¿Cómo funciona la aplicación de refrigeración líquida en Centralita?
Con el aumento de Internet, la computación en la nube y los servicios de big data, el consumo total de energía de los centros de datos está aumentando y su eficiencia energética también está recibiendo cada vez más atención. Según las estadísticas de datos, el valor promedio de eficiencia en el uso de energía (PUE) de los centros de datos en China es 1,49, que es mucho más alto que el requisito propuesto por la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma para que los nuevos grandes centros de datos sean inferiores a 1,25. Reducir el PUE es urgente. ¿Cómo pueden los fabricantes de equipos de red reducir significativamente el consumo de energía y al mismo tiempo garantizar un alto rendimiento de los chips? El sistema de refrigeración, como factor clave que afecta tanto al rendimiento como al consumo de energía, se ha convertido en un foco de la reforma del centro de datos, y la tecnología de refrigeración líquida, debido a sus ventajas únicas, está reemplazando gradualmente la refrigeración por aire tradicional como la solución de refrigeración principal.
Descubrimos que el consumo de energía promedio de los centros de datos llega al 33%, lo que representa cerca de un tercio del consumo de energía total de los centros de datos. Esto se debe a que el sistema de refrigeración tradicional por aire utilizado en los centros de datos utiliza aire con una capacidad de calor específica muy baja como medio de refrigeración, que es impulsado por ventiladores dentro del equipo para transferir calor desde la CPU y otras fuentes de calor a los disipadores de calor lejos de la TI. equipos, la reutilización de intercambiadores de calor fan coil o refrigeración del aire acondicionado para hacer circular el aire para la disipación del calor y el enfriamiento también es una limitación necesaria del enfriamiento del aire. Por lo tanto, cómo resolver la eficiencia energética del sistema de refrigeración se ha convertido en un desafío de iteración tecnológica al que se enfrentan los fabricantes de equipos en el nuevo entorno político.
Desde la perspectiva de los requisitos de disipación de calor del chip del dispositivo. Con el desarrollo de los chips de conmutación, aunque los procesos de chip de alto rendimiento (como 5 nm) pueden reducir eficazmente el consumo de energía informática de la unidad, a medida que el ancho de banda del chip de conmutación aumenta a 51,2 Tbps, el consumo total de energía de un solo chip ha aumentado a aproximadamente 900W. Cómo resolver el problema de disipación de calor del chip del dispositivo se ha convertido en un punto difícil en el diseño general del hardware. La capacidad de refrigeración del sistema refrigerado por aire está a punto de alcanzar su límite. Aunque los disipadores de calor enfriados por aire pueden resolver los problemas actuales de disipación de calor de los conmutadores, eventualmente serán inadecuados cuando 102,4/204,8 Tbps se generalicen y el consumo de energía de los chips aumente en el futuro. Por lo tanto, ha surgido una tecnología de refrigeración líquida más eficiente para la próxima generación de equipos de TI. En los próximos 5-10 años, se ha llegado a un consenso en la industria de que la refrigeración por aire en los centros de datos será reemplazada gradualmente por la refrigeración líquida.
La tecnología de refrigeración líquida actual se divide principalmente en refrigeración líquida monofásica y refrigeración líquida de dos fases. La refrigeración líquida monofásica se refiere al líquido de refrigeración que mantiene su estado líquido durante todo el proceso de disipación de calor circulante y elimina fácilmente el calor a través de una alta capacidad calorífica específica. La refrigeración líquida de dos fases se refiere al cambio de fase del refrigerante durante el proceso de disipación de calor en circulación, donde el refrigerante elimina el calor del equipo a través de un calor latente de gasificación extremadamente alto. En comparación con otros métodos, la refrigeración líquida monofásica tiene menor complejidad y es más fácil de lograr, y su capacidad de disipación de calor es suficiente para soportar equipos de TI en centros de datos, lo que la convierte en la opción de equilibrio actual.
La refrigeración líquida monofásica se divide en refrigeración líquida de placa fría y refrigeración líquida por inmersión. La refrigeración líquida de placa fría fija la placa de refrigeración líquida en el dispositivo de calentamiento principal del equipo, confiando en que el líquido que fluye a través de la placa fría elimina el calor y logra el propósito de disipar el calor; La refrigeración líquida por inmersión es el proceso de sumergir directamente toda la máquina en refrigerante, apoyándose en la circulación natural o forzada del líquido para eliminar el calor generado por el funcionamiento de equipos como servidores.
Las ventajas de la refrigeración líquida con placa fría incluyen: modificaciones mínimas en toda la sala de ordenadores, que solo requieren modificaciones en el bastidor, las unidades de distribución de refrigeración (CDU) y el sistema de suministro de agua. Además, la refrigeración líquida con placa fría puede utilizar una gama más amplia de tipos de refrigerante y requiere mucho menos que la refrigeración por inmersión, lo que se traduce en menores costes de inversión inicial. Además, la cadena industrial de refrigeración líquida con placa fría es más madura y más aceptable en el mercado.
Las ventajas de la refrigeración líquida por inmersión incluyen: (1) debido al contacto directo del refrigerante con el equipo, la capacidad de disipación de calor es mayor y el riesgo de sobrecalentamiento del dispositivo es menor; (2) El equipo de refrigeración líquida inmersiva no requiere ventilador, lo que da como resultado menos vibración y una vida útil más larga del equipo de hardware; (3) La temperatura del suministro de agua enfriada en el lado de la sala de máquinas de enfriamiento líquido sumergido es más alta y el lado exterior es más fácil de disipar el calor. Por lo tanto, la selección del sitio de la sala de máquinas ya no está tan limitada por la región y la temperatura como en la era enfriada por aire.
La aplicación de la tecnología de refrigeración líquida en los conmutadores de los centros de datos no solo resuelve sus propios problemas térmicos, sino que también permite la implementación unificada con servidores de refrigeración líquida, lo que facilita la construcción y operación unificadas de la infraestructura del centro de datos. La refrigeración líquida respalda el intercambio de nuevas tecnologías para maximizar el rendimiento, desarrollar mejores productos para centros de datos y construir conjuntamente una economía digital verde.
