Wprowadzenie aplikacji serwera chłodzenia cieczą
Wraz z pojawieniem się nowej infrastruktury tempo budowy nowych i rozbudowy centrów danych stopniowo przyspiesza. Według badania przeprowadzonego przez Białą Księgę, na koniec 2019 roku liczba użytkowanych centrów danych w całym kraju wzrosła rok do roku o 28,6%, a skala centrów danych w budowie wzrosła o 30%, szczególnie w miasta pierwszorzędne, takie jak Pekin, Szanghaj, Kanton i Shenzhen, gdzie tempo wzrostu było znaczące.
Szybki rozwój bardzo dużych centrów danych i niewystarczająca ilość nośników kosmicznych przyspieszą szybki wzrost gęstości mocy poszczególnych szaf, przy oczekiwanej średniej mocy 25 kW do 2025 r. Szybko rosnąca gęstość mocy stawia wyższe wymagania w zakresie odprowadzania ciepła. Według statystyk w 2019 roku tradycyjne centra danych reprezentowane przez technologię „chłodzone powietrzem” zużyły około 43% swojej energii na chłodzenie sprzętu IT, co w zasadzie odpowiada zużyciu energii przez sam sprzęt IT (45%). Wartość PUE (wskaźnik efektywności energetycznej) ogólnie przekracza 1,4, co wskazuje, że zmniejszenie zużycia energii na rozpraszanie ciepła, kontrolowanie kosztów eksploatacji centrów danych i budowanie ekologicznych centrów danych stało się pilnymi zadaniami. Centra danych wymagają „rewolucji w zakresie chłodzenia”.
Centrum danych z chłodzeniem cieczą oznacza centrum danych, w którym zastosowano technologię chłodzenia cieczą i sprzęt, taki jak serwery chłodzenia cieczą. W porównaniu z tradycyjnymi serwerami chłodzonymi powietrzem, metoda odprowadzania ciepła w przypadku serwerów chłodzonych cieczą jest inna. Chłodzenie cieczą odnosi się do technologii wykorzystania cieczy zamiast powietrza jako czynnika chłodniczego do wymiany ciepła dla elementów grzewczych i usuwania ciepła. Serwer chłodzony cieczą odnosi się do typu serwera, który wtryskuje ciecz do serwera i odbiera ciepło serwera poprzez wymianę ciepła i zimna. Ogólnie rzecz biorąc, w branży chłodzenie cieczą dzieli się na chłodzenie bezpośrednie i chłodzenie pośrednie. Obecnie chłodzenie bezpośrednie osiąga się głównie poprzez technologię chłodzenia cieczą zanurzeniową, którą można podzielić na ze zmianą fazową i bez zmiany fazy. Chłodzenie pośrednie osiąga się głównie poprzez technologię chłodzenia cieczą z zimną płytą.
Technologia zanurzeniowego chłodzenia cieczą to technika chłodzenia, która wykorzystuje ciecz jako nośnik ciepła, zanurza urządzenie grzewcze w cieczy i prowadzi wymianę ciepła poprzez bezpośredni kontakt. Ciecz ma lepszą przewodność cieplną, 25 razy większą niż powietrze, zapewnia szybsze i lepsze przenoszenie temperatury i może zapewnić wydajne chłodzenie sprzętu IT. Tymczasem ze względu na dużą pojemność cieplną właściwą cieczy, ich temperatura po pochłonięciu dużej ilości ciepła nie zmienia się znacząco, dzięki czemu można ustawić temperaturę procesora.
W porównaniu z tradycyjnymi centrami danych chłodzonymi powietrzem, centra danych chłodzone cieczą usunęły systemy klimatyzacji i odpowiednią infrastrukturę chłodzoną powietrzem oraz dodały pompy obiegowe, co może obniżyć koszty budowy. Po drugie, w porównaniu z systemami chłodzonymi powietrzem, centra danych chłodzone cieczą mogą zaoszczędzić około 30% energii, skutecznie zmniejszając wskaźnik zużycia energii i obniżając PUE (wskaźnik efektywności energetycznej centrów danych) do 1,05, spełniając wymagania zielonych centrów danych. Wreszcie, w tych samych warunkach rozpraszania ciepła, pompa i układ chłodziwa stosowane w układzie chłodzenia cieczą charakteryzują się niższym poziomem hałasu w porównaniu z tradycyjnymi systemami klimatyzacji.
Prowadzone są badania, eksploracja i praktyka w zakresie różnych technologii i rozwiązań chłodzenia cieczą. W porównaniu z innymi technologiami chłodzenia cieczą, zanurzeniowe chłodzenie cieczą charakteryzuje się wysoką efektywnością energetyczną, dużą gęstością, wysoką niezawodnością i wysoką dostępnością, dzięki czemu jest bardziej odpowiednie do scenariuszy zastosowań o wysokiej niezawodności w centrach danych w chmurze obliczeniowej.
