raffreddamento a liquido per data center
Con lo sviluppo del 5g, la domanda di elaborazione ad alte prestazioni e ad alta densità sta accelerando e il problema del consumo energetico dei data center sta diventando sempre più importante.
Se la dissipazione del calore è scarsa, l'alta temperatura non solo ridurrà la stabilità di funzionamento del chip, ma produrrà anche un eccessivo stress termico dovuto alla differenza di temperatura tra il modulo e l'ambiente esterno, influenzando le prestazioni elettriche, la frequenza di lavoro, la resistenza meccanica e l'affidabilità del chip. Il tasso di guasto dei componenti elettronici aumenta esponenzialmente con l'aumento della temperatura di lavoro. Per ogni 10 gradi di aumento della temperatura di un singolo elemento semiconduttore, l'affidabilità del sistema sarà ridotta del 50%.
L'utilizzo del raffreddamento a liquido invece del raffreddamento ad aria per raffreddare le apparecchiature informatiche rappresenta una rivoluzione tecnologica nel futuro data center. Secondo researchandmarkets, entro il 2023, il mercato globale dei data center con raffreddamento a liquido raggiungerà i 4,55 miliardi di dollari, con un tasso di crescita annuo composto del 27,7%.
Vantaggi del raffreddamento a liquido:
1.Il calore sottratto dallo stesso volume di liquido è quasi 3000 volte quello dello stesso volume d'aria.
2. La conduttività termica del liquido è 25 volte quella dell'aria.
3. Allo stesso livello di dissipazione del calore, il livello di rumore del raffreddamento a liquido è di 20-35 dB inferiore a quello del raffreddamento ad aria.
4. Il consumo energetico del sistema di raffreddamento a liquido è di circa il 30% - 50% inferiore a quello del sistema di raffreddamento ad aria.
Il cosiddetto raffreddamento a liquido non significa semplicemente acqua. Si riferisce alla presa del liquido con un'elevata capacità termica specifica come mezzo di trasmissione per rimuovere il calore generato dall'apparecchiatura o dal server e raffreddarlo. Al momento, ci sono tre modalità di implementazione della tecnologia di raffreddamento a liquido, vale a dire immersione, piastra fredda e spruzzatura.
Piatto freddo liquido:
La piastra di raffreddamento a liquido è fissata sul dispositivo di riscaldamento principale del server e il calore viene sottratto dal liquido che scorre attraverso la piastra fredda per raggiungere lo scopo di dissipazione del calore. Il raffreddamento a liquido con piastra fredda risolve la dissipazione del calore dei dispositivi con una grande generazione di calore nel server e altri componenti del dissipatore di calore devono fare affidamento sul raffreddamento ad aria. Pertanto, il server con raffreddamento a liquido a piastra fredda è anche chiamato server a doppio canale gas-liquido. Il liquido della piastra fredda non entra in contatto con i dispositivi raffreddati e la piastra di conduzione del calore viene utilizzata nel mezzo per il trasferimento di calore, che ha un'elevata sicurezza.
Raffreddamento liquido a spruzzo:
Il liquido viene immagazzinato e aperto sulla parte superiore del telaio. In base alla posizione e al potere calorifico del corpo riscaldante, il liquido di raffreddamento può spruzzare il corpo riscaldante per raggiungere lo scopo del raffreddamento dell'apparecchiatura. Il liquido spruzzato è a diretto contatto con il dispositivo raffreddato, che ha un'elevata efficienza di raffreddamento; Tuttavia, quando il liquido incontra oggetti ad alta temperatura nel processo di spruzzatura, evaporerà e le goccioline di nebbia e il gas verranno emessi all'esterno del telaio lungo lo spazio tra i fori del telaio, con conseguente diminuzione della pulizia ambientale della sala computer o l'impatto su altre apparecchiature.
Raffreddamento a liquido ad immersione:
Immergere l'elemento riscaldante direttamente nel liquido di raffreddamento e sottrarre il calore generato dal funzionamento di server e altre apparecchiature affidandosi al flusso di circolazione del liquido. Il raffreddamento a liquido ad immersione è un tipico raffreddamento a liquido a contatto diretto. Poiché l'elemento riscaldante è a diretto contatto con il liquido di raffreddamento, l'efficienza di dissipazione del calore è maggiore e il rumore è inferiore.
Oltre al tradizionale data center, con l'avvento dell'era dell'edge computing, circa il 20% dei data center edge adotterà anche la tecnologia di raffreddamento a liquido. Il data center con sistema di raffreddamento a liquido può recuperare l'investimento nel sistema di refrigerazione entro due o tre anni dal suo completamento e l'elettricità risparmiata nella fase successiva può essere considerata un suo reddito. E più grande è il data center, meglio è.
