Bagaimana cara aplikasi pendingin cair di Switchboard
Dengan meningkatnya layanan Internet, komputasi awan, dan data besar, total konsumsi energi pusat data meningkat, dan efisiensi energinya juga semakin mendapat perhatian. Berdasarkan statistik data, rata-rata nilai Efisiensi Penggunaan Daya (PUE) pusat data di Tiongkok adalah 1,49, jauh lebih tinggi dibandingkan persyaratan yang diusulkan oleh Komisi Pembangunan dan Reformasi Nasional untuk pusat data besar baru yaitu kurang dari 1,25. Mengurangi PUE sangatlah mendesak, bagaimana produsen peralatan jaringan dapat secara signifikan mengurangi konsumsi energi sekaligus memastikan kinerja chip yang tinggi? Sistem pendingin, sebagai faktor kunci yang mempengaruhi kinerja dan konsumsi energi, telah menjadi fokus reformasi pusat data, dan teknologi pendingin cair, karena keunggulan uniknya, secara bertahap menggantikan pendingin udara tradisional sebagai solusi pendinginan utama.
Kami menemukan bahwa konsumsi energi rata-rata pusat data mencapai 33%, yang mendekati sepertiga dari total konsumsi energi pusat data. Hal ini karena sistem pendingin berpendingin udara tradisional yang digunakan di pusat data menggunakan udara dengan kapasitas panas spesifik yang sangat rendah sebagai media pendingin, yang digerakkan oleh kipas di dalam peralatan untuk mentransfer panas dari CPU dan sumber panas lainnya ke heat sink yang menjauhi IT. peralatan, Menggunakan kembali penukar panas koil kipas atau pendingin AC untuk mensirkulasikan udara untuk pembuangan dan pendinginan panas juga merupakan batasan yang diperlukan dalam pendinginan udara. Oleh karena itu, cara mengatasi efisiensi energi sistem pendingin telah menjadi tantangan iterasi teknologi yang dihadapi oleh produsen peralatan di lingkungan kebijakan baru.
Dari perspektif persyaratan pembuangan panas chip perangkat. Dengan berkembangnya chip switch, meskipun proses chip berkinerja tinggi (seperti 5nm) dapat secara efektif mengurangi konsumsi daya komputasi unit, seiring dengan peningkatan bandwidth chip switch menjadi 51,2Tbps, total konsumsi daya satu chip telah meningkat menjadi sekitar 900W. Cara mengatasi masalah pembuangan panas pada chip perangkat telah menjadi poin sulit dalam desain perangkat keras secara keseluruhan. Kapasitas pendinginan sistem berpendingin udara hampir mencapai batasnya. Meskipun heatsink berpendingin udara dapat mengatasi masalah pembuangan panas pada switch saat ini, namun pada akhirnya akan menjadi tidak memadai ketika 102.4/204.8Tbps menjadi arus utama dan konsumsi daya chip meningkat di masa depan. Oleh karena itu, teknologi pendingin cair yang lebih efisien telah muncul untuk peralatan TI generasi berikutnya. Dalam 5-10 tahun ke depan, sudah menjadi konsensus di industri bahwa pendinginan berpendingin udara di pusat data akan secara bertahap digantikan oleh pendingin cair.
Teknologi pendingin cair saat ini terutama dibagi menjadi pendingin cair satu fasa dan pendingin cair dua fasa. Pendinginan cairan fase tunggal mengacu pada cairan pendingin yang mempertahankan keadaan cairnya selama proses pembuangan panas yang bersirkulasi, dan dengan mudah menghilangkan panas melalui kapasitas panas spesifik yang tinggi. Pendinginan cair dua fase mengacu pada perubahan fase cairan pendingin selama proses pembuangan panas sirkulasi, di mana cairan pendingin membawa panas peralatan melalui panas laten gasifikasi yang sangat tinggi. Dibandingkan dengan metode lain, pendinginan cair satu fase memiliki kompleksitas yang lebih rendah dan lebih mudah dicapai, serta kapasitas pembuangan panasnya cukup untuk mendukung peralatan TI di pusat data, sehingga menjadikannya pilihan yang seimbang saat ini.
Pendinginan cairan satu fasa dibagi menjadi pendinginan cairan pelat dingin dan pendinginan cairan perendaman. Pendinginan cairan pelat dingin memasang pelat pendingin cair pada perangkat pemanas utama peralatan, mengandalkan cairan yang mengalir melalui pelat dingin untuk menghilangkan panas dan mencapai tujuan pembuangan panas; Pendinginan cairan perendaman adalah proses merendam seluruh mesin secara langsung ke dalam cairan pendingin, mengandalkan sirkulasi alami atau paksa dari cairan untuk menghilangkan panas yang dihasilkan oleh pengoperasian peralatan seperti server.
Keuntungan dari pendingin cair pelat dingin antara lain: modifikasi minimal pada ruang komputer secara keseluruhan, hanya memerlukan modifikasi pada rak, Cooling Distribution Unit (CDU), dan sistem pasokan air. Selain itu, pendinginan cairan pelat dingin dapat menggunakan jenis cairan pendingin yang lebih beragam dan membutuhkan lebih sedikit dibandingkan pendinginan perendaman, sehingga menghasilkan biaya investasi awal yang lebih rendah. Selain itu, rantai industri pendingin cairan pelat dingin lebih matang dan lebih dapat diterima di pasar.
Keuntungan pendinginan cairan perendaman antara lain: (1) karena kontak langsung antara cairan pendingin dan peralatan, kemampuan pembuangan panas lebih kuat, dan risiko perangkat terlalu panas lebih rendah; (2) Peralatan pendingin cair imersif tidak memerlukan kipas, sehingga mengurangi getaran dan masa pakai peralatan perangkat keras lebih lama; (3) Suhu pasokan air dingin di sisi ruang mesin pendingin cair lebih tinggi, dan sisi luar lebih mudah menghilangkan panas. Oleh karena itu, pemilihan lokasi ruang mesin tidak lagi dibatasi oleh wilayah dan suhu seperti pada era berpendingin udara.
Penerapan teknologi pendingin cair pada switch pusat data tidak hanya memecahkan masalah termalnya sendiri, namun juga memungkinkan penerapan terpadu dengan server pendingin cair, memfasilitasi konstruksi terpadu dan pengoperasian infrastruktur pusat data. Pendinginan cair mendukung pertukaran teknologi baru untuk memaksimalkan kinerja, mengembangkan lebih banyak produk pusat data yang baik, dan bersama-sama membangun ekonomi digital ramah lingkungan.
