Dell tehnički stručnjak: Usporedba pet tehnologija upravljanja toplinom poslužitelja, jednofazni DLC je učinkovitiji

Nedavno je na tehničkom predavanju koje je organizirao DCD dr. Tim Shedd, stručnjak za Dell tehnologiju, otkrio usporedbu performansi pet tehnologija upravljanja toplinom poslužitelja u prezentaciji pod nazivom "Usporedba performansi pet tehnologija upravljanja toplinom poslužitelja". Vodeće tehnologije hlađenja podatkovnih centara proučavane u istraživanju uključuju hlađenje zrakom, jednofazno uranjanje, dvofazno uranjanje, dvofazno izravno hlađenje tekućinom i jednofazno izravno hlađenje tekućinom (DLC, hladna ploča).

Dellovo istraživanje pokazuje da, u usporedbi s ostale četiri metode hlađenja podatkovnog centra, jednofazno izravno hlađenje tekućinom (DLC) pokazuje najveću toplinsku učinkovitost, pružajući potencijalni put do bolje održivosti i povećane učinkovitosti.

U izvješću se navodi da se do 2025. godine očekuje da će snaga procesora ili GPU čipa doseći do 500 W, s time da će umjetna inteligencija i strojno učenje povećati snagu GPU-a na 700 W i očekivano buduće povećanje na 1000 W.

Što je još važnije, kako snaga raste, postoji potražnja za nižim temperaturama pakiranja čipova i manjim temperaturnim razlikama kako bi se osigurao normalan rad čipa. Stoga se izazovi za sustave upravljanja toplinom povećavaju.

Izvješće koristi tipične podatke o konfiguraciji poslužitelja podatkovnog centra za izradu pojednostavljenog toplinskog modela, ilustrirajući primjenjivost ovih pet tehnologija upravljanja toplinom kada snaga procesora poraste s 250 W na 500 W.

Procesor od 250 W

U proteklih nekoliko godina, kada je TDP procesora bio oko 250 W, svih pet tehnologija upravljanja toplinom moglo je učinkovito hladiti tipične police za podatkovne centre, kao što su one koje postavljaju 32 poslužitelja s dvostrukom utičnicom od 250 W postavljenih u stalak. Za 2U poslužitelj postavljen u stalak, temperaturna razlika između pakiranja čipa i zraka koji prolazi kroz poslužitelj bila je približno 26 stupnjeva. Stoga, sa samo 25 stupnjeva hladnog zraka, temperatura čipa se može održavati na oko 51 stupanj, što je sasvim razumno.

U ovom trenutku, učinkovitost hlađenja zrakom s jednim poslužiteljem usporediva je s jednofaznim hlađenjem uranjanjem.

Kod dvofaznog hlađenja uranjanjem, temperaturna razlika između pakiranja čipa i rashladne tekućine je oko 20 stupnjeva, dok DLC tehnologija ima još nižu razliku. Pri tipičnom protoku od 1 l/min (1 litra po minuti) ili 2 l/min (2 litre po minuti), temperaturna razlika između DLC hladne baze ploče i pakiranja čipa ostaje unutar raspona od 10 stupnjeva.

Procesor od 350 W

Trenutačno, s povećanjem snage pojedinačnog procesora na 350 W do 400 W, temperaturna razlika potrebna za raspršivanje topline čipa u vodu za hlađenje postrojenja nastavlja rasti.

Za implementaciju hlađenja ormara s 32 poslužitelja s dvostrukom utičnicom od 350 W postavljenih u stalak, temperaturna razlika između zračnog hlađenja (1U) i pakiranja čipa prelazi 50 stupnjeva. To znači da bi hlađenje poslužitelja hladnim zrakom od 25 stupnjeva rezultiralo temperaturom procesora od oko 75 stupnjeva, što je blizu granice radne temperature procesora.

U ovom trenutku, učinkovitost jednofaznog hlađenja uranjanjem usporediva je sa zračnim hlađenjem (1U), dok zračno hlađenje (2U) može održavati temperaturnu razliku između zraka i čipa oko 38 stupnjeva.

Dodatno, temperaturna razlika između dvofazne imerzione rashladne tekućine i pakiranja čipa je oko 25 stupnjeva, dok jednofazni DLC i dvofazni DLC ostaju visoko učinkoviti. Temperaturna razlika između dvofaznog DLC-a i čipa je oko 15 stupnjeva, a pri protoku od 1 l/min, temperaturna razlika za jednofazni DLC je oko 11 stupnjeva.

Očito je da se sa snagom procesora povećanom na 350 W-400 W, hlađenje zrakom približava praktičnim granicama, zahtijevajući hladniji zrak i povećavajući potrošnju energije za hlađenje.

500W

Očekuje se da će se u sljedeće dvije do tri godine TDP procesora općenito povećati na 500 W, što predstavlja značajne izazove za hlađenje zrakom. Bit će potrebne inovativne metode dizajna hladnjaka ili oslanjanje na veće veličine kako bi se omogućilo više zraka da uđe i ohladi procesor.

U ovom trenutku, hlađenje zrakom (1U), jednofazno hlađenje uranjanjem i temperaturna razlika između pakiranja čipa prelazi 60 stupnjeva. Dvofazno hlađenje uranjanjem ostaje učinkovito, ali će razlika porasti na oko 34 stupnja. Temperaturne razlike između dvofaznog DLC-a i jednofaznog DLC-a (1 lpm) slične su, oko 25 stupnjeva, dok jednofazni DLC (2 lpm) ima manju razliku, oko 17 stupnjeva.

Vrijedno je napomenuti da vodeno hlađenje visoke temperature u rasponu od 48 stupnjeva do 50 stupnjeva može predstavljati neke stvarne prilike za ponovno korištenje toplinske energije u ovoj fazi.

Sažetak

Zračno hlađenje:

Sve veći TDP procesora predstavlja sve veće izazove za hlađenje zrakom.

Napredak radijatora i ventilatora može probiti granice.

Obično nailazi na ograničenja utjecaja topline procesora na druge komponente.

DLC hlađenje:

Jednofazno hlađenje daleko premašuje 500 W TDP.

Dvofazni DLC može hladiti visok TDP, iako postoje problemi s otporom protoku pare koji se moraju riješiti.

Napredak u dizajnu sustava ili fluidnoj tehnologiji može poboljšati dvofazni DLC.

Uranjajuće hlađenje:

Rastući izazovi s visokim TDP-om.

Napredak u radijatorima i fluidnoj tehnologiji može probiti granice.

Dvofazni je ograničen vrelištem tekućine i učinkom kondenzatora.

 

  Kao vodeći proizvođač radijatora, Sinda Thermal može ponuditi širok raspon tipova hladnjaka, kao što su aluminijski ekstrudirani hladnjak, hladnjak s rebrima, hladnjak s igličastim perajima, hladnjak s rebrima s patentnim zatvaračem, hladna ploča za hlađenje tekućinom, itd. Također možemo pružiti sjajne kvalitetu i izvanrednu korisničku uslugu. Sinda Thermal dosljedno isporučuje prilagođene hladnjake kako bi zadovoljio jedinstvene zahtjeve raznih industrija.

Sinda Thermal osnovana je 2014. godine i brzo je rasla zahvaljujući predanosti izvrsnosti i inovacijama u području upravljanja toplinom. Tvrtka ima veliki proizvodni pogon opremljen naprednom tehnologijom i strojevima, što osigurava da Sinda Thermal može proizvesti različite vrste radijatora i prilagoditi ih kako bi zadovoljili različite potrebe kupaca.

FAQ
1. P: Jeste li trgovačko poduzeće ili proizvođač?
O: Mi smo vodeći proizvođač hladnjaka, naša tvornica je osnovana više od 8 godina, profesionalni smo i iskusni.

2. P: Možete li pružiti OEM/ODM uslugu?
O: Da, OEM/ODM su dostupni.

3. P: Imate li ograničenje MOQ-a?
O: Ne, ne postavljamo MOQ, uzorci prototipa su dostupni.

4. P: Koje je vrijeme proizvodnje?
O: Za uzorke prototipa, vrijeme isporuke je 1-2 tjedana, za masovnu proizvodnju, vrijeme isporuke je 4-6 tjedana.

5. P: Mogu li posjetiti vašu tvornicu?
O: Da, dobrodošli u Sinda Thermal.