Análise detalhada! Vantagens e desafios do sistema de refrigeração líquida bifásico com placa fria

Nos últimos anos, os grandes modelos de IA, a computação em nuvem, a supercomputação e outros campos têm exigido cada vez mais poder computacional. Com a rápida evolução dos servidores e a constante atualização dos chips, a demanda por dissipação de calor também aumentou rapidamente. Diante da necessidade de dissipação de calor em alta densidade, a tecnologia de resfriamento líquido desenvolveu diversas abordagens, incluindo principalmente o resfriamento líquido por placa fria, o resfriamento líquido por imersão e o resfriamento líquido por spray. Dentre elas, o resfriamento líquido por placa fria é a solução técnica madura e dominante atualmente, podendo ser dividido em resfriamento líquido por placa fria monofásico e resfriamento líquido por placa fria bifásico. Hoje, vamos nos concentrar na tecnologia de resfriamento líquido por placa fria bifásico com Jialede e analisar em detalhes as vantagens e os desafios dessa tecnologia.

Com base em uma extensa pesquisa de mercado, exploraremos as vantagens técnicas do resfriamento líquido bifásico por placa fria sob os seguintes três aspectos:

Arquitetura e compatibilidade do sistema de refrigeração líquida

Comparado ao resfriamento líquido por imersão, o resfriamento líquido por placa fria apresenta melhor adaptabilidade à arquitetura tradicional de servidores, com pouca alteração no peso total e requisitos de carga mais modestos para salas de servidores. É ideal para modernizar e renovar salas de servidores existentes, facilitando a atualização de placas frias monofásicas para placas frias bifásicas em fases posteriores. Além disso, o resfriamento líquido por placa fria exige menos modificações na CPU/GPU e alterações relativamente pequenas nos racks elétricos. O líquido refrigerante não entra em contato direto com os componentes elétricos, evitando muitos problemas de compatibilidade. Ademais, para a mesma dissipação de calor, o consumo de energia da bomba do sistema de resfriamento líquido por placa fria bifásica é menor do que o dos sistemas de resfriamento por placa fria monofásica e por imersão.

Eficiência econômica

Durante a circulação de fluido refrigerante de mudança de fase a baixa pressão, o alumínio pode substituir o cobre, evitando o uso de metais de alto custo, como aço inoxidável e cobre, nas tubulações e, consequentemente, reduzindo o custo total do sistema. Comparado ao uso de grandes quantidades de fluido refrigerante/óleo mineral em sistemas de refrigeração líquida por imersão, o consumo de fluido refrigerante no sistema de refrigeração líquida por placa fria e as perdas durante a manutenção diária são muito menores, o que reduz o investimento inicial.

Características do líquido refrigerante

A condutividade do líquido/refrigerante fluorado eletrônico é muito baixa, sendo frequentemente utilizado para a limpeza de componentes elétricos. Mesmo em caso de vazamento, não causa danos aos componentes elétricos; o líquido/refrigerante fluorado eletrônico é uma substância pura, não necessitando de aditivos como inibidores de corrosão/fungicidas para circulação no sistema, o que garante a limpeza do sistema e reduz o risco de corrosão. Graças à tecnologia consolidada de sistemas de refrigeração tradicionais, após a instalação de um filtro seco, o sistema permanece limpo por um longo período, reduzindo significativamente a probabilidade de entupimento e corrosão das tubulações; a eficiência de transferência de calor por ebulição gerada pela mudança de fase do fluido refrigerante é de 3 a 10 vezes maior que a eficiência de transferência de calor por convecção monofásica, atendendo às necessidades de dissipação de calor em alta densidade. Ao mesmo tempo, a capacidade de transporte de calor do fluido refrigerante com mudança de fase também é superior ao calor sensível do fluido refrigerante monofásico. O sistema consegue atender aos requisitos de dissipação de calor com uma vazão reduzida e diminuir o consumo de energia da bomba de circulação.

Embora o sistema de refrigeração líquida bifásico com placa fria apresente uma série de vantagens, a maioria dos fornecedores nacionais encontra-se atualmente na fase de pesquisa e desenvolvimento, com poucos projetos de produção em massa, e ainda enfrenta alguns desafios técnicos:

Identificar ou desenvolver líquidos fluorados ou refrigerantes eletrônicos adequados para garantir a temperatura e a pressão de mudança de fase apropriadas, evitando a condensação de componentes eletrônicos quando a temperatura de evaporação for muito baixa ou vazamentos;

Requerem controle de fluxo de líquido em nível de nó e controle de pressão de mudança de fase maduros;

Questões relacionadas ao tamanho dos componentes (miniaturização/integração), facilidade de uso;

Embora a tecnologia de resfriamento líquido com placa fria bifásica ainda tenha um longo caminho a percorrer, com o aumento da dissipação de calor de alta densidade ou a crescente demanda por overclocking de chips de baixo desempenho em condições de baixa temperatura, o resfriamento líquido com placa fria bifásica acabará por conquistar um espaço no mercado de resfriamento líquido. A Jialede acompanha ativamente a exploração de tecnologias de ponta em sistemas de resfriamento para data centers e está conduzindo pesquisas sobre a tecnologia de resfriamento líquido com placa fria bifásica com diversos fornecedores internacionais de servidores e sistemas de gerenciamento térmico, visando uma cooperação vantajosa para ambos os lados e impulsionando o futuro da computação rumo à informatização, inteligência e comercialização!