Жидкостное охлаждение для центров обработки данных: будущее эффективного управления тепловыми процессами.

По мере того, как искусственный интеллект и высокопроизводительные вычисления выводят плотность энергопотребления центров обработки данных на новый уровень — современные стойки часто достигают 15-30 кВт (а суперкомпьютеры превышают 50 кВт) — традиционное воздушное охлаждение достигает своих физических пределов. Жидкостное охлаждение стало революционным решением, позволяющим справиться как с проблемами экстремального нагрева, так и с растущими требованиями к экологичности.

Почему жидкостное охлаждение превосходит воздушное?

Научные данные говорят сами за себя: жидкости обладают в 4 раза большей теплоемкостью и в 24 раза лучшей теплопроводностью, чем воздух. Это приводит к трем важнейшим преимуществам:

• Более низкий показатель PUEСистемы жидкостного охлаждения обеспечивают показатель PUE всего 1,05-1,2, что значительно превосходит показатели систем воздушного охлаждения (1,4-2,0). Для центров обработки данных, использующих искусственный интеллект, это позволяет сократить затраты на электроэнергию на 20-301 тонну на 3 тонны.

• Превосходное рассеивание теплаКогда плотность размещения оборудования в стойке превышает 15 кВт, воздушное охлаждение с трудом справляется с локальными перегревами (часто выше 85 °C), в то время как жидкостное охлаждение без проблем обрабатывает нагрузки свыше 100 кВт.

• Устойчивая деятельностьЖидкостное охлаждение снижает потребление воды (эффективность использования воды 8 л/кВт·ч по сравнению с более чем 2 л/кВт·ч при воздушном охлаждении) и позволяет использовать тепло для централизованного теплоснабжения или горячего водоснабжения.

Основные технологии жидкостного охлаждения и области их применения

На рынке доминируют три основных решения, каждое из которых разработано с учетом конкретных потребностей:

1. Жидкостное охлаждение Cold PlateНаиболее распространенный вариант, использующий охлаждающие пластины, прикрепленные к процессорам/видеокартам (подобно «охлаждающему коврику»). Идеально подходит для модернизации, поддерживает стойки мощностью 30-50 кВт с минимальными изменениями оборудования и окупаемостью инвестиций за 2-3 года.

2. Погружное охлаждениеСерверы полностью погружены в непроводящую охлаждающую жидкость («холодную ванну»), обеспечивая показатель PUE <1,1 и поддерживая сверхвысокую плотность размещения оборудования. Идеально подходит для обучения ИИ и суперкомпьютеров, хотя и требует более высоких первоначальных затрат.

3. Охлаждение распылениемВысокоточное распыление жидкости направлено на горячие компоненты, обеспечивая баланс между стоимостью и производительностью для стоек средней плотности.

Основные аспекты внедрения

Для успешного внедрения жидкостного охлаждения необходимо стратегическое планирование:

• Проектирование системыПриоритетными задачами являются обнаружение утечек, резервирование контуров и совместимость с существующей инфраструктурой. Стандартная интеграция с 19-дюймовыми стойками упрощает модернизацию.

• Баланс затрат и выгодХотя первоначальные инвестиции на 30-501 тыс. долл. выше, чем при воздушном охлаждении, совокупная стоимость владения (TCO) для стоек мощностью >20 кВт в течение 5 лет на 15-251 тыс. долл. ниже.

• Специализированное техническое обслуживаниеОбучите персонал контролировать химический состав охлаждающей жидкости (pH, проводимость) и внедрять протоколы реагирования на утечки, хотя современные системы могут похвастаться надежностью 99,991 TP3T.

Жидкостное охлаждение перестало быть нишевой технологией — это необходимость для центров обработки данных, стремящихся идти в ногу со временем. ИИ Рост, достижение целей устойчивого развития и контроль затрат. Выбирая правильную технологию (охлаждающая пластина для модернизации, погружное охлаждение для высокой плотности размещения оборудования) и уделяя приоритетное внимание надежности системы, организации могут добиться беспрецедентной эффективности. По мере перехода отрасли к стандартизированным и экономически эффективным решениям, жидкостное охлаждение определит следующую эру производительности центров обработки данных.