Pet inovativnih sistema za hlađenje centara podataka

Kako potražnja za obradom podataka i dalje raste, raste i potreba za efikasnim rješenjima za hlađenje. Tradicionalne metode hlađenja nisu samo energetski intenzivne, već su i teške za održavanje topline koju proizvodi moderna računarska oprema. Kao odgovor, pojavio se talas inovativnih sistema za hlađenje data centara, koji su preoblikovali pejzaž upravljanja centrom podataka.

Tečno hlađenje je revolucionarna inovacija koja značajno mijenja način hlađenja podatkovnih centara i jedna je od najpopularnijih tehnologija hlađenja dostupnih danas. Postoji mnogo različitih tipova sistema za tečno hlađenje, a svaka nova inovacija nudi veću efikasnost.

Direktno hlađenje čipova je novija tehnologija hlađenja tekućinom. Za razliku od tradicionalnih metoda hlađenja zraka, koje indirektno hlade opremu podatkovnog centra hlađenjem okolnog zraka, rashladna tekućina (obično dielektrična ili neprovodna) je integrirana u hardver servera putem mreže malih cijevi ili mikrokanala, omogućavajući isporuku rashladne tekućine direktno na vruće tačke u različitim komponentama servera, uključujući centralnu procesorsku jedinicu (CPU) i druge čipove. Ova tehnika se obično koristi u računarskim okruženjima visokih performansi, kao što su superračunari i podatkovni centri u kojima se nalaze aplikacije gladne energije koje stvaraju mnogo topline.

Dvofazno imerzijsko hlađenje je inovativan i efikasan način za hlađenje računarskih sistema visokih performansi, uključujući servere i opremu za data centar. Za razliku od tradicionalnih metoda hlađenja zrakom ili tekućinom, dvofazno uranjajuće hlađenje u potpunosti potapa hardverske komponente u posebno dizajniranu dielektričnu ili neprovodnu rashladnu tekućinu. Ovo rashladno sredstvo je obično sintetičko rashladno sredstvo u dvije faze: tekućina i para. Sa tačkom ključanja od 50 stepeni, bolji je provodnik toplote od vazduha, vode ili ulja. Para nastala interakcijom između tekućine i komponente grijanja pasivno potiče prijenos topline.

Dvofazno uranjajuće hlađenje ima nekoliko prednosti. Prvi je veća efikasnost i ušteda energije. U poređenju sa vazdušnim hlađenjem, ova tehnologija hlađenja ima prednost u efikasnosti od > 90%. Osim toga, budući da na komponente ne utječu promjene temperature, tehnologija također poboljšava pouzdanost. U isto vrijeme, omogućava i postavljanje hardvera velike gustine, jer eliminira potrebu za cirkulacijom zraka i velikom infrastrukturom za hlađenje.

Geotermalno hlađenje postoji već neko vrijeme, ali mali broj podatkovnih centara nije uspio iskoristiti prednosti njegove niske cijene i okolišnih prednosti. To je relativno stabilna i hladna temperatura ispod površine Zemlje, to jest, geotermalna energija ili toplina tla djeluje kao radijator, umjesto da ispušta zrak napolje kao što to čine tradicionalni klima uređaji. Mreža cijevi zakopanih pod zemljom (nazvane površinske petlje) sadrži fluid za izmjenu topline, obično mješavinu vode i antifriza. Sistem prolazi kroz vertikalne podzemne bunare ispunjene punilima za prenos toplote. Tečnost za izmjenu topline u cijevi apsorbira toplinu iz unutrašnjosti zgrade, uključujući opremu centra podataka, tokom hlađenja. Dok tečnost cirkuliše kroz površinsku petlju, ona razmenjuje toplotu sa hladnijim podzemnim okruženjem.

Geotermalno hlađenje se smatra zelenim i održivim rješenjem za hlađenje jer značajno smanjuje emisije stakleničkih plinova i ovisnost o fosilnim gorivima.

Mikrokanalno tečno hlađenje je proširenje direktnog tečnog hlađenja čipa sa dodatkom hladnih ploča koje direktno ciljaju na CPU, GPU i memorijske module kako bi se efikasno raspršila toplota koju stvaraju elektronske komponente. Ova metoda hlađenja koristi male, složene kanale ili mikrokanale za isporuku tekućeg rashladnog sredstva blizu izvora topline, čime se poboljšava rasipanje topline i toplinske performanse.

Mikrokanalni izmjenjivači topline obično su napravljeni od materijala kao što su bakar ili aluminij i sastoje se od mnogo malih kanala, obično u mikronskom rasponu veličine. Ovi kanali su dizajnirani da budu veoma kompaktni i efikasni u prenosu toplote, smanjujući veličinu za 10 do 30 procenata i težinu za 60 procenata, značajno smanjujući otisak centra podataka. Ova metoda hlađenja također smanjuje troškove, jer ima manje troškova rashladnog sredstva i materijala.

Mikrokonvekcijsko tečno hlađenje koristi veliki broj sićušnih, precizno dizajniranih mlaznica fluida u kompaktnom modulu za hlađenje, koji mijenja performanse hlađenja na nivou čipa. Tehnologija je stvorena da poboljša performanse aplikacija sa profilima koji zahtevaju najviše računanja. S obzirom da mikrokonvekcijsko hlađenje olakšava vertikalni protok do uređaja, povećavajući koeficijent prijenosa topline disipacije topline, eliminira se upotreba materijala za termičko sučelje.

Mikrokonvekcijsko tečno hlađenje je posebno vrijedno u situacijama kada tradicionalne metode hlađenja možda ne pružaju dovoljan kapacitet hlađenja ili kada veličina i težina rashladnog rješenja moraju biti minimizirane. Ovo je područje kontinuiranog istraživanja i razvoja tehnika upravljanja toplinom.

Inovativni sistemi za hlađenje centara podataka mijenjaju način na koji upravljamo i održavamo masivnu računarsku infrastrukturu koja pokreće digitalni svijet. Usvajanje ovih naprednih tehnologija ne samo da će poboljšati performanse i dugovječnost opreme data centara, već će doprinijeti i zelenijoj, održivijoj digitalnoj budućnosti.