzelnen Halbleiterelements verringert sich die Zuverlässigkeit des Systems um 50 %.
Die Verwendung von Flüssigkeitskühlung anstelle von Luftkühlung zur Kühlung von Computergeräten ist eine technologische Revolution im zukünftigen Rechenzentrum. Laut researchandmarkets wird der weltweite Markt für Flüssigkeitskühlungen für Rechenzentren bis 2023 4,55 Milliarden US-Dollar erreichen, mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 27,7 %.
Vorteile der Flüssigkeitskühlung:
1. Die Wärme, die von demselben Flüssigkeitsvolumen aufgenommen wird, ist fast das 3000-fache der gleichen Luftmenge.
2. Die Wärmeleitfähigkeit von Flüssigkeiten ist 25-mal höher als die von Luft.
3.Bei gleichem Wärmeableitungsniveau ist der Geräuschpegel der Flüssigkeitskühlung 20-35 dB niedriger als der der Luftkühlung.
4.Der Stromverbrauch des Flüssigkeitskühlsystems ist etwa 30% - 50% geringer als der des Luftkühlsystems.
Die sogenannte Flüssigkeitskühlung bedeutet nicht nur Wasser. Es bezieht sich auf die Verwendung einer Flüssigkeit mit hoher spezifischer Wärmekapazität als Übertragungsmedium, um die von ihm erzeugte Wärme von Geräten oder Servern abzuführen und zu kühlen. Derzeit gibt es drei Einsatzmodi der Flüssigkeitskühlungstechnologie, nämlich Tauchen, Kühlplatte und Sprühen.
Flüssigkeitskühlplatte:
Die Flüssigkeitskühlplatte wird an der Hauptheizeinrichtung des Servers befestigt und die Wärme wird durch die durch die Kühlplatte strömende Flüssigkeit abgeführt, um den Zweck der Wärmeableitung zu erreichen. Cold-Plate-Flüssigkeitskühlung löst die Wärmeabfuhr von Geräten mit großer Wärmeentwicklung im Server, und andere Kühlkörperkomponenten müssen auf Luftkühlung angewiesen sein. Daher wird der Server mit Cold-Plate-Flüssigkeitskühlung auch als Gas-Liquid Dual Channel Server bezeichnet. Die Flüssigkeit der Kühlplatte kommt nicht mit den gekühlten Geräten in Kontakt, und die Wärmeleitplatte wird in der Mitte zur Wärmeübertragung verwendet, was eine hohe Sicherheit bietet.
Sprühflüssigkeitskühlung:
Die Flüssigkeit wird oben auf dem Chassis gespeichert und geöffnet. Je nach Lage und Heizwert des Heizkörpers kann die Kühlflüssigkeit auf den Heizkörper sprühen, um den Zweck der Gerätekühlung zu erreichen. Die versprühte Flüssigkeit steht in direktem Kontakt mit der gekühlten Vorrichtung, die eine hohe Kühlleistung aufweist; Wenn die Flüssigkeit jedoch beim Sprühvorgang auf Hochtemperaturobjekte trifft, verdampft sie und die Nebeltröpfchen und das Gas werden entlang des Lochspalts des Chassis nach außen aus dem Chassis ausgestoßen, was zu einer Verschlechterung der Umweltreinheit führt des Computerraums oder die Auswirkungen auf andere Geräte.
Tauchflüssigkeitskühlung:
Tauchen Sie das Heizelement direkt in das Kühlmittel und leiten Sie die beim Betrieb von Servern und anderen Geräten entstehende Wärme ab, indem Sie sich auf die Strömungszirkulation der Flüssigkeit verlassen. Die Tauchflüssigkeitskühlung ist eine typische Flüssigkeitskühlung mit direktem Kontakt. Da das Heizelement in direktem Kontakt mit dem Kühlmittel steht, ist die Wärmeableitungseffizienz höher und die Geräuschentwicklung geringer.
Zusätzlich zu den traditionellen Rechenzentren werden mit Beginn des Edge-Computing-Zeitalters etwa 20 % der Edge-Rechenzentren auch Flüssigkeitskühlungstechnologie einsetzen. Das Rechenzentrum mit Flüssigkeitskühlung kann die Investition in die Kälteanlage innerhalb von zwei bis drei Jahren nach Fertigstellung amortisieren, und der später eingesparte Strom kann als Einnahmen betrachtet werden. Und je größer das Rechenzentrum, desto besser.
