Phân tích ngành công nghiệp làm mát và làm mát bằng chất lỏng cho trung tâm dữ liệu

Với sự phát triển đổi mới của các công nghệ như trí tuệ nhân tạo, điện toán đám mây, dữ liệu lớn và chuỗi khối, kỷ nguyên truyền thông 5G được đặc trưng bởi tốc độ cao, độ trễ thấp và kết nối lớn đã đến. Khi cơ sở hạ tầng thông tin, trung tâm dữ liệu và thiết bị truyền thông đang chịu tải lượng tính toán ngày càng tăng và các yêu cầu về hiệu quả tính toán cũng ngày càng tăng.

 

  

 

Để đáp ứng những thách thức về hiệu suất xử lý mạng, máy chủ trung tâm dữ liệu và thiết bị liên lạc liên tục cải thiện khả năng xử lý và tích hợp, dẫn đến mật độ năng lượng tăng liên tục. Những thay đổi này không chỉ gây ra vấn đề tiêu thụ năng lượng lớn mà còn yêu cầu cao hơn đối với thiết bị và công nghệ làm lạnh do mật độ nhiệt cao. Công nghệ làm mát không khí truyền thống gây ra trở ngại khi đối mặt với các tình huống mật độ nhiệt cao và hiệu suất tản nhiệt không còn có thể theo kịp hiệu quả tính toán. Trong bối cảnh này, công nghệ làm mát bằng chất lỏng đã thu hút sự chú ý rộng rãi trong ngành nhờ hiệu suất năng lượng cực cao, mật độ nhiệt cực cao và các đặc tính khác. Công nghệ làm mát bằng chất lỏng là cách duy nhất để giải quyết những thách thức về áp suất tản nhiệt và tiết kiệm năng lượng.

 

 

Sự gia tăng liên tục về sức mạnh tính toán thúc đẩy sự tăng trưởng của mật độ năng lượng, đặt ra những yêu cầu mới cho công nghệ làm lạnh. Sự gia tăng liên tục về sức mạnh tính toán thúc đẩy sự cải tiến liên tục về hiệu suất của thiết bị truyền thông, đồng thời mức tiêu thụ điện năng của chip và mật độ dòng nhiệt cũng không ngừng tăng lên. Mật độ năng lượng của mỗi thế hệ phát triển sản phẩm tăng 30-50 phần trăm . Mức tiêu thụ điện năng tối đa của CPU nền tảng X86 hiện đại là 300-400W và mật độ dòng nhiệt chip cao nhất trong ngành đã vượt quá 120W/cm2; Việc liên tục cải thiện mật độ năng lượng của chip trực tiếp hạn chế khả năng tản nhiệt và độ tin cậy của chip, đồng thời khả năng tản nhiệt làm mát bằng không khí truyền thống ngày càng trở nên khó duy trì. Mật độ công suất chip tăng cũng kéo theo mật độ công suất của toàn bộ tủ cũng tăng, với mức tối đa hiện tại vượt quá 30kW/rack; Những thách thức cao hơn cũng được đặt ra đối với công nghệ làm lạnh của phòng máy tính. Làm mát bằng chất lỏng, là một công nghệ làm mát mới nổi trong các trung tâm dữ liệu, được áp dụng để giải quyết nhu cầu tản nhiệt của tủ mật độ công suất cao.

 

 

Làm mát bằng chất lỏng có những ưu điểm như tiêu thụ năng lượng thấp, tản nhiệt cao, độ ồn thấp và TCO thấp. Khả năng làm mát của chất lỏng gấp 1000-3000 lần so với không khí. Công nghệ làm mát bằng chất lỏng có thể nhận ra những ưu điểm của mật độ cao, độ ồn thấp, chênh lệch nhiệt độ truyền nhiệt thấp và làm mát tự do chung. So với công nghệ làm mát không khí, nó có những ưu điểm kỹ thuật không thể so sánh được. Đây là một giải pháp làm mát tuyệt vời có thể áp dụng cho các tình huống cần cải thiện đáng kể sức mạnh tính toán, hiệu quả sử dụng năng lượng và mật độ triển khai.

 

 

Chất làm mát bằng chất lỏng là một trong những yếu tố then chốt trong công nghệ làm mát bằng chất lỏng. Trong ứng dụng công nghệ làm mát bằng chất lỏng ngâm (tiếp xúc), ngoài yêu cầu về thiết bị phần cứng, chất làm mát bằng chất lỏng cũng là một trong những yếu tố quan trọng nhất. Để có chất làm mát làm mát bằng chất lỏng tiếp xúc phù hợp, nó cần:

1) tính chất vật lý nhiệt tốt. Độ dẫn nhiệt cao, nhiệt dung riêng, độ nhớt thấp và nhiệt hóa hơi tiềm ẩn cao là cần thiết để thay đổi pha.

2) Điểm đóng băng và hệ số giãn nở thấp.

3) Làm mát bằng chất lỏng một pha đòi hỏi nhiệt độ sôi cao.

4) Làm mát bằng chất lỏng hai pha đòi hỏi điểm sôi thích hợp và phạm vi sôi hẹp.

5) Nó có độ ổn định hóa học và nhiệt tốt cho các thiết bị điện tử.

6) Điểm chớp cháy và nhiệt độ tự bốc cháy cao.

7) Không ăn mòn vật liệu hệ thống (kim loại, phi kim loại và các chất hữu cơ khác.

8) Không hoặc chỉ yêu cầu các hạn chế pháp lý tối thiểu (thân thiện với môi trường, không độc hại, có thể phân hủy sinh học, v.v.).

9) Kinh tế.

 

 

Hiện nay, công nghệ làm mát không khí là một trong những giải pháp làm mát hoàn thiện và được sử dụng rộng rãi nhất trong các trung tâm dữ liệu. Trong những năm gần đây, theo chính sách "carbon kép", chỉ số PUE của các trung tâm dữ liệu liên tục giảm và hầu hết các khu vực đều yêu cầu hiệu suất sử dụng điện không vượt quá 1,25, đồng thời tích cực thúc đẩy nâng cấp và chuyển đổi trung tâm dữ liệu. Với việc tăng tốc triển khai máy chủ, làm thế nào để giảm hơn nữa mức tiêu thụ năng lượng và đạt được sự phát triển xanh của các trung tâm dữ liệu đã trở thành tâm điểm chú ý của ngành.