Introduzione dell'applicazione server di raffreddamento a liquido
Con l’aumento delle nuove infrastrutture, il ritmo delle nuove costruzioni e dell’espansione dei data center sta gradualmente accelerando. Secondo un sondaggio condotto dal Libro Bianco, alla fine del 2019, il numero di data center in uso a livello nazionale è aumentato del 28,6% su base annua e la dimensione dei data center in costruzione è aumentata del 30%, soprattutto in città di primo livello come Pechino, Shanghai, Guangzhou e Shenzhen, dove il tasso di crescita è stato significativo.
Il rapido sviluppo di data center ultra grandi e vettori spaziali insufficienti accelererà il rapido aumento della densità di potenza dei singoli armadi, con una potenza media prevista di 25 kW entro il 2025. La densità di potenza in rapido aumento pone maggiori esigenze in termini di dissipazione del calore. Secondo le statistiche, nel 2019, i data center tradizionali rappresentati dalla tecnologia “raffreddata ad aria” hanno consumato circa il 43% della propria energia per il raffreddamento delle apparecchiature IT, che è sostanzialmente uguale al consumo energetico delle apparecchiature IT stesse (45%). Il valore PUE (indice di efficienza energetica) è generalmente superiore a 1,4, a indicare che la riduzione del consumo energetico per la dissipazione del calore, il controllo dei costi operativi dei data center e la costruzione di data center ecologici sono diventati compiti urgenti. I data center richiedono una “rivoluzione del raffreddamento”.
Un data center con raffreddamento a liquido si riferisce a un data center che applica tecnologia e apparecchiature di raffreddamento a liquido come i server di raffreddamento a liquido. Rispetto ai tradizionali server raffreddati ad aria, il metodo di esportazione del calore dei server con raffreddamento a liquido è diverso. Il raffreddamento a liquido si riferisce alla tecnologia che utilizza il liquido anziché l'aria come refrigerante per scambiare calore per i componenti di riscaldamento e rimuovere il calore. Un server raffreddato a liquido si riferisce a un tipo di server che inietta liquido nel server e rimuove il calore del server attraverso lo scambio di freddo e caldo. In generale, l’industria divide il raffreddamento a liquido in raffreddamento diretto e raffreddamento indiretto. Allo stato attuale, il raffreddamento diretto viene ottenuto principalmente attraverso la tecnologia di raffreddamento a liquido ad immersione, che può essere suddivisa in cambiamento di fase e non cambiamento di fase. Il raffreddamento indiretto viene ottenuto principalmente attraverso la tecnologia di raffreddamento a liquido Cold Plate.
La tecnologia di raffreddamento a liquido per immersione è una tecnica di raffreddamento che utilizza il liquido come mezzo di trasferimento del calore, immerge il dispositivo di riscaldamento nel liquido e conduce lo scambio di calore tramite contatto diretto. Il liquido ha un migliore effetto di conduttività termica, 25 volte quello dell'aria, con un trasferimento di temperatura migliore e più rapido e può ottenere un raffreddamento efficiente delle apparecchiature IT. Nel frattempo, a causa della grande capacità termica specifica dei liquidi, la loro temperatura non cambia in modo significativo dopo aver assorbito una grande quantità di calore, quindi è possibile impostare la temperatura della CPU.
Rispetto ai tradizionali data center raffreddati ad aria, i data center raffreddati a liquido hanno eliminato i sistemi di condizionamento dell'aria e le corrispondenti infrastrutture raffreddate ad aria e aggiunto pompe di circolazione, il che può far risparmiare sui costi di costruzione. In secondo luogo, rispetto ai sistemi raffreddati ad aria, i data center raffreddati a liquido possono risparmiare circa il 30% di energia, riducendo efficacemente il rapporto di consumo energetico e abbassando il PUE (indice di efficienza energetica dei data center) a 1,05, soddisfacendo i requisiti dei data center ecologici. Infine, a parità di condizioni di dissipazione del calore, la pompa e il sistema di raffreddamento utilizzati nel sistema di raffreddamento a liquido presentano una rumorosità inferiore rispetto ai tradizionali sistemi di condizionamento.
La ricerca, l'esplorazione e la pratica sono condotte su diverse tecnologie e soluzioni di raffreddamento a liquido. Rispetto ad altre tecnologie di raffreddamento a liquido, il raffreddamento a liquido a immersione presenta le caratteristiche di elevata efficienza energetica, alta densità, alta affidabilità ed elevata disponibilità, che lo rendono più adatto a scenari applicativi ad alta affidabilità nei data center di cloud computing.
