Giới thiệu tản nhiệt bằng chất lỏng và những ưu điểm của nó
Với sự cải thiện về sức mạnh tính toán và các yêu cầu về hiệu suất, Trí tuệ nhân tạo AI, Internet vạn vật, học máy và các tiến bộ công nghệ khác, nhiệt độ của cơ sở hạ tầng trung tâm dữ liệu và thiết bị của nó tiếp tục tăng. Tính toán nhiều hơn có nghĩa là nhiều năng lượng hơn, nhiều năng lượng hơn có nghĩa là nhiều nhiệt hơn, nhiều nhiệt hơn có nghĩa là làm mát nhiều hơn và làm mát tiêu thụ nhiều năng lượng hơn, v.v.
Do hiệu suất thấp của hệ thống làm mát bằng không khí truyền thống, cũng như các mục tiêu thiết kế tập trung vào tính bền vững, kiểm soát chính sách quốc gia, chi phí điện năng tăng cao và các yêu cầu kỹ thuật để làm mát CPU và GPU, nhu cầu tiêu thụ điện năng thấp hơn và hiệu quả hơn hệ thống làm mát là rõ ràng.
Làm mát bằng chất lỏng là một công nghệ mới trong làm mát máy tính, có ưu điểm là xử lý mật độ năng lượng cao hơn, chạy sạch, yên tĩnh và chi phí thấp hơn nhiều so với làm mát bằng không khí truyền thống. Nghiên cứu cho thấy lĩnh vực điện toán hiệu năng cao chiếm thị phần lớn thứ hai trong thị trường làm mát bằng chất lỏng chìm.
Tấm lạnh lỏng:
Chất lỏng làm việc được sử dụng làm phương tiện truyền nhiệt trung gian để truyền nhiệt từ vùng nóng đến khoảng cách để làm mát. Trong công nghệ này, chất lỏng làm việc được tách ra khỏi vật thể cần làm mát. Chất lỏng làm việc không tiếp xúc trực tiếp với các thiết bị điện tử mà truyền nhiệt của vật thể sang chất làm lạnh thông qua các bộ phận truyền nhiệt hiệu quả cao như tấm làm mát bằng chất lỏng.
Do đó, làm mát bằng chất lỏngtấm lạnhcông nghệ còn được gọi là công nghệ làm mát bằng chất lỏng gián tiếp. Công nghệ này dẫn trực tiếp chất làm mát đến nguồn nhiệt. Đồng thời, do nhiệt dung riêng của chất lỏng lớn hơn nhiệt dung riêng của không khí nên tốc độ tản nhiệt lớn hơn nhiều so với không khí nên hiệu suất làm lạnh cao hơn nhiều so với làm mát bằng không khí. Nhiệt truyền trên một đơn vị thể tích, tức là hiệu suất tản nhiệt, lên tới 1000 lần, có thể giải quyết hiệu quả vấn đề nhiệt của máy chủ mật độ cao, đồng thời giảm mức tiêu thụ năng lượng và tiếng ồn của hệ thống làm mát.
Ưu điểm của làm mát bằng chất lỏng tấm lạnh là: tiết kiệm năng lượng tốt hơn, độ tin cậy của thiết bị cao hơn, hiệu suất tốt hơn, tiếng ồn thấp hơn và mật độ năng lượng cao hơn.
Làm mát bằng chất lỏng ngâm:
Trong hệ thống làm mát bằng chất lỏng ngâm, bo mạch chủ máy chủ, CPU, bộ nhớ và các thành phần khác có nhiệt trị cao được ngâm hoàn toàn trong chất làm lạnh. Ở trạng thái làm việc, mỗi bộ phận làm nóng sẽ tạo ra nhiệt, làm cho nhiệt độ của chất làm lạnh tăng lên. Khi nhiệt độ của chất làm lạnh tăng đến điểm sôi tương ứng với áp suất của hệ thống, môi trường làm việc của chất làm lạnh sẽ chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái khí và quá trình truyền nhiệt được thực hiện bằng cách hấp thụ nhiệt thông qua nhiệt hóa hơi.
Công nghệ làm lạnh bằng cách hấp thụ nhiệt qua môi chất lạnh này được gọi là công nghệ làm lạnh bằng chất lỏng thay đổi pha. Công nghệ làm mát bằng chất lỏng nhúng sử dụng sự thay đổi pha chất lỏng để trực tiếp lấy nhiệt, giảm điện trở nhiệt trong quá trình truyền nhiệt. So với làm mát bằng chất lỏng tấm lạnh, công nghệ làm mát bằng chất lỏng ngâm có hiệu suất truyền nhiệt cao hơn và là chế độ làm lạnh mới tiết kiệm năng lượng và hiệu quả nhất trong làm mát bằng chất lỏng.
Làm mát bằng xi phông nhiệt:
Công suất dòng tuần hoàn trung bình được tạo ra bởi chênh lệch mật độ và chiều cao, đồng thời việc truyền và chuyển đổi dòng nhiệt được thực hiện thông qua quá trình bay hơi và ngưng tụ của môi trường. Nó có hiệu suất truyền nhiệt cao, sử dụng sự thay đổi pha của môi trường để truyền dòng nhiệt thông qua quá trình bay hơi và ngưng tụ của môi trường làm việc, không cần thêm năng lượng, có hiệu suất đẳng nhiệt tuyệt vời, cấu trúc đơn giản và khả năng thích ứng tốt, và có thể mang theo thiết kế cấu trúc riêng biệt để truyền nhiệt đường dài.
Hiểu lầm về tản nhiệt bằng chất lỏng:
1. Làm mát bằng chất lỏng đắt hơn so với làm mát truyền thống. Trên thực tế, làm mát bằng chất lỏng thực sự rẻ hơn nhiều so với làm mát thông thường. Nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng các giải pháp chất lỏng giúp tiết kiệm hàng triệu đô la chi phí triển khai trong trung tâm dữ liệu và năng lượng.
2. Đó là một giải pháp phức tạp. Mặc dù làm mát bằng chất lỏng khác với các hệ thống không khí truyền thống, nhưng nó đơn giản hơn nhiều về mặt cơ học hơn là phức tạp hơn. Nó cũng làm cho toàn bộ trung tâm dữ liệu trở nên đơn giản hơn, loại bỏ nhu cầu về các kênh nóng và lạnh, sàn nâng cao, thiết bị làm lạnh, kiểm soát độ ẩm, bộ xử lý không khí và hầu hết các thiết bị điện cần thiết để làm mát không khí.
3. Khó tích hợp với các trung tâm dữ liệu truyền thống. Làm mát bằng chất lỏng hoạt động rất tốt trong các trung tâm dữ liệu truyền thống. Sử dụng cơ sở hạ tầng hiện có của nó để nâng cấp các trung tâm dữ liệu cũ hơn và thậm chí thêm khu vực máy chủ làm mát bằng chất lỏng hiệu suất cao vào các cơ sở làm mát không khí đang chạy. Việc lắp đặt hệ thống làm mát bằng chất lỏng rất đơn giản và nó có thể được lắp đặt trong trung tâm dữ liệu truyền thống theo yêu cầu.
Làm mát bằng không khí không thể theo kịp nhu cầu ngày càng tăng đối với các trung tâm dữ liệu. Chất lỏng làm mát đang chảy vào để sửa chữa mọi thứ. Nó không chỉ giải quyết tất cả các vấn đề chính của không khí, mà còn vượt xa phạm vi. Làm mát bằng chất lỏng xử lý mật độ máy chủ cao hơn đồng thời giảm tiếng ồn và mức tiêu thụ điện năng. Ngoài khả năng làm mát tuyệt vời, làm mát bằng chất lỏng còn có một số ưu điểm khác, chẳng hạn như độc lập về vị trí và chi phí thấp. Tóm lại, làm mát bằng chất lỏng có đủ ưu điểm so với làm mát bằng không khí để khiến nó trở thành một sự so sánh không cân bằng.
