По мере развития приложений, предъявляющих высокие требования к ресурсам процессора, операторы ЦОД начинают рассматривать возможности жидкостного охлаждения. Прогнозируется, что к 2026 году рынок жидкостного охлаждения вырастет до 3 млрд долл. США в связи с тем, что компании внедряют все больше облачных сервисов, используют искусственный интеллект (ИИ) для расширенной аналитики и автоматизированного принятия решений, а также начинают использовать блокчейн и криптовалюты.
В настоящее время ЦОДы обеспечивают питание стоек мощностью более 20 киловатт (кВт), но рынок двигается в сторону 50 кВт и более. Центральные (CPU) и графические процессоры (GPU) нового поколения имеют более высокие показатели тепловой плотности по сравнению с архитектурами предыдущего поколения. Кроме того, производители серверов «упаковывают» все больше процессоров (CPU и GPU) в каждую стойку, чтобы удовлетворять растущий спрос на высокопроизводительные вычислительные системы и приложения ИИ.
Мы уже видим, что возможности воздушного охлаждения не бесконечны. Системы воздушного охлаждения просто не могут охлаждать такие стойки высокой плотности эффективно и экологично.
В результате операторы ЦОД рассматривают возможности жидкостного охлаждения. При жидкостном охлаждении используются более высокие теплопередающие свойства воды или других жидкостей для эффективного и экономичного охлаждения стоек высокой плотности. Оно может быть в 3000 раз эффективнее, чем воздушное. Жидкостное охлаждение уже давно используется в мэйнфреймах и игровых системах, а теперь его начинают применять и для монтируемых в стойку серверов в ЦОДах по всему миру.
В компании Vertiv разработали разнообразные ресурсы, которые помогут вам понять проблемы, возможности и технические требования, связанные с жидкостным охлаждением. Эти ресурсы помогут вам принять решение, как применять и масштабировать жидкостное охлаждение на всю занимаемую площадь ЦОД.
Как быстро мы приближаемся к поворотному моменту, когда ЦОД перейдут на жидкостное охлаждение?
Посмотрите этот информативный технический вебинар и узнайте:
- Требования к проектированию ЦОД, готовых к жидкостному охлаждению
- Преодоление препятствий на пути к принятию рынком
- Показатели энергоэффективности и экологичности для альтернативных вариантов жидкостного охлаждения
- Эволюция экономических показателей охлаждения погружением
Сравнение жидкостного и воздушного охлаждения: эволюция систем прецизионного кондиционирования
Варианты и характеристики жидкостного охлаждения
Операторы ЦОД выбирают один из трех подходов к жидкостному охлаждению. Они разрабатывают ЦОДы исключительно с жидкостным охлаждением, внедряют новую инфраструктуру для объектов с воздушным охлаждением, чтобы приготовить их к поддержке стоек с жидкостным охлаждением в будущем, а также интегрируют жидкостное охлаждение в существующие объекты с воздушным охлаждением, которым не хватает инфраструктуры для такой поддержки. Большинство, скорее всего, выберет последний путь, чтобы получить возможности, которые будут отвечать потребностям бизнеса в краткосрочной перспективе и обеспечат быструю окупаемость инвестиций.
При установке жидкостного охлаждения могут возникнуть сложности. Представители ЦОД захотят обсуждать с партнером ключевые вопросы, такие как требования к водопроводу, распределение охлаждающей жидкости, балансировку мощности, стратегии снижения рисков и системы отвода тепла.
Варианты жидкостного охлаждения:
-
Теплообменники в задней двери: пассивные или активные жидкостные теплообменники устанавливаются вместо задней дверцы стойки с оборудованием. Эти системы могут использоваться в сочетании с системами воздушного охлаждения для охлаждения сред со смешанной плотностью стоек.
-
Жидкостное охлаждение непосредственно на чипе: термоплаты охлаждения располагаются поверх компонентов, генерирующих тепло, для отвода тепла через однофазные термоплаты или двухфазные испарительные установки. Эти технологии охлаждения могут отводить около 70–75 % тепла, выделяемого оборудованием в стойке, оставляя 25–30 %, которое нужно удалять системами воздушного охлаждения.
-
Охлаждение погружением: в однофазных и двухфазных системах охлаждения погружением серверы и другие компоненты на стойке погружаются в теплопроводную изолирующую жидкость или текучую среду, что позволяет отказаться от воздушного охлаждения. Этот подход позволяет добиться максимальной теплопередачи жидкости и является наиболее энергоэффективной формой жидкостного охлаждения из представленных на рынке.
Требования к техническому обслуживанию систем жидкостного охлаждения
До сегодняшнего дня самым большим препятствием для роста применения жидкостного охлаждения было то, что операторы ЦОД беспокоились из-за рисков, связанных с подведением жидкости к стойке. Используемые сегодня системы жидкостного охлаждения минимизируют риск повреждения оборудования за счет ограничения количества распределяемых жидкостей и интеграции технологии обнаружения жидкостей в компоненты системы и в ключевые места в системе трубопроводов.
При использовании диэлектрических жидкостей риск повреждения оборудования вследствие утечек устраняется, но высокая стоимость таких жидкостей оправдывает применение систем обнаружения утечек, аналогичных тем, которые используются в системах на водной основе. Доклад организации Open Compute Project «Обнаружение и интеграция утечек» рекомендуется всем, кто начинает использовать жидкостное охлаждение в своем ЦОДе
В какой бы точке пути к реализации жидкостного охлаждения вы ни были, у Vertiv есть решения и услуги, которые помогут вам достичь поставленных целей и выполнить технические требования.
Будучи мировым лидером в системах прецизионного кондиционирования, компания Vertiv применяет комплексный подход к жидкостному охлаждению. В основе наших решений многолетние исследования и разработки, сделанные в сотрудничестве с университетами-партнерами Центра энергосберегающих электронных систем (ES2), проектом Green Grid and Open Compute Project и Green Revolution Cooling.
Благодаря этим усилиям и широкомасштабной программе НИОКР в сфере жидкостного охлаждения решения Vertiv меняются вместе с меняющимися требованиями клиентов. Мы предлагаем портфель решений гибридного воздушного и жидкостного охлаждения, а также полностью жидкостного охлаждения для ЦОД, включая:
-
Блоки распределения охлаждающей жидкости (CDU) и чиллеры для помещений, позволяющие сформировать комплексные инфраструктурные решения для жидкостного охлаждения в ЦОДах
-
Активные и пассивные теплообменники для задней двери
-
Инновационные эффективные системы охлаждения погружением
-
Системы отвода тепла, предназначенные для работы с жидкостными охлаждающими блоками и чиллерами
-
Решения по модернизации, которые позволяют модифицировать оборудование воздушного охлаждения для обеспечения жидкостного охлаждения
-
Наработанные методики и услуги по вводу в эксплуатацию, запуску и эксплуатации инфраструктуры жидкостного охлаждения