Analisis industri pendingin cair dan pendingin pusat data
Dengan perkembangan teknologi yang inovatif seperti kecerdasan buatan, komputasi awan, data besar, dan blockchain, era komunikasi 5G yang ditandai dengan kecepatan tinggi, latensi rendah, dan konektivitas besar telah tiba. Karena infrastruktur informasi, pusat data, dan peralatan komunikasi menanggung beban komputasi yang semakin meningkat, dan kebutuhan akan efisiensi komputasi juga meningkat.
Untuk memenuhi tantangan kinerja pemrosesan jaringan, server pusat data dan perangkat komunikasi terus meningkatkan kemampuan pemrosesan dan integrasinya, sehingga kepadatan daya terus meningkat. Perubahan ini tidak hanya menimbulkan masalah konsumsi energi yang besar, namun juga kebutuhan peralatan dan teknologi pendingin yang lebih tinggi karena kepadatan panas yang tinggi. Teknologi pendingin udara tradisional menghadirkan hambatan dalam menghadapi skenario kepadatan panas yang tinggi, dan efisiensi pembuangan panas tidak lagi dapat mengimbangi efisiensi komputasi. Dalam konteks ini, teknologi pendingin cair telah menarik perhatian luas di industri karena efisiensi energinya yang sangat tinggi, kepadatan panasnya yang sangat tinggi, dan karakteristik lainnya. Teknologi pendingin cair adalah satu-satunya cara untuk mengatasi tantangan tekanan pembuangan panas dan konservasi energi.
Peningkatan daya komputasi yang terus-menerus mendorong pertumbuhan kepadatan daya, sehingga menimbulkan persyaratan baru untuk teknologi pendingin. Peningkatan daya komputasi yang berkelanjutan mendorong peningkatan berkelanjutan dalam kinerja peralatan komunikasi, dan konsumsi daya chip serta kepadatan fluks panas juga terus meningkat. Kepadatan daya setiap generasi evolusi produk meningkat sebesar 30-50 persen . Konsumsi daya maksimum CPU platform X86 kontemporer adalah 300-400W, dan kepadatan fluks panas chip tertinggi di industri telah melampaui 120W/cm2; Peningkatan kepadatan daya chip secara terus-menerus secara langsung membatasi pembuangan panas dan keandalan chip, dan kemampuan pembuangan panas berpendingin udara tradisional menjadi semakin sulit untuk dipertahankan. Peningkatan kepadatan daya chip juga menyebabkan peningkatan kepadatan daya seluruh kabinet, dengan arus maksimum melebihi 30kW/rak; Tantangan yang lebih besar juga dihadapi pada teknologi pendingin ruang komputer. Pendinginan cair, sebagai teknologi pendinginan yang sedang berkembang di pusat data, diterapkan untuk memenuhi kebutuhan pembuangan panas pada lemari dengan kepadatan daya tinggi.
Pendinginan cair memiliki keunggulan seperti konsumsi energi yang rendah, pembuangan panas yang tinggi, kebisingan yang rendah, dan TCO yang rendah. Kapasitas pendinginan cairan adalah 1000-3000 kali lipat dari udara. Teknologi pendingin cair dapat mewujudkan keunggulan kepadatan tinggi, kebisingan rendah, perbedaan suhu perpindahan panas rendah, dan pendinginan bebas umum. Dibandingkan dengan teknologi pendingin udara, teknologi ini memiliki keunggulan teknis yang tiada bandingannya. Ini adalah solusi pendinginan luar biasa yang dapat diterapkan pada skenario di mana daya komputasi, efisiensi energi, dan kepadatan penerapan perlu ditingkatkan secara signifikan.
Pendingin cair adalah salah satu faktor kunci dalam teknologi pendingin cair. Dalam penerapan teknologi pendingin cair imersi (kontak), selain persyaratan peralatan perangkat keras, pendingin cair juga menjadi salah satu faktor terpenting. Untuk pendingin berpendingin cairan kontak yang sesuai, diperlukan:
1) sifat termofisik yang baik. Konduktivitas termal yang tinggi, kapasitas panas spesifik, viskositas rendah, dan panas laten penguapan yang tinggi diperlukan untuk perubahan fasa.
2) Titik beku dan koefisien muai yang rendah.
3) Pendinginan cairan satu fasa memerlukan titik didih yang tinggi.
4) Pendinginan cairan dua fase memerlukan titik didih yang sesuai dan rentang didih yang sempit.
5) Memiliki stabilitas kimia dan termal yang baik untuk perangkat elektronik.
6) Titik nyala tinggi dan suhu penyalaan sendiri.
7) Tidak bersifat korosif terhadap material sistem (logam, non-logam, dan bahan organik lainnya.
8) Tidak ada atau hanya batasan peraturan minimal yang diperlukan (ramah lingkungan, tidak beracun, dapat terurai secara hayati, dll.).
9) Ekonomi.
Saat ini, teknologi pendingin udara adalah salah satu solusi pendinginan yang paling matang dan banyak digunakan di pusat data. Dalam beberapa tahun terakhir, di bawah kebijakan "karbon ganda", indeks PUE pusat data terus dikurangi, dan sebagian besar wilayah mengharuskan efisiensi pemanfaatan listrik tidak melebihi 1,25, dan secara aktif mendorong peningkatan dan transformasi pusat data. Dengan percepatan penerapan server, cara untuk lebih mengurangi konsumsi energi dan mencapai pembangunan pusat data yang ramah lingkungan telah menjadi fokus perhatian industri.
