Comparación de cinco tecnologías de gestión térmica de servidores, DLC monofásico es más eficaz
Recientemente, en una conferencia técnica organizada por DCD, el experto técnico de Dell, el Dr. Tim Shedd, reveló en un informe especial titulado "Comparación de rendimiento de cinco tecnologías de gestión térmica de servidores en centros de datos" que las principales tecnologías de refrigeración de centros de datos incluyen refrigeración por aire e inmersión monofásica. , inmersión de dos fases, refrigeración líquida directa de dos fases Comparación de investigación y pruebas de refrigeración líquida directa monofásica (DLC, placa fría).
Para 2025, la potencia de los chips de CPU o GPU alcanzará generalmente hasta 500 W, y la inteligencia artificial y el aprendizaje automático han elevado la potencia de la GPU hasta 700 W, con una previsión de 1000 W en un futuro próximo. Más importante aún, al aumentar la potencia, se requieren temperaturas de empaquetamiento del chip más bajas y diferencias de temperatura más pequeñas para garantizar el funcionamiento normal del chip. Cuanto más avanzada es la tecnología de semiconductores, menor es el tamaño del transistor y mayor es la corriente de fuga, que aumenta exponencialmente con la temperatura. Por tanto, el desafío de los sistemas de gestión térmica se intensifica.
Hace unos años, cuando el TDP del procesador rondaba los 250 W, estas cinco tecnologías de gestión térmica podían proporcionar una refrigeración muy eficiente para los gabinetes típicos del centro de datos, como la implementación de 32 servidores duales montados en bastidor de 250 W en gabinetes del centro de datos. Para un servidor montado en bastidor de 2U, el informe observó una diferencia de temperatura de aproximadamente 26 grados entre el embalaje del chip y el aire que fluye a través del servidor. Por lo tanto, es bastante razonable mantener la temperatura del chip alrededor de 51 grados con sólo 25 grados de aire frío. En este punto, la eficiencia de la refrigeración por aire para un solo servidor es equivalente a la refrigeración por inmersión monofásica.
Actualmente, la potencia de un solo procesador ha aumentado de 350W a 400W, y la diferencia de temperatura necesaria para eliminar el calor del chip al agua de refrigeración de la instalación aumenta constantemente. De manera similar, se implementa un gabinete con 32 servidores duales montados en bastidor de 350 W para refrigeración. La diferencia de temperatura entre el aire y el empaque del chip durante el enfriamiento por aire (1U) excede los 50 grados, lo que significa que cuando el servidor se enfría con aire frío a 25 grados, la temperatura del procesador alcanzará los 75 grados, acercándose al límite de temperatura de funcionamiento del procesador. Se puede ver que la potencia actual del procesador ha aumentado a 350 W-400W y la refrigeración por aire está muy cerca del límite real, lo que significa que normalmente se requiere aire más frío, lo que exacerba el consumo de energía de refrigeración.
En los próximos dos o tres años, el TDP de los procesadores generalmente aumentará a 500 W, y la refrigeración por aire enfrenta desafíos considerables, que requieren métodos innovadores de diseño de disipadores de calor o dependen de tamaños más grandes para permitir que entre más aire y enfríe los procesadores. En este punto, la diferencia de temperatura entre el enfriamiento por aire (1U), el enfriamiento por inmersión monofásico y el empaque de chips supera los 60 grados C; El enfriamiento por inmersión en dos fases sigue siendo efectivo y la diferencia de temperatura aumentará a aproximadamente 34 grados; El rango de diferencia de temperatura entre el DLC bifásico y el DLC monofásico (1 lpm) no es significativo, alrededor de 25 grados; El rango de diferencia de temperatura del DLC monofásico (2 lpm) es menor, alrededor de 17 grados.
En comparación con los otros cuatro métodos de refrigeración del centro de datos, la refrigeración líquida directa (DLC) monofásica tiene la mayor eficiencia térmica y puede proporcionar una forma potencial de lograr una mayor sostenibilidad y mejorar la eficiencia.
