Analyse van de vloeistofkoeling- en koelvloeistofindustrie in datacenters

Met de innovatieve ontwikkeling van technologieën zoals kunstmatige intelligentie, cloud computing, big data en blockchain is het tijdperk van 5G-communicatie, gekenmerkt door hoge snelheid, lage latentie en grote connectiviteit, aangebroken. Omdat de informatie-infrastructuur, datacentra en communicatieapparatuur steeds meer rekenkracht krijgen, nemen ook de eisen aan computerefficiëntie toe.

 

  

 

Om de uitdagingen op het gebied van netwerkverwerkingsprestaties het hoofd te bieden, verbeteren datacenterservers en communicatieapparatuur voortdurend hun verwerkingsmogelijkheden en integratie, wat resulteert in een voortdurende toename van de vermogensdichtheid. Deze veranderingen zorgen niet alleen voor enorme problemen met het energieverbruik, maar ook voor hogere eisen aan koelapparatuur en -technologie vanwege de hoge warmtedichtheid. Traditionele luchtkoelingstechnologie vormt een knelpunt in scenario's met een hoge warmtedichtheid, en de efficiëntie van de warmtedissipatie kan de rekenefficiëntie niet langer bijhouden. In deze context heeft vloeistofkoelingstechnologie brede aandacht getrokken in de industrie vanwege de ultrahoge energie-efficiëntie, ultrahoge warmtedichtheid en andere kenmerken. Vloeistofkoelingtechnologie is de enige manier om de uitdagingen van warmtedissipatiedruk en energiebesparing op te lossen.

 

 

De voortdurende toename van de rekenkracht bevordert de groei van de vermogensdichtheid, wat nieuwe eisen stelt aan de koeltechnologie. De voortdurende toename van de rekenkracht bevordert de voortdurende verbetering van de prestaties van communicatieapparatuur, en het stroomverbruik van de chip en de warmtestroomdichtheid nemen ook voortdurend toe. De vermogensdichtheid van elke generatie productevolutie neemt toe met 30-50 procent. Het maximale stroomverbruik van de hedendaagse CPU van het X86-platform is 300-400W, en de hoogste warmtefluxdichtheid van de chip in de sector bedraagt ​​meer dan 120 W/cm2; De voortdurende verbetering van de vermogensdichtheid van de chip beperkt rechtstreeks de warmteafvoer en betrouwbaarheid van de chip, en traditionele luchtgekoelde warmteafvoermogelijkheden worden steeds moeilijker vol te houden. De stijging van de vermogensdichtheid van de chips heeft ook geleid tot een toename van de vermogensdichtheid van de gehele kast, waarbij het huidige maximum de 30 kW/rack overschrijdt; Er zijn ook grotere uitdagingen gesteld aan de koeltechnologie van computerruimtes. Vloeistofkoeling, als opkomende koeltechnologie in datacenters, wordt toegepast om de warmteafvoerbehoeften van kasten met een hoge vermogensdichtheid op te lossen.

 

 

Vloeistofkoeling heeft voordelen zoals een laag energieverbruik, hoge warmteafvoer, laag geluidsniveau en lage TCO. De koelcapaciteit van vloeistof is 1000-3000 maal die van lucht. Vloeistofkoelingstechnologie kan de voordelen van hoge dichtheid, laag geluidsniveau, laag temperatuurverschil in warmteoverdracht en algemene vrije koeling realiseren. Vergeleken met luchtkoelingstechnologie heeft het onvergelijkbare technische voordelen. Het is een uitstekende koelingsoplossing die kan worden toegepast in scenario's waarin de rekenkracht, de energie-efficiëntie en de implementatiedichtheid aanzienlijk moeten worden verbeterd.

 

 

Vloeibare koelvloeistof is een van de sleutelfactoren in de vloeistofkoelingstechnologie. Bij de toepassing van immersie (contact) vloeistofkoelingstechnologie is vloeibaar koelmiddel, naast de vereisten voor hardwareapparatuur, ook een van de meest kritische factoren. Voor een geschikt contactvloeistofgekoeld koelmiddel zijn de volgende vereisten vereist:

1) goede thermofysische eigenschappen. Hoge thermische geleidbaarheid, specifieke warmtecapaciteit, lage viscositeit en hoge latente verdampingswarmte zijn vereist voor faseverandering.

2) Laag vriespunt en uitzettingscoëfficiënt.

3) Enkelfasige vloeistofkoeling vereist een hoog kookpunt.

4) Tweefasige vloeistofkoeling vereist een geschikt kookpunt en een smal kooktraject.

5) Het heeft een goede chemische en thermische stabiliteit voor elektronische apparaten.

6) Hoog vlampunt en zelfontbrandingstemperatuur.

7) Geen corrosiviteit voor systeemmaterialen (metaal, niet-metaal en ander organisch materiaal.

8) Er zijn geen of slechts minimale wettelijke beperkingen vereist (milieuvriendelijk, niet giftig, biologisch afbreekbaar, enz.).

9) Economie.

 

 

Momenteel is luchtkoelingstechnologie een van de meest volwassen en meest gebruikte koeloplossingen in datacenters. In de afgelopen jaren is de PUE-index van datacenters onder het "dual carbon"-beleid voortdurend verlaagd, en de meeste regio's eisen dat de efficiëntie van het elektriciteitsgebruik niet hoger mag zijn dan 1,25, en bevorderen actief de upgrade en transformatie van datacenters. Met de versnelde inzet van servers is de vraag hoe het energieverbruik verder kan worden teruggedrongen en de groene ontwikkeling van datacenters kan worden bereikt, de focus van de industrie geworden.