Analyysi konesalien nestejäähdytys- ja jäähdytysaineteollisuudesta
Tekoälyn, pilvitekniikan, big datan ja lohkoketjun kaltaisten teknologioiden innovatiivisen kehityksen myötä on saapunut 5G-viestinnän aikakausi, jolle on ominaista suuri nopeus, alhainen latenssi ja suuret yhteydet. Tietoinfrastruktuurin, datakeskusten ja viestintälaitteiden laskentakuormituksen kasvaessa ja laskentatehokkuuden vaatimukset kasvavat.
Vastatakseen verkon prosessoinnin haasteisiin konesalipalvelimet ja viestintälaitteet parantavat jatkuvasti prosessointikykyään ja integraatiotaan, mikä johtaa jatkuvaan tehotiheyden kasvuun. Nämä muutokset eivät aiheuta vain valtavia energiankulutusongelmia, vaan myös korkeampia vaatimuksia kylmälaitteille ja teknologialle korkean lämpötiheyden vuoksi. Perinteinen ilmajäähdytystekniikka muodostaa pullonkaulan korkean lämpötiheyden skenaarioissa, eikä lämmönpoistoteho enää pysy laskentatehokkuuden mukana. Tässä yhteydessä nestejäähdytystekniikka on herättänyt laajaa huomiota teollisuudessa sen erittäin korkean energiatehokkuuden, erittäin korkean lämpötiheyden ja muiden ominaisuuksien ansiosta. Nestejäähdytystekniikka on ainoa tapa ratkaista lämmönpoistopaineen ja energiansäästön haasteet.
Jatkuva laskentatehon kasvu edistää tehotiheyden kasvua ja asettaa uusia vaatimuksia kylmätekniikalle. Jatkuva laskentatehon kasvu edistää viestintälaitteiden suorituskyvyn jatkuvaa parantamista, ja myös sirujen tehonkulutus ja lämpövuon tiheys kasvavat jatkuvasti. Kunkin tuotekehityksen sukupolven tehotiheys kasvaa 30-50 prosenttia. Nykyaikaisen X86-alustan CPU:n maksimivirrankulutus on 300-400W, ja alan korkein sirulämpövuon tiheys on ylittänyt 120 W/cm2; Hakkeen tehotiheyden jatkuva parantaminen rajoittaa suoraan hakkeen lämmönpoistoa ja luotettavuutta, ja perinteisiä ilmajäähdytteisiä lämmönpoistokykyjä on yhä vaikeampi ylläpitää. Sirun tehotiheyden nousu on johtanut myös koko kaapin tehotiheyden kasvuun, jolloin nykyinen maksimi on yli 30 kW/teline; Suurempia haasteita on asetettu myös tietokonehuoneiden kylmätekniikkaan. Nestejäähdytystä, joka on nouseva jäähdytysteknologia palvelinkeskuksissa, käytetään ratkaisemaan suuritehoisten kaappien lämmönpoistotarpeita.
Nestejäähdytyksellä on etuja, kuten alhainen energiankulutus, korkea lämmönpoisto, alhainen melu ja alhainen TCO. Nesteen jäähdytyskapasiteetti on 1000-3000 kertaa ilman. Nestejäähdytystekniikka voi toteuttaa suuren tiheyden, alhaisen melun, alhaisen lämmönsiirtolämpötilaeron ja yleisen vapaan jäähdytyksen edut. Ilmajäähdytystekniikkaan verrattuna sillä on vertaansa vailla olevia teknisiä etuja. Se on erinomainen jäähdytysratkaisu, jota voidaan soveltaa skenaarioihin, joissa laskentatehoa, energiatehokkuutta ja käyttöönottotiheyttä on parannettava huomattavasti.
Nestemäinen jäähdytysneste on yksi nestejäähdytystekniikan avaintekijöistä. Upotus- (kosketus-) nestejäähdytysteknologian sovelluksissa laitteistovaatimusten lisäksi nestemäinen jäähdytysneste on myös yksi kriittisimmistä tekijöistä. Sopivaan kosketusnestejäähdytteiseen jäähdytysnesteeseen tarvitaan:
1) hyvät lämpöfysikaaliset ominaisuudet. Faasimuutokseen vaaditaan korkea lämmönjohtavuus, ominaislämpökapasiteetti, alhainen viskositeetti ja korkea piilevä höyrystymislämpö.
2) Matala jäätymispiste ja laajenemiskerroin.
3) Yksifaasinen nestejäähdytys vaatii korkean kiehumispisteen.
4) Kaksifaasinen nestejäähdytys vaatii sopivan kiehumispisteen ja kapean kiehumisalueen.
5) Sillä on hyvä kemiallinen ja lämpöstabiilisuus elektronisille laitteille.
6) Korkea leimahduspiste ja itsesyttymislämpötila.
7) Ei syövytä järjestelmämateriaaleja (metallia, ei-metallia ja muita orgaanisia aineita).
8) Ei vaadita tai vaaditaan vain minimaalisia sääntelyrajoituksia (ympäristöystävällinen, myrkytön, biohajoava jne.).
9) Talous.
Ilmajäähdytystekniikka on tällä hetkellä yksi kypsimmistä ja laajimmin käytetyistä jäähdytysratkaisuista konesaleissa. Viime vuosina palvelinkeskusten PUE-indeksiä on "kaksoishiilen" politiikan mukaisesti jatkuvasti pienennetty, ja useimmat alueet vaativat, että sähkön hyötysuhde ei saisi ylittää 1,25:tä, ja edistävät aktiivisesti datakeskusten päivittämistä ja muuntamista. Palvelinten nopeutetun käyttöönoton myötä energiankulutuksen vähentäminen entisestään ja datakeskusten vihreä kehitys on noussut teollisuuden huomion kohteeksi.
