Jaka jest odpowiednia temperatura wody w układach chłodzonych cieczą?

Woda jest podstawową częścią wielu systemów chłodzenia centrów danych. Jednak w miarę wzrostu gęstości, a co za tym idzie i temperatury, należy zadać pytania dotyczące właściwych temperatur wody chłodzącej te systemy. Ponieważ chipy obsługujące serwery stają się gęstsze i wydajniejsze, operatorzy stają przed pytaniami, czy obniżyć temperaturę procesora wody płynącej do tych chipów, do tego stopnia, że ​​będziemy musieli zacząć bardziej skupiać się na chłodzeniu systemów wodnych.

Historycznie rzecz biorąc, w centrach danych utrzymywano temperaturę od 20 do 22 stopni, ale grupy takie jak Amerykańskie Stowarzyszenie Inżynierów Ogrzewnictwa, Chłodnictwa i Klimatyzacji (ASHRAE) od lat zalecają organizacjom ustawianie wyższych termostatów. W rezultacie temperatura w centrach danych gwałtownie wzrosła: spółka matka Facebooka, Meta, podniosła temperaturę do 29,4 stopnia, Google do 26,6 stopnia, a Microsoft opublikował wytyczne sugerujące, że temperatura może wzrosnąć do 27 stopni. Typowe starsze centra danych mają nastawy wody lodowej w zakresie od 42-45 stopnia F (6-7 stopnia). Obiekty, które przeszły optymalizację swoich systemów chłodzenia, z powodzeniem podniosły temperaturę wody lodowej do 50 stopni F (10 stopni) lub więcej.

Chłodzenie zawsze było drugim co do wielkości konsumentem energii w centrum danych, po obciążeniu IT, i jest to głównie energia wykorzystywana do chłodzenia niezależnie od tego, czy jest to nośnik ciepła – powietrze czy ciecz. Zatem im mniej energii jest tam zużywane, tym lepsza jest ogólna wydajność obiektu. Obraz się zmienia, gdy branża zmierza w kierunku centrów danych chłodzonych głównie cieczą, w których ciecz taka jak woda krąży bezpośrednio nad elementami wytwarzającymi ciepło i usuwa ciepło. Woda ma znacznie większą pojemność cieplną niż powietrze, co oznacza, że ​​centra danych mogą obsługiwać chipy o większej gęstości i zużywać mniej energii do ich chłodzenia.

Płyn przepływający przez systemy cieczowe ma znacznie wyższą temperaturę niż temperatura występująca w systemach wody lodowej, ale w branży nie ujednolicono jeszcze najlepszego podejścia. Jednocześnie zrębki stają się coraz bardziej gęste, a temperatura wody dostarczanej do tych systemów spada. Operatorzy centrów danych od dawna byli oskarżani o nadmierną ostrożność poprzez nadmierne chłodzenie chłodzonych powietrzem centrów danych w celu ochrony sprzętu IT i uniknięcia nawet najmniejszego ryzyka przegrzania hal danych. Okazywanie zbytniego niepokoju w kwestii chłodzenia cieczą stwarza ryzyko tego samego problemu. Wyższe temperatury wody oznaczają mniej energii zużywanej na chłodzenie – idealne w przypadku PUE – ale stwarzają ryzyko, że chipy zbliżą się do granicy termicznej.

Nie ma optymalnej temperatury wody w układach chłodzonych cieczą, ponieważ najlepsza temperatura będzie się różnić w zależności od konfiguracji obiektu. Będzie to całkowicie zależeć od rodzaju zastosowanego chłodzenia cieczą, a także środowiska, w którym działa układ chłodzenia cieczą jest obecny, typ chipa i jego TDP, a także wykorzystanie chipa. Dzisiejsze temperatury wody w systemach chłodzonych cieczą wydają się oscylować wokół 32 stopni (89,6 stopnia F) w przypadku wody użytkowej – co określa się jako „dobrą równowaga” pomiędzy wydajnością obiektu, wydajnością chłodniczą i obsługą szerokiej gamy systemów DLC. Firma zauważa jednak, że często wymaga to dodatkowej infrastruktury odprowadzającej ciepło w postaci odparowania wody lub chłodzenia mechanicznego w przypadku chipów o większej gęstości.

Wielu operatorów zdecydowało się już na konserwatywne temperatury wody podczas modernizacji swoich obiektów w celu zastosowania połączenia systemów IT chłodzonych powietrzem i cieczą. Inni zainstalują systemy DLC, które nie są podłączone do źródła wody, ale są chłodzone powietrzem za pomocą wentylatorów i dużych grzejników. W miarę jak chipy stają się coraz mocniejsze i bardziej energochłonne, wewnętrzne rozpraszanie, które musi nastąpić w obudowie chipa, wymaga zimniejszej wody, aby nadal zapewniać niezawodne chłodzenie tych chipów.