Chuyên gia kỹ thuật Dell: So sánh 5 công nghệ quản lý nhiệt máy chủ, DLC một pha hiệu quả hơn

Mới đây, tại buổi thuyết trình kỹ thuật do DCD tổ chức, Tiến sĩ Tim Shedd, chuyên gia công nghệ của Dell, đã tiết lộ sự so sánh hiệu suất của 5 công nghệ quản lý nhiệt máy chủ trong bài thuyết trình có tiêu đề “So sánh hiệu suất của 5 công nghệ quản lý nhiệt máy chủ”. Các công nghệ làm mát trung tâm dữ liệu hàng đầu được nghiên cứu trong nghiên cứu bao gồm làm mát bằng không khí, nhúng một pha, nhúng hai pha, làm mát bằng chất lỏng trực tiếp hai pha và làm mát bằng chất lỏng trực tiếp một pha (DLC, tấm lạnh).

Nghiên cứu của Dell chỉ ra rằng, so với bốn phương pháp làm mát trung tâm dữ liệu khác, làm mát bằng chất lỏng trực tiếp một pha (DLC) thể hiện hiệu suất nhiệt cao nhất, mang đến con đường tiềm năng để đạt được tính bền vững tốt hơn và tăng hiệu quả.

Báo cáo lưu ý rằng đến năm 2025, công suất chip CPU hoặc GPU dự kiến ​​sẽ đạt tới 500W, với trí tuệ nhân tạo và máy học sẽ đẩy công suất GPU lên 700W và dự đoán sẽ tăng lên 1000W trong tương lai.

Quan trọng hơn, khi công suất tăng lên, nhu cầu về nhiệt độ đóng gói chip thấp hơn và chênh lệch nhiệt độ nhỏ hơn để đảm bảo chip hoạt động bình thường. Do đó, những thách thức đối với hệ thống quản lý nhiệt ngày càng tăng.

Báo cáo sử dụng dữ liệu cấu hình máy chủ trung tâm dữ liệu điển hình để xây dựng mô hình nhiệt đơn giản, minh họa khả năng ứng dụng của 5 công nghệ quản lý nhiệt này khi công suất bộ xử lý tăng từ 250W lên 500W.

Bộ xử lý 250W

Trong vài năm qua, khi TDP bộ xử lý ở mức khoảng 250W, tất cả năm công nghệ quản lý nhiệt đều có thể làm mát hiệu quả các giá đỡ trung tâm dữ liệu điển hình, chẳng hạn như những công nghệ triển khai 32 máy chủ gắn trên giá 250W ổ cắm kép. Đối với máy chủ gắn trên giá 2U, chênh lệch nhiệt độ giữa bao bì chip và không khí đi qua máy chủ là khoảng 26 độ. Vì vậy, chỉ với 25 độ không khí mát, nhiệt độ chip có thể được duy trì ở mức khoảng 51 độ, khá hợp lý.

Tại thời điểm này, hiệu quả làm mát không khí của một máy chủ có thể so sánh với làm mát nhúng một pha.

Trong làm mát ngâm hai pha, chênh lệch nhiệt độ giữa bao bì chip và chất lỏng làm mát là khoảng 20 độ, trong khi công nghệ DLC có mức chênh lệch thậm chí còn thấp hơn. Ở tốc độ dòng chảy thông thường là 1 lpm (1 lít mỗi phút) hoặc 2 lpm (2 lít mỗi phút), chênh lệch nhiệt độ giữa đế tấm lạnh DLC và bao bì chip vẫn nằm trong phạm vi 10 độ.

Bộ xử lý 350W

Hiện tại, với công suất bộ xử lý riêng lẻ tăng lên 350W đến 400W, chênh lệch nhiệt độ cần thiết để tản nhiệt chip tới nước làm mát cơ sở tiếp tục tăng.

Để triển khai làm mát tủ với 32 máy chủ gắn trên giá 350W ổ cắm kép, chênh lệch nhiệt độ giữa làm mát không khí (1U) và đóng gói chip vượt quá 50 độ. Điều này có nghĩa là việc làm mát máy chủ bằng không khí mát 25 độ sẽ dẫn đến nhiệt độ bộ xử lý ở khoảng 75 độ, gần với giới hạn nhiệt độ hoạt động của bộ xử lý.

Tại thời điểm này, hiệu quả của làm mát nhúng một pha có thể so sánh với làm mát không khí (1U), trong khi làm mát không khí (2U) có thể duy trì chênh lệch nhiệt độ giữa không khí và chip khoảng 38 độ.

Ngoài ra, chênh lệch nhiệt độ giữa chất lỏng làm mát ngâm hai pha và bao bì chip là khoảng 25 độ, trong khi DLC một pha và DLC hai pha vẫn có hiệu suất cao. Chênh lệch nhiệt độ giữa DLC hai pha và chip là khoảng 15 độ và ở tốc độ dòng chảy 1 lpm, chênh lệch nhiệt độ đối với DLC một pha là khoảng 11 độ.

Rõ ràng là với công suất bộ xử lý tăng lên 350W{1}}W, việc làm mát không khí đang tiến gần đến giới hạn thực tế, đòi hỏi không khí lạnh hơn và làm tăng mức tiêu thụ năng lượng làm mát.

500W

Trong hai đến ba năm tới, TDP của bộ xử lý dự kiến ​​sẽ tăng lên 500W, đặt ra những thách thức đáng kể cho việc làm mát không khí. Các phương pháp thiết kế bộ tản nhiệt sáng tạo hoặc dựa vào kích thước lớn hơn để cho phép nhiều không khí đi vào hơn và làm mát bộ xử lý sẽ là cần thiết.

Tại thời điểm này, làm mát bằng không khí (1U), làm mát ngâm một pha và chênh lệch nhiệt độ giữa bao bì chip vượt quá 60 độ. Làm mát ngâm hai pha vẫn hiệu quả, nhưng chênh lệch sẽ tăng lên khoảng 34 độ. Chênh lệch nhiệt độ giữa DLC hai pha và DLC một pha (1 lpm) là tương tự nhau, khoảng 25 độ, trong khi DLC một pha (2 lpm) có chênh lệch nhỏ hơn, khoảng 17 độ.

Điều đáng chú ý là làm mát bằng nước ở nhiệt độ cao trong khoảng từ 48 độ đến 50 độ có thể mang lại một số cơ hội thực sự cho việc tái sử dụng năng lượng nhiệt ở giai đoạn này.

Bản tóm tắt

Làm mát bằng không khí:

Việc tăng TDP của bộ xử lý đặt ra những thách thức ngày càng tăng đối với việc làm mát không khí.

Những tiến bộ trong bộ tản nhiệt và quạt có thể vượt qua giới hạn.

Thường gặp phải những hạn chế về tác động của nhiệt bộ xử lý lên các thành phần khác.

Làm mát DLC:

Làm mát một pha vượt xa TDP 500W.

DLC hai pha có thể làm mát TDP cao, mặc dù có những vấn đề về cản dòng hơi nước cần được giải quyết.

Những tiến bộ trong thiết kế hệ thống hoặc công nghệ chất lỏng có thể cải thiện DLC hai pha.

Làm mát ngâm:

Những thách thức ngày càng tăng với TDP cao.

Những tiến bộ trong bộ tản nhiệt và công nghệ chất lỏng có thể vượt qua các giới hạn.

Hai pha bị giới hạn bởi điểm sôi của chất lỏng và hiệu suất của bình ngưng.

 

  Là nhà sản xuất tản nhiệt hàng đầu, Sinda Thermal có thể cung cấp nhiều loại tản nhiệt, chẳng hạn như tản nhiệt ép đùn bằng nhôm, tản nhiệt dạng vây, tản nhiệt dạng chốt, tản nhiệt dạng vây dây kéo, tấm làm mát bằng chất lỏng, v.v. Chúng tôi cũng có thể cung cấp những sản phẩm tuyệt vời chất lượng và dịch vụ khách hàng vượt trội. Sinda Thermal liên tục cung cấp các bộ tản nhiệt tùy chỉnh để đáp ứng các yêu cầu riêng biệt của các ngành công nghiệp khác nhau.

Sinda Thermal được thành lập vào năm 2014 và đã phát triển nhanh chóng nhờ cam kết đạt được sự xuất sắc và đổi mới trong lĩnh vực quản lý nhiệt. Công ty có một cơ sở sản xuất tuyệt vời được trang bị công nghệ và máy móc tiên tiến, điều này đảm bảo rằng Sinda Thermal có thể sản xuất nhiều loại bộ tản nhiệt khác nhau và tùy chỉnh chúng để đáp ứng các nhu cầu khác nhau của khách hàng.

Câu hỏi thường gặp
1. Hỏi: Bạn là công ty thương mại hay nhà sản xuất?
Trả lời: Chúng tôi là nhà sản xuất tản nhiệt hàng đầu, nhà máy của chúng tôi đã được thành lập hơn 8 năm, chúng tôi rất chuyên nghiệp và giàu kinh nghiệm.

2. Hỏi: Bạn có thể cung cấp dịch vụ OEM/ODM không?
Đ: Có, OEM/ODM có sẵn.

3. Hỏi: Bạn có giới hạn moq không?
Trả lời: Không, chúng tôi không thiết lập MOQ, các mẫu nguyên mẫu có sẵn.

4. Hỏi: Thời gian sản xuất là bao lâu?
Đáp: Đối với các mẫu nguyên mẫu, thời gian thực hiện là 1-2 tuần, đối với sản xuất hàng loạt, thời gian thực hiện là 4-6 tuần.

5. Hỏi: Tôi có thể ghé thăm nhà máy của bạn không?
A: Vâng, Chào mừng bạn đến với Sinda Thermal.