Tweefasige vloeistofkoeling door onderdompeling overwint de uitdaging van koelvloeistoflekkage
Om tegemoet te komen aan de real-time computerbehoeften van enorme data en de groeiende vraag naar AI-toepassingen, is de computerindustrie overgestapt op chiparchitecturen die een hoger vermogen aankunnen. Momenteel is het vermogen van een CPU met één chip toegenomen van 150 W naar ruim 300 W; Het vermogen van een enkele GPU is toegenomen tot ruim 700 W. Traditionele luchtkoeling staat voor de uitdaging om de koellimiet te bereiken in servers met een hoge vermogensdichtheid. Daarom zijn de toepassing en het onderzoek naar vloeistofkoeling in datacenters een dringende behoefte geworden.
Aan de ene kant kan tweefasige immersievloeistofkoeling een verwerkingscapaciteit met een hogere dichtheid bereiken in beperkte ruimtes, wat wordt beschouwd als leidend in de ontwikkelingstrend van vloeistofkoeling; Aan de andere kant zijn veel mensen, vanwege de belangrijke problemen op het gebied van materiaalcompatibiliteit, warmtebalans, stoomterugwinning en economische voordelen, van mening dat tweefasige immersievloeistofkoeling nog steeds een uitdagend wetenschappelijk project is.
De tweefasige ondergedompelde koelsystemen die momenteel worden onderzocht, zijn vaak schadelijk voor organismen en het milieu. Hoewel fabrikanten rigoureuze maatregelen hebben geïmplementeerd om een grote hoeveelheid koelvloeistofverlies in het milieu te voorkomen, moeten er doorbraken worden geboekt op het gebied van koelvloeistoflekkage, lagere gebruikskosten en een betere onderhoudbaarheid voor datacenterracks met tweefasige ondergedompelde koeling.
Microsoft heeft een innovatief conceptueel ontwerp opgesteld voor het tweefasige, ondergedompelde, vloeistofgekoelde datacenterracksysteem, om de bovenstaande problemen aan te pakken. Een afzonderlijke afgedichte chassismodule kan een of meer elektronische componenten bevatten die zijn ondergedompeld in een tweefasige koelvloeistof. Wanneer de elektronische componenten werken en opwarmen, ondergaat het koelmiddel rond de elektronische componenten een faseovergang van de vloeibare fase naar de gasfase en bereikt het de tweefasige condensortank via een stoomkoppeling. Vervolgens wordt het gekoeld in de tweefasige condensortank en ondergaat het een faseovergang terug naar de vloeibare toestand. Een afzonderlijke afgedichte chassismodule kan worden gescheiden van de tweefasige condensorkast zonder dat er tweefasige koelvloeistof vrijkomt, en het rek kan meerdere afgedichte chassismodules en de condensorkast als geheel bevatten.
De afgelopen jaren heeft Microsoft de voorkeur gegeven aan tweefasige vloeistofkoeling vanwege de uitstekende koelefficiëntie en het energieverbruik. In april 2021 kondigde Microsoft aan dat tweefasige vloeistofkoeling het energieverbruik van een bepaalde server met 5% tot 15% kan verminderen bij gebruik als koeloplossing voor krachtige toepassingen zoals kunstmatige intelligentie.
Gedreven door dit resultaat werkte het Microsoft-team samen met fabrikant en ontwerper van datacenter-IT-systemen Wiwynn om hun eerste tweefasige oplossing voor immersiekoeling toe te passen op het Azure-datacenter van Microsoft in Quincy, Washington.
