Opcje chłodzenia cieczą dla centrów danych

Operatorzy centrów danych, w miarę rozwoju aplikacji przetwarzania danych wymagających intensywnego przetwarzania danych, badają opcje chłodzenia cieczą. Prognozuje się, że do 2026 r. rynek chłodzenia cieczą osiągnie wartość 3 miliardów USD. Jest to powodowane wdrażaniem coraz większej ilości usług chmurowych, wykorzystywaniem sztucznej inteligencji (SI) do zaawansowanych analiz i zautomatyzowanego podejmowania decyzji oraz wdrażaniem aplikacji blockchain i kryptowalut.

Obecnie centra danych zaspokajają wymagania szaf serwerowych o mocy przekraczającej 20 kilowatów (kW), ale rynek zmierza ku jednostkom osiągającym 50 kW lub więcej. Nowsze generacje jednostek centralnych (CPU) i procesorów graficznych (GPU) charakteryzują się wyższą gęstością cieplną niż architektury poprzedniej generacji. Ponadto producenci serwerów umieszczają w pojedynczej szafie coraz więcej jednostek centralnych i procesorów graficznych, by zaspokoić rosnące zapotrzebowanie na wysokowydajne przetwarzanie danych i aplikacje SI.

Zaczynamy dostrzegać ograniczenia związane z chłodzeniem obiektów za pomocą powietrza. Systemy chłodzenia powietrzem nie są w stanie chłodzić w sposób wydajny i zrównoważony szaf rackowych o wysokiej gęstości.

Dlatego operatorzy centrów danych badają możliwości chłodzenia cieczą. Chłodzenie cieczą wykorzystuje wyższe właściwości wymiany ciepła wody lub innych płynów, które mogą zagwarantować wydajne i oszczędne chłodzenie szaf o dużej gęstości. Technologia ta jest do 3000 razy efektywniejsza niż chłodzenie powietrzem. System chłodzenia cieczą sprawdził się dotychczas w zastosowaniach mainframe i gamingowych. Teraz zaczyna być stosowany do ochrony serwerów montowanych w szafach rack w centrach danych na całym świecie.

Firma Vertiv opracowała szeroką gamę zasobów, które pomogą Ci zrozumieć wyzwania, możliwości i wymagania techniczne związane z chłodzeniem cieczą. Pomogą Ci one podejmować decyzje na temat sposobów wdrażania i skalowania chłodzenia cieczą w całym centrum danych.

Jak szybko centra danych chłodzone cieczą staną się codziennością?

Chłodzenie cieczą a chłodzenie powietrzem: jak ewoluują systemy klimatyzacji precyzyjnej

Zrozumieć opcje i możliwości chłodzenia cieczą

Operatorzy centrów danych wybierają jedną z poniższych trzech ścieżek wdrażania chłodzenia cieczą. Tworzą centra danych wykorzystujące wyłącznie ciecz, wyposażają obiekty chłodzone powietrzem w nową infrastrukturę, która umożliwi w przyszłości obsługę szaf chłodzonych cieczą oraz integrują chłodzenie cieczą w obecnych obiektach chłodzonych powietrzem, które nie posiadają infrastruktury do jego obsługi. Większość z nich prawdopodobnie wybierze tę ostatnią ścieżkę, by uzyskać wydajność, która zaspokoi krótkoterminowe potrzeby biznesowe oraz zapewni szybki zwrot z inwestycji.

Instalacja chłodzenia cieczą może być złożonym procesem. Dlatego operatorzy centrów danych będą decydować się na współpracę z partnerem, który wesprze ich w podejmowaniu decyzji w kluczowych kwestiach dotyczących instalacji hydraulicznych, dystrybucji chłodzenia, równoważenia wydajności, strategii ograniczania ryzyka i systemów odprowadzania ciepła.

Obecnie dostępne są następujące opcje chłodzenia cieczą:

• Wymienniki ciepła montowane w tylnych drzwiach – pasywne lub aktywne wymienniki ciepła chłodzone cieczą montowane w miejsce tylnych drzwi szafy rackowej IT. Systemy te mogą być używane w połączeniu z systemami chłodzenia powietrzem i kondycjonować środowiska szaf o różnej gęstości.

• Chłodzenie cieczą typu direct-to-chip – elementy chłodzące umieszcza się bezpośrednio nad procesorem generującym ciepło, które to jest odprowadzane w drodze procesu jednostopniowego lub dwustopniowego z zastosowaniem parowników. Wydajność tej technologii wynosi około 70-75% ciepła wytworzonego przez sprzęt w szafie. Pozostałe 25-30% musi być odprowadzone przez systemy chłodzenia powietrzem.

• Chłodzenie zanurzeniowe – w jednostopniowych i dwustopniowych systemach chłodzenia zanurzeniowego serwery i inne elementy w szafie rack są umieszczane w przewodzącej ciepło cieczy dielektrycznej. To rozwiązanie eliminuje potrzebę chłodzenia powietrzem. Takie rozwiązanie wykorzystuje optymalnie właściwości termiczne płynu i jest najbardziej efektywną energetycznie formą chłodzenia cieczą na rynku.

Wymagania dotyczące utrzymania rozwiązań chłodzenia cieczą

Do tej pory największą przeszkodą w rozwoju chłodzenia cieczą były obawy operatorów centrów danych dotyczące ryzyka związanego z transportowaniem cieczy do szafy rack. Wdrażane obecnie systemy chłodzenia cieczą minimalizują ryzyko uszkodzenia sprzętu poprzez ograniczenie objętości dystrybuowanych płynów oraz integrację technologii wykrywania cieczy w elementach systemu oraz w kluczowych miejscach w systemie rurociągów.

Stosowanie płynów dielektrycznych eliminuje ryzyko uszkodzenia sprzętu w wyniku wycieku. Jednak wysoki koszt tych czynników powoduje, że zasadne jest stosowanie systemów detekcji nieszczelności podobnych do rozwiązań wykorzystywanych w systemach wodnych. Zalecamy, aby wszyscy wdrażający chłodzenie cieczą w centrum danych zapoznali się z dokumentem Open Compute Project pt. Wykrywanie i integracja wycieków

Niezależnie na jakim etapie znajduje się Twoja firma, Vertiv oferuje rozwiązania i usługi, które pomogą osiągnąć cele biznesowe i spełnić wymagania techniczne.

Jako światowy lider w dziedzinie klimatyzacji precyzyjnej, Vertiv stosuje holistyczne podejście do chłodzenia cieczą. Nasze rozwiązania są owocem prac badawczych i rozwojowych prowadzonych we współpracy z uczelniami partnerskimi Center for Energy-Smart Electronic Systems (ES2), a także Green Grid i Open Compute Project oraz Green Revolution Cooling.

Dzięki tym wysiłkom oraz intensywnemu programowi badań & rozwoju w dziedzinie chłodzenia cieczą firma Vertiv dotrzymuje kroku zmieniającym się wymaganiom klientów. Oferujemy portfolio rozwiązań, które obsługują hybrydowe chłodzenie powietrzem i cieczą, a także w pełni chłodzone cieczą centra danych, w tym:

• Jednostki dystrybucji płynów chłodzących (CDU) i pomieszczeniowe agregaty chłodnicze, stanowiące kompletne rozwiązania infrastrukturalne chłodzenia cieczą w centrach danych

• Aktywne i pasywne wymienniki ciepła w tylnych drzwiach

• Innowacyjne i wydajne systemy chłodzenia zanurzeniowego

• Systemy odprowadzania ciepła zaprojektowane do pracy z jednostkami chłodzenia cieczą CDU i agregatami chłodniczymi

• Rozwiązania modernizacyjne umożliwiające przystosowanie sprzętu chłodzącego do obsługi chłodzenia cieczą

• Ugruntowane praktyki i usługi w zakresie przekazania do eksploatacji, rozruchu i eksploatacji infrastruktury chłodzenia cieczą