Dwufazowe chłodzenie cieczą zanurzeniową rozwiązuje problem wycieku chłodziwa
Aby sprostać potrzebom przetwarzania w czasie rzeczywistym ogromnych danych i rosnącemu zapotrzebowaniu na aplikacje AI, przemysł komputerowy przesunął się w stronę architektur chipów, które są w stanie obsłużyć większą moc. Obecnie moc pojedynczego chipa procesora wzrosła ze 150 W do ponad 300 W; Moc pojedynczego procesora graficznego wzrosła do ponad 700W. Tradycyjne chłodzenie powietrzem stoi przed wyzwaniem osiągnięcia limitu chłodzenia w serwerach o dużej gęstości mocy, dlatego pilną potrzebą stało się zastosowanie i badania nad chłodzeniem cieczą w centrach danych.
Z jednej strony dwufazowe chłodzenie cieczą zanurzeniową może osiągnąć wydajność przetwarzania o większej gęstości w ograniczonych przestrzeniach, co uważa się za wiodący trend rozwojowy w zakresie chłodzenia cieczą; Z drugiej strony, ze względu na istotne kwestie związane z kompatybilnością materiałową, bilansem cieplnym, odzyskiem pary i korzyściami ekonomicznymi, wiele osób uważa, że dwufazowe chłodzenie cieczą zanurzeniową jest nadal trudnym projektem naukowym.
Badane obecnie dwufazowe zanurzone systemy chłodzenia są często szkodliwe dla organizmów i środowiska. Chociaż producenci wdrożyli rygorystyczne środki, aby zapobiec utracie dużej ilości chłodziwa do środowiska, należy dokonać przełomu w zakresie wycieków chłodziwa, niższych kosztów użytkowania i lepszej konserwacji szaf w centrach danych z dwufazowym chłodzeniem zanurzonym.
Firma Microsoft przygotowała innowacyjny projekt koncepcyjny dwufazowego systemu szaf serwerowych chłodzonych cieczą w zanurzeniu, starając się rozwiązać powyższe problemy. Oddzielny, uszczelniony moduł podwozia może zawierać jeden lub więcej elementów elektronicznych zanurzonych w dwufazowym płynie chłodzącym. Kiedy elementy elektroniczne działają i nagrzewają się, płyn chłodzący otaczający elementy elektroniczne przechodzi przemianę fazową z fazy ciekłej do fazy gazowej i dociera do dwufazowego zbiornika skraplacza poprzez złącze parowe. Następnie jest schładzany w dwufazowym zbiorniku skraplacza i ulega przemianie fazowej z powrotem do stanu ciekłego. Oddzielny, uszczelniony moduł obudowy można oddzielić od dwufazowej skrzynki skraplacza bez uwalniania dwufazowego chłodziwa, a szafa może zawierać wiele uszczelnionych modułów obudowy i skrzynkę skraplacza jako całość.
W ostatnich latach firma Microsoft preferuje dwufazowe chłodzenie cieczą zanurzeniową ze względu na doskonałą wydajność chłodzenia i niskie zużycie energii. W kwietniu 2021 r. firma Microsoft ogłosiła, że dwufazowe chłodzenie cieczą zanurzeniową może zmniejszyć zużycie energii dowolnego serwera o 5% do 15%, jeśli jest używane jako rozwiązanie chłodzące w zastosowaniach o wysokiej wydajności, takich jak sztuczna inteligencja.
Kierując się tym wynikiem, zespół Microsoft nawiązał współpracę z producentem i projektantem systemów IT dla centrów danych Wiwynn, aby zastosować swoje pierwsze dwufazowe rozwiązanie do chłodzenia zanurzeniowego w centrum danych Microsoft Azure w Quincy w stanie Waszyngton.
