La refrigeración líquida por inmersión en dos fases supera el desafío de las fugas de refrigerante
Para satisfacer las necesidades informáticas en tiempo real de datos masivos y la creciente demanda de aplicaciones de IA, la industria informática ha evolucionado hacia arquitecturas de chips que pueden manejar mayor potencia. En la actualidad, la potencia de una CPU de un solo chip ha aumentado de 150 W a más de 300 W; La potencia de una sola GPU ha aumentado a más de 700W. La refrigeración por aire tradicional se enfrenta al reto de alcanzar el límite de refrigeración en servidores de alta densidad de potencia, por ello, la aplicación e investigación de la refrigeración líquida en los centros de datos se ha convertido en una necesidad urgente.
Por un lado, la refrigeración líquida por inmersión de dos fases puede lograr una mayor capacidad de procesamiento de densidad en espacios limitados, lo que se considera que lidera la tendencia de desarrollo de la refrigeración líquida; Por otro lado, debido a los importantes problemas de compatibilidad de materiales, equilibrio térmico, recuperación de vapor y beneficios económicos, muchas personas creen que la refrigeración líquida por inmersión en dos fases sigue siendo un proyecto científico desafiante.
Los sistemas de refrigeración sumergidos de dos fases que se están explorando actualmente suelen ser perjudiciales para los organismos y el medio ambiente. Aunque los fabricantes han implementado medidas rigurosas para evitar una gran pérdida de refrigerante al medio ambiente, es necesario lograr avances en materia de fugas de refrigerante, menores costos de uso y mejor mantenibilidad para los racks de centros de datos con refrigeración sumergida de dos fases.
Microsoft ha preparado un diseño conceptual innovador para el sistema de rack de centro de datos enfriado por líquido sumergido de dos fases, buscando abordar los problemas anteriores. Un módulo de chasis sellado independiente puede contener uno o más componentes electrónicos sumergidos en un refrigerante de dos fases. Cuando los componentes electrónicos funcionan y se calientan, el refrigerante alrededor de los componentes electrónicos sufre una transición de fase de la fase líquida a la fase gaseosa y llega al tanque del condensador de dos fases a través de un acoplamiento de vapor. Luego se enfría en el tanque del condensador de dos fases y sufre una transición de fase de regreso al estado líquido. Se puede separar un módulo de chasis sellado independiente de la caja del condensador de dos fases sin liberar refrigerante de dos fases, y el bastidor puede incluir varios módulos de chasis sellados y la caja del condensador en su conjunto.
En los últimos años, Microsoft ha favorecido la refrigeración líquida por inmersión de dos fases debido a su excelente eficiencia de refrigeración y rendimiento en el consumo de energía. En abril de 2021, Microsoft anunció que la refrigeración líquida por inmersión de dos fases puede reducir el consumo de energía de cualquier servidor entre un 5% y un 15% cuando se utiliza como solución de refrigeración para aplicaciones de alto rendimiento como la inteligencia artificial.
Impulsado por este resultado, el equipo de Microsoft colaboró con el fabricante y diseñador de sistemas de TI de centros de datos Wiwynn para aplicar su primera solución de enfriamiento por inmersión de dos fases al centro de datos Azure de Microsoft en Quincy, Washington.
