Подробный анализ! Преимущества и проблемы двухфазной системы жидкостного охлаждения с холодной пластиной.

В последние годы развитие больших моделей искусственного интеллекта, облачных вычислений, суперкомпьютеров и других областей предъявляет более высокие требования к вычислительной мощности. Быстрое совершенствование серверов и непрерывное обновление чипов привели к значительному росту потребности в отводе тепла. В условиях высоких требований к теплоотводу, технология жидкостного охлаждения разработала множество направлений, включая жидкостное охлаждение с помощью холодных пластин, иммерсионное жидкостное охлаждение и распылительное жидкостное охлаждение. Среди них жидкостное охлаждение с помощью холодных пластин является в настоящее время основным и зрелым техническим решением, которое можно разделить на однофазное и двухфазное. Сегодня мы, вместе с Цзялэдэ, сосредоточимся на двухфазной технологии жидкостного охлаждения с помощью холодных пластин и подробно проанализируем преимущества и проблемы этой технологии.

На основе обширного исследования рынка мы рассмотрим технические преимущества двухфазного жидкостного охлаждения с помощью охлаждающей пластины с трех точек зрения:

Архитектура и совместимость системы жидкостного охлаждения

По сравнению с иммерсионным жидкостным охлаждением, жидкостное охлаждение с помощью пластинчатых радиаторов лучше адаптируется к традиционной архитектуре серверов, при этом общий вес практически не меняется, а требования к несущей способности компьютерного зала невысоки. Оно подходит для модернизации и обновления существующих серверных помещений и способствует более эффективной замене однофазных пластинчатых радиаторов на двухфазные на более поздних этапах. В то же время, жидкостное охлаждение с помощью пластинчатых радиаторов требует меньшей модификации процессора/видеокарты, а изменения в поддерживающей электрической стойке относительно незначительны. Охлаждающая жидкость не контактирует напрямую с электрическими компонентами, что позволяет избежать многих проблем совместимости. Кроме того, при одинаковом тепловыделении энергопотребление насоса двухфазной системы жидкостного охлаждения с помощью пластинчатых радиаторов ниже, чем у однофазной системы и системы циркуляционного жидкостного охлаждения с иммерсионным жидкостным охлаждением.

Экономическая эффективность

При циркуляции низкотемпературного теплоносителя с фазовым переходом алюминий может заменить медь, что позволяет избежать использования дорогостоящих металлов, таких как нержавеющая сталь и медь, в трубопроводах, тем самым снижая стоимость трубопроводов системы. По сравнению с использованием большого количества фторированной жидкости/минерального масла в системах жидкостного охлаждения с иммерсионным охлаждением, расход теплоносителя в системе жидкостного охлаждения с холодной пластиной и потери при ежедневном техническом обслуживании значительно ниже, что позволяет снизить первоначальные инвестиции.

Характеристики охлаждающей жидкости

Электропроводность фторированных жидких хладагентов очень низкая, поэтому их часто используют для очистки электрических компонентов. Даже утечка не повредит электрические компоненты; фторированные жидкие хладагенты являются чистым веществом, и в систему не нужно добавлять такие добавки, как ингибиторы коррозии/фунгициды, что обеспечивает чистоту системы и снижает риск коррозии. Благодаря зрелой технологии традиционных холодильных систем, после установки сухого фильтра система может оставаться чистой в течение длительного времени, а вероятность засорения и коррозии трубопроводов значительно снижается; эффективность теплопередачи при кипении, создаваемая фазовым переходом хладагента, примерно в 3-10 раз выше, чем эффективность теплопередачи при однофазной конвекции, что позволяет удовлетворить потребности в высокоплотном теплоотводе. В то же время теплоемкость хладагента с фазовым переходом также выше, чем тепловая мощность однофазного хладагента. Система способна обеспечить отвод тепла при малом расходе и снизить энергопотребление циркуляционного насоса.

Несмотря на ряд преимуществ двухфазной системы жидкостного охлаждения с охлаждающей пластиной, большинство отечественных поставщиков в настоящее время находятся на стадии исследований и разработок, реализуют лишь несколько проектов серийного производства и по-прежнему сталкиваются с некоторыми техническими проблемами:

Найти или разработать подходящие фторированные жидкости или хладагенты для электронных компонентов, обеспечивающие соответствующую температуру и давление фазового перехода, чтобы избежать конденсации электронных компонентов при слишком низкой температуре испарения или утечки;

Требуется отлаженная система управления потоком жидкости на уровне узлов и система управления давлением фазового перехода;

Проблемы, связанные с размерами компонентов (миниатюризация/интеграция), удобством использования;

Даже если двухфазная технология жидкостного охлаждения с холодными пластинами еще далека от совершенства, с увеличением плотности теплоотвода или ростом спроса на разгон процессоров начального уровня в условиях низких температур, двухфазное жидкостное охлаждение с холодными пластинами в конечном итоге займет свое место на рынке жидкостного охлаждения. Компания Jialede активно следит за передовыми технологиями в области систем охлаждения центров обработки данных и проводит исследования технологии двухфазного жидкостного охлаждения с холодными пластинами совместно с рядом международных поставщиков серверов и систем терморегулирования, стремясь к взаимовыгодному сотрудничеству с клиентами и содействуя развитию будущего рынка вычислительной техники в условиях информатизации, интеллектуальности и коммерциализации!