การประยุกต์ใช้เซิร์ฟเวอร์ระบายความร้อนด้วยของเหลวในศูนย์ข้อมูล

 

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อุตสาหกรรมต่างๆ กำลังส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงทางดิจิทัลอย่างแข็งขัน และเศรษฐกิจดิจิทัลของจีนก็เติบโตอย่างรวดเร็ว ด้วยพลังการประมวลผลที่อัดฉีดแรงผลักดันใหม่ให้กับการพัฒนาเศรษฐกิจและสังคม เพื่อตอบสนองความต้องการพลังการประมวลผลที่เพิ่มขึ้น เครื่องชั่งของศูนย์ข้อมูลจึงมีการเติบโตอย่างรวดเร็วทั่วประเทศ ภายในสิ้นปี 2566 จำนวนแร็คทั้งหมดที่ใช้งานทั่วศูนย์ข้อมูลของจีนเกิน 8.1 ล้านแร็คมาตรฐาน และพลังการประมวลผลทั้งหมดสูงถึง 230 EFLOPS ซึ่งอยู่ในอันดับที่สองทั่วโลก ด้วยการขยายตัวของพลังการประมวลผล ปริมาณการใช้ไฟฟ้าของศูนย์ข้อมูลก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเช่นกัน

 

ตาม "เอกสารไวท์เปเปอร์การพัฒนาอุตสาหกรรมศูนย์ข้อมูลของจีน (2023)" คาดว่าภายในปี 2568 ปริมาณการใช้ไฟฟ้าของประเทศของศูนย์ข้อมูลจะสูงถึง 1.2×10¹¹ kW•h และการปล่อยก๊าซคาร์บอนทั้งหมดจะอยู่ที่ประมาณ 100 ล้านตัน คิดเป็นประมาณร้อยละ 1.23 ของยอดรวมของประเทศ เพื่อดำเนินการ "จุดสูงสุดของคาร์บอนและความเป็นกลางของคาร์บอน" รัฐบาลได้ออกนโยบายชุดหนึ่งเพื่อส่งเสริมการประหยัดพลังงานและการลดการบริโภคในศูนย์ข้อมูล โดยข้อกำหนด PUE (ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน) จะพัฒนาอย่างรวดเร็วเป็นต่ำกว่า 1.3 และแม้แต่ 1.25 เทคโนโลยีระบายความร้อนแบบดั้งเดิมในศูนย์ข้อมูลค่อยๆ ล้มเหลวในการตอบสนองความต้องการใหม่เหล่านี้

 

ในขณะเดียวกัน เนื่องจากความหนาแน่นของพลังการประมวลผลของชิปตัวเดียวยังคงเพิ่มขึ้น การระบายความร้อนด้วยอากาศก็ค่อยๆ กลายเป็นปัญหาคอขวด และการเกิดขึ้นของอุปกรณ์กำลังสูง เช่น เซิร์ฟเวอร์ AI ทำให้ปัญหาการขาดแคลนพื้นที่ในตู้รุนแรงขึ้น ภายใต้แรงกดดันสองประการของนโยบายคาร์บอนระดับชาติและความหนาแน่นของพลังประมวลผลชิปที่เพิ่มขึ้น การแนะนำเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลวจึงกลายเป็นเรื่องเร่งด่วนมากขึ้น

 

 

ข้อดีของเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลว

 

เมื่อเปรียบเทียบกับการระบายความร้อนด้วยอากาศแบบดั้งเดิม การระบายความร้อนด้วยของเหลวสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการทำความเย็นและความน่าเชื่อถือในการปฏิบัติงานได้อย่างมาก พร้อมการปรับตัวต่อสิ่งแวดล้อมที่ดีและลดการยึดครองที่ดิน

 

1. การลดการใช้พลังงานของอุปกรณ์และสนับสนุนการอนุรักษ์พลังงานและลดคาร์บอน

ในยุคเศรษฐกิจดิจิทัล ความต้องการพลังประมวลผลกำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว ประกอบกับการประยุกต์ใช้ 5G อย่างแพร่หลาย ซึ่งขับเคลื่อนการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานข้อมูล สิ่งนี้ได้เพิ่มปริมาณการใช้ไฟฟ้าและการปล่อยก๊าซคาร์บอนของศูนย์ข้อมูลอย่างมีนัยสำคัญ การระบายความร้อนด้วยของเหลวสามารถลด PUE ของศูนย์ข้อมูลลงได้ประมาณ 1.1–1.2 ซึ่งช่วยลดการใช้พลังงานและการปล่อยก๊าซคาร์บอนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่น สำหรับแร็คระบายความร้อนด้วยของเหลวขนาด 100 20kW การลด PUE จาก 1.45 เป็น 1.15 สามารถประหยัดไฟฟ้าได้มากกว่า 107 kW•h ต่อปี ซึ่งช่วยประหยัดค่าไฟฟ้าได้มากกว่า 7 ล้านหยวน และลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนได้ 6,{{ 14}} ตัน นอกจากนี้ สภาพแวดล้อมการระบายความร้อนด้วยของเหลวยังสามารถลดหรือกำจัดพัดลม ซึ่งช่วยลดการใช้พลังงานของเซิร์ฟเวอร์ได้อีกด้วย

 

2. การยืดอายุอุปกรณ์และลดความกดดันในการบำรุงรักษา

ตามกฎ 10 องศาสำหรับชิป อายุการใช้งานของส่วนประกอบจะลดลงประมาณ 50% สำหรับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 10 องศา การระบายความร้อนด้วยของเหลวสามารถลดอุณหภูมิจุดเชื่อมต่อ CPU ได้มากกว่า 10 องศาอย่างมีประสิทธิภาพ (อุณหภูมิจุดเชื่อมต่อคืออุณหภูมิการทำงานจริงของเซมิคอนดักเตอร์ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์) ช่วยยืดอายุการใช้งานของเซิร์ฟเวอร์ เมื่อเปรียบเทียบกับการระบายความร้อนด้วยอากาศแบบดั้งเดิม การระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบจุ่มสามารถขจัดพัดลม ลดเสียงรบกวนและฝุ่น และมีอัตราความล้มเหลวจากความร้อนที่ต่ำกว่า ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าอัตราความล้มเหลวของฮาร์ดไดรฟ์ในสภาพแวดล้อมการทำความเย็นแบบจุ่มนั้นต่ำกว่าในสภาพแวดล้อมแบบระบายความร้อนด้วยอากาศประมาณ 50% การลดอัตราความล้มเหลวของเซิร์ฟเวอร์และการขยายอายุการใช้งานของเซิร์ฟเวอร์สามารถปรับปรุงเสถียรภาพในการดำเนินธุรกิจได้อย่างมาก และลดความกดดันในการบำรุงรักษา

 

3. การปรับตัวด้านสิ่งแวดล้อมที่ดีและอัตราการปรับใช้แร็คสูง

ชั้นวางระบายความร้อนด้วยอากาศแบบดั้งเดิมมีข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมสูงและได้รับผลกระทบอย่างมากจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมภายนอก ชั้นวางระบายความร้อนด้วยของเหลวมีข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมต่ำและสามารถรักษา PUE ที่เสถียรในภูมิภาคที่มีอุณหภูมิแตกต่างกันมาก แร็คระบายความร้อนด้วยของเหลวมีความหนาแน่นในการใช้งานสูง ประมาณ 3–4 เท่าของแร็คระบายความร้อนด้วยอากาศแบบดั้งเดิม ซึ่งประหยัดพื้นที่ศูนย์ข้อมูลประมาณ 75% สำหรับพลังการประมวลผลที่เท่ากัน ศูนย์ข้อมูลที่ระบายความร้อนด้วยของเหลวสามารถกำจัดเครื่องปรับอากาศและลดความจำเป็นในการใช้เครื่องทำความเย็น ซึ่งช่วยประหยัดพื้นที่อีกด้วย

 

 

II เส้นทางเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลว

 

เซิร์ฟเวอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศใช้อากาศเป็นสื่อในการถ่ายเทความร้อน ในขณะที่เซิร์ฟเวอร์ระบายความร้อนด้วยของเหลวใช้ของเหลว เช่น น้ำหรือของเหลวที่มีฟลูออริเนต เนื่องจากความหนาแน่น ความจุความร้อนจำเพาะ และค่าการนำความร้อนที่แตกต่างกัน ความสามารถในการทำความเย็นของของเหลวที่อัตราการไหลเท่ากันจึงอาจสูงกว่าอากาศถึง 3,500 เท่า การระบายความร้อนด้วยของเหลวที่มีประสิทธิภาพสูงสามารถเพิ่มความหนาแน่นในการติดตั้งเซิร์ฟเวอร์ได้อย่างมาก โดยลดการครอบครองพื้นที่ชั้นวางและพื้นที่ห้อง

 

เทคโนโลยีการทำความเย็นด้วยของเหลวสามารถแบ่งออกเป็นการทำความเย็นด้วยของเหลวแบบไม่สัมผัสและการทำความเย็นด้วยของเหลวแบบสัมผัส โดยขึ้นอยู่กับวิธีที่สารหล่อเย็นมีปฏิกิริยากับแหล่งความร้อน

 

1. การระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบไม่สัมผัส

การระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบไม่สัมผัสส่วนใหญ่หมายถึงการระบายความร้อนด้วยของเหลวด้วยแผ่นเย็น โดยที่ของเหลวไหลผ่านแผ่นความเย็นเพื่อกระจายความร้อนจากส่วนประกอบต่างๆ เช่น CPU/GPU/VRD/DIMM ซึ่งเป็นส่วนระบายความร้อนของเซิร์ฟเวอร์ ของเหลวในการทำความเย็นด้วยของเหลวแบบแผ่นเย็นไม่ได้สัมผัสกับแหล่งความร้อนโดยตรง

 

ด้วยความจุความร้อนจำเพาะและการนำความร้อนที่สูงขึ้น การระบายความร้อนด้วยของเหลวด้วยแผ่นเย็นสามารถลดการใช้พลังงานได้ 60%–90% เมื่อเทียบกับการระบายความร้อนด้วยอากาศแบบเดิม และลด PUE ของศูนย์ข้อมูลเหลือประมาณ 1.2 เซิร์ฟเวอร์ระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบโคลด์เพลทใช้แร็คแบบดั้งเดิม ทำให้การติดตั้งศูนย์ข้อมูลที่มีอยู่ค่อนข้างง่ายและคุ้มต้นทุน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการระบายความร้อนด้วยของเหลวใช้กับส่วนประกอบที่มีความร้อนสูงบางชนิดเท่านั้น พัดลมบางตัวจึงยังจำเป็น และจำเป็นต้องมีเครื่องปรับอากาศเพื่อระบายความร้อนส่วนประกอบอื่นๆ ที่ไม่ระบายความร้อนด้วยของเหลวในเซิร์ฟเวอร์

 

การระบายความร้อนด้วยของเหลวของท่อความร้อนยังตกอยู่ภายใต้การระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบไม่สัมผัส โดยถ่ายเทความร้อนจากส่วนประกอบต่างๆ เช่น CPU ออกจากเซิร์ฟเวอร์ผ่านท่อความร้อน ซึ่งจะถูกกระจายออกไปโดยการหมุนเวียนของน้ำ โดยส่วนใหญ่จะใช้น้ำ สารทำความเย็น และของเหลวที่มีแอลกอฮอล์เป็นหลัก แม้ว่าจะมีการใช้งานจำกัดในปัจจุบันก็ตาม

 

2. ติดต่อระบบระบายความร้อนด้วยของเหลว

 

2.1 การทำความเย็นด้วยของเหลวแบบแช่

ในการทำความเย็นด้วยของเหลวแบบจุ่ม เซิร์ฟเวอร์ทั้งหมดจะจมอยู่ในสารหล่อเย็น โดยสารหล่อเย็นจะสัมผัสกับเซิร์ฟเวอร์โดยตรง การไหลหมุนเวียนหรือการควบแน่นแบบระเหยของสารหล่อเย็นจะขจัดความร้อนออกไป โดยทั่วไปจะใช้ของเหลวที่ไม่นำไฟฟ้าและไม่กัดกร่อน เช่น น้ำมันแร่ น้ำมันซิลิโคน หรือของเหลวที่มีฟลูออริเนต

 

ในการทำความเย็นด้วยของเหลวแบบจุ่ม ส่วนประกอบที่สร้างความร้อนทั้งหมดจะกระจายความร้อนผ่านการระบายความร้อนด้วยของเหลว ทำให้สามารถถอดพัดลมออกได้อย่างสมบูรณ์ และไม่จำเป็นต้องปรับอากาศในศูนย์ข้อมูล เมื่อเปรียบเทียบกับการระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบแผ่นเย็น การระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบจุ่มให้การถ่ายเทความร้อนที่ดีกว่า ประหยัดพลังงาน และการลดเสียงรบกวน ซึ่งอาจลด PUE ลงเหลือ 1.1 หรือต่ำกว่า อย่างไรก็ตาม การระบายความร้อนแบบแช่มักจะต้องมีการใช้งานแบบกล่อง โดยมีความหนาแน่นในการใช้งานต่ำกว่าการระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบแผ่นเย็น และการติดตั้งโครงสร้างพื้นฐานที่รองรับเพิ่มเติมนั้นซับซ้อนและมีค่าใช้จ่ายสูงกว่า เซิร์ฟเวอร์ระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบแช่ยังรองรับเฉพาะ SSD และไดรฟ์ที่เติมฮีเลียมเท่านั้น และตัวเชื่อมต่อแบบออปติคอลและสายเคเบิลจำเป็นต้องได้รับการปิดผนึกหรือปรับแต่งเพื่อให้ทนทานต่อการกัดกร่อน

 

ขึ้นอยู่กับว่าสารหล่อเย็นผ่านการเปลี่ยนเฟสหรือไม่ การทำความเย็นด้วยของเหลวแบบแช่สามารถแบ่งออกเป็นการทำความเย็นแบบจุ่มแบบเฟสเดียวและแบบเปลี่ยนเฟส ในการทำความเย็นแบบจุ่มเฟสเดียว ของเหลวจะไม่เปลี่ยนเฟส โดยจะระบายความร้อนออกไปตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น และคงอยู่ในรูปของเหลวตลอดวงจรการทำความเย็น ในการทำความเย็นด้วยการจุ่มแบบเปลี่ยนเฟส ของเหลวจะระเหยเมื่อได้รับความร้อน โดยพาความร้อนออกไปในสถานะก๊าซ และถูกทำให้เย็นกลับเป็นของเหลวโดยคอนเดนเซอร์ ซึ่งของเหลวจะไหลกลับไปยังห้องเพาะเลี้ยงด้วยแรงโน้มถ่วง ส่งผลให้วงจรการทำความเย็นเสร็จสมบูรณ์

 

2.2 สเปรย์น้ำหล่อเย็น

การระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบสเปรย์เกี่ยวข้องกับการพ่นสารหล่อเย็นจากด้านบนของแชสซีเซิร์ฟเวอร์ผ่านโมดูลสเปรย์ โดยความร้อนจะถูกถ่ายโอนผ่านการพาความร้อนระหว่างสารหล่อเย็นและแผงระบายความร้อน เพื่อระบายความร้อนให้กับส่วนประกอบที่สร้างความร้อนทั้งหมดของเซิร์ฟเวอร์ จากนั้นความร้อนจะกระจายไปผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อน ของเหลวที่ไม่นำไฟฟ้าและไม่กัดกร่อน เช่น น้ำมันแร่และของเหลวฟลูออริเนต มักใช้เป็นสารหล่อเย็น

 

เช่นเดียวกับการทำความเย็นแบบจุ่ม การระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบสเปรย์สามารถถอดพัดลมเซิร์ฟเวอร์ออกได้อย่างสมบูรณ์ โดยไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องปรับอากาศในศูนย์ข้อมูล โดย PUE ลดลงเหลือประมาณ 1.1 เซิร์ฟเวอร์ระบายความร้อนด้วยสเปรย์ของเหลวต่างจากระบบทำความเย็นแบบจุ่ม โดยทั่วไปจะใช้รูปแบบเบลด ซึ่งต้องมีการปรับเปลี่ยนแร็คและแชสซีเซิร์ฟเวอร์ การระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบสเปรย์ช่วยลดการใช้น้ำหล่อเย็นและค่าบำรุงรักษา

 

3. การเปรียบเทียบเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลว

โปรดดูตารางที่ 1 สำหรับการเปรียบเทียบเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลวต่างๆ

 

▲ เทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลว

 

เมื่อพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น ต้นทุนการลงทุนเริ่มแรก ความสามารถในการบำรุงรักษา ประสิทธิภาพของ PUE และความพร้อมของอุตสาหกรรม การทำความเย็นด้วยของเหลวด้วยแผ่นเย็นและการระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบจุ่มเฟสเดียวมีข้อได้เปรียบมากกว่าเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลวอื่นๆ และกลายเป็นโซลูชันกระแสหลักในอุตสาหกรรม การระบายความร้อนด้วยของเหลวด้วยแผ่นเย็นช่วยให้เปลี่ยนจากรุ่นระบายความร้อนด้วยอากาศแบบดั้งเดิมได้อย่างราบรื่น และมีการนำไปใช้อย่างกว้างขวางมากขึ้นในศูนย์ข้อมูล การวิเคราะห์ต่อไปนี้จะเน้นไปที่การระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบแผ่นเย็นเป็นหลัก

 

 

III ส่วนประกอบหลักของการทำความเย็นด้วยของเหลวแบบแผ่นเย็น

 

ส่วนประกอบหลักของระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบแผ่นเย็นซึ่งมีปฏิสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับอุปกรณ์ไอทีนั้นส่วนใหญ่จะอยู่ที่ด้านรอง รวมถึงสารหล่อเย็น ตัวเชื่อมต่อที่รวดเร็ว และหน่วยกระจายความเย็น (CDU)

 

1. น้ำยาหล่อเย็น

ตัวเลือกในอุตสาหกรรมในปัจจุบันสำหรับสารหล่อเย็น ได้แก่ สารละลายเอทิลีนไกลคอล สารละลายโพรพิลีนไกลคอล และน้ำปราศจากไอออน สารละลายเอทิลีนไกลคอลและโพรพิลีนไกลคอลเป็นผลิตภัณฑ์มาตรฐานอุตสาหกรรมและหาซื้อได้ง่าย โดยเอทิลีนไกลคอลมีความคุ้มค่ามากกว่า น้ำปราศจากไอออนมีคุณสมบัติในการถ่ายเทความร้อนได้ดี ไม่เป็นพิษและปลอดภัย แต่ต้องคำนึงถึงการป้องกันการแข็งตัวที่ 0 องศา

 

สารหล่อเย็นจำเป็นต้องเสริมด้วยสารยับยั้งการกัดกร่อนและไบโอไซด์เพื่อป้องกันการเจริญเติบโตของแบคทีเรียที่อาจทำให้เกิดการอุดตันหรือการรั่วไหล แนะนำให้ใช้ความเข้มข้นที่ 20%–30% เนื่องจากความเข้มข้นที่สูงเกินไปอาจส่งผลต่อการกระจายความร้อน ในขณะที่ความเข้มข้นที่ต่ำเกินไปสามารถลดความสามารถของสารหล่อเย็นในการป้องกันการแช่แข็งและยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์

 

2. ตัวเชื่อมต่อด่วน

ตัวเชื่อมต่อด่วนจะเชื่อมโยงโมดูลแผ่นเย็นในเซิร์ฟเวอร์ระบายความร้อนด้วยของเหลวเข้ากับท่อร่วมในชั้นวางระบายความร้อนด้วยของเหลว ตัวเชื่อมต่อแบบรวดเร็วมีสองประเภท: ตัวเชื่อมต่อแบบด่วนแบบแมนนวลและตัวเชื่อมต่อแบบเร็วแบบ blind-mate ตัวเชื่อมต่อแบบแมนนวลต้องใช้ทักษะที่สูงกว่าจากเจ้าหน้าที่บำรุงรักษา การเสียบและถอดปลั๊กขึ้นอยู่กับการทำงานแบบแมนนวลของเจ้าหน้าที่ศูนย์ข้อมูล ทำให้ง่ายต่อการแยกเซิร์ฟเวอร์ออกจากแร็ค ขั้วต่อแบบ Blind-Mateไม่มีข้อกำหนดในการปฏิบัติงานเฉพาะ และเชื่อมต่อโดยอัตโนมัติระหว่างการเสียบเซิร์ฟเวอร์เข้ากับแร็คระบายความร้อนด้วยของเหลว ขั้วต่อสวมเร็วต้องมีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูงและมีการสูญเสียของเหลวน้อยที่สุดเมื่อถอดออก เพื่อป้องกันน้ำหล่อเย็นหกรั่วไหล

 

3. หน่วยจ่ายความเย็น (CDU)

CDU เป็นระบบที่ใช้สำหรับกระจายน้ำหล่อเย็นระหว่างเซิร์ฟเวอร์ระบายความร้อนด้วยของเหลว โดยให้คุณสมบัติการกระจายการไหลด้านรอง การควบคุมแรงดัน การแยกทางกายภาพ และคุณสมบัติป้องกันการควบแน่น นอกจากนี้ยังสามารถแยกด้านหลักและด้านรองเพื่อรองรับข้อกำหนดด้านคุณภาพน้ำที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับรูปแบบและตำแหน่งในการปรับใช้ CDU สามารถจำแนกได้เป็น CDU แบบรวมศูนย์และแบบกระจาย

 

โดยทั่วไป CDU แบบรวมศูนย์จะเชื่อมต่อกับตู้เซิร์ฟเวอร์หลายตู้ ซึ่งให้ความสามารถในการระบายความร้อนไปยังตู้เซิร์ฟเวอร์หลายตู้พร้อมกัน คลัสเตอร์ CDU หลายตัวสามารถบรรลุความซ้ำซ้อน N+M ได้ โดยนำเสนอความน่าเชื่อถือสูงและเหมาะสำหรับการปรับใช้ตู้เซิร์ฟเวอร์ระบายความร้อนด้วยของเหลวในวงกว้าง CDU แบบกระจาย ซึ่งไม่ต้องการการวางท่อสำรอง ให้การระบายความร้อนสำหรับเซิร์ฟเวอร์ในตู้ของตัวเองเท่านั้น และไม่สามารถเสนอการสำรองข้อมูลข้ามตู้ได้ จึงมีความน่าเชื่อถือต่ำกว่าเมื่อเทียบกับ CDU แบบรวมศูนย์ การเปรียบเทียบ CDU แบบรวมศูนย์และแบบกระจายสามารถดูได้ในตารางที่ 2

 

▲ การเปรียบเทียบระหว่าง CDU แบบรวมศูนย์และ CDU แบบกระจาย

 

 

IV ข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับเซิร์ฟเวอร์และตู้ระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบ Cold Plate

 

1. ข้อกำหนดทางเทคนิคของเซิร์ฟเวอร์

การออกแบบเซิร์ฟเวอร์ระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบแผ่นเย็นต้องเป็นไปตามข้อกำหนดทางเทคนิคที่ระบุไว้ในตารางที่ 3

 

▲ ข้อกำหนดการออกแบบของเซิร์ฟเวอร์ระบายความร้อนด้วยของเหลวแผ่นเย็น

 

นอกเหนือจากการปฏิบัติตามข้อกำหนดต่างๆ ที่ระบุไว้ในตารางแล้ว การออกแบบเซิร์ฟเวอร์ระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบโคลด์เพลทยังต้องสอดคล้องกับข้อกำหนดการออกแบบสำหรับเซิร์ฟเวอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศแบบดั้งเดิม รวมถึงส่วนประกอบต่างๆ เช่น CPU, หน่วยความจำ, ฮาร์ดไดรฟ์ และมาเธอร์บอร์ด

 

2. ข้อกำหนดทางเทคนิคของคณะรัฐมนตรี

ในสถานการณ์การระบายความร้อนด้วยของเหลว การเชื่อมต่อระหว่างเซิร์ฟเวอร์และตู้มีค่าสูง การออกแบบตู้ระบายความร้อนด้วยของเหลวต้องเป็นไปตามข้อกำหนดทางเทคนิคที่ระบุไว้ในตารางที่ 4

 

▲ ตู้ระบายความร้อนด้วยของเหลว

 

นอกเหนือจากการปฏิบัติตามข้อกำหนดที่ระบุไว้ในตารางแล้ว การออกแบบตู้ระบายความร้อนด้วยของเหลวยังต้องเป็นไปตามข้อกำหนดการออกแบบสำหรับตู้ระบายความร้อนด้วยอากาศแบบดั้งเดิม เช่น การขนส่งและการติดตั้ง การเดินสายเคเบิลภายในตู้ และการแบ่งพาร์ติชันตามหน้าที่

 

 

การเปลี่ยนแปลง V เกิดจากการนำระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวมาใช้ในศูนย์ข้อมูล

 

เมื่อมีการเปิดตัวเซิร์ฟเวอร์ระบายความร้อนด้วยของเหลวในศูนย์ข้อมูล จะมีการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างพื้นฐานที่รองรับ การดำเนินงาน และการบำรุงรักษา รวมถึงรูปแบบการส่งมอบ

 

1. การสนับสนุนโครงสร้างพื้นฐาน

การเปิดตัวเซิร์ฟเวอร์ระบายความร้อนด้วยของเหลวช่วยเพิ่มความหนาแน่นในการติดตั้ง ซึ่งทำให้มีความต้องการความจุในการรับน้ำหนักของศูนย์ข้อมูลมากขึ้น นอกจากนี้ การเปลี่ยนแปลงยังเกิดขึ้นในพื้นที่ต่างๆ เช่น ความสูงของพื้นยก ระบบจ่ายไฟ และพื้นที่บำรุงรักษา การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างพื้นฐานที่รองรับแสดงไว้ในตารางที่ 5

 

▲ รองรับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างพื้นฐาน

 

2. การดำเนินงานและการบำรุงรักษา

ในปัจจุบัน เซิร์ฟเวอร์ระบายความร้อนด้วยของเหลวมีการใช้งานแบบปรับแต่งได้เป็นส่วนใหญ่ แตกต่างจากเซิร์ฟเวอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศแบบดั้งเดิมในแง่ของความเข้ากันได้ของส่วนประกอบ วิธีการปรับใช้ และเครื่องมือบำรุงรักษา ความแตกต่างเฉพาะแสดงไว้ในตารางที่ 6

 

▲ การเปลี่ยนแปลงการดำเนินงานและการบำรุงรักษา

 

3. รูปแบบการจัดส่ง

การระบายความร้อนด้วยของเหลวในศูนย์ข้อมูลเกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อระหว่างระบบทำความเย็นหลัก ระบบทำความเย็นสำรอง CDU ตู้ระบายความร้อนด้วยของเหลว และเซิร์ฟเวอร์ระบายความร้อนด้วยของเหลว ระดับมาตรฐานต่ำ และความเข้ากันได้ระหว่างผู้ผลิตแต่ละรายมีจำกัด จากเนื้อหาการจัดส่ง ปัจจุบันมีโมเดลการจัดส่งสามแบบสำหรับเซิร์ฟเวอร์ระบายความร้อนด้วยของเหลว ดังแสดงในตารางที่ 7

 

 

▲ รูปแบบการจัดส่ง

 

เมื่อแนะนำระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวในศูนย์ข้อมูล จะต้องพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น ความสมบูรณ์ของอุตสาหกรรม ความง่ายในการบำรุงรักษา และลำดับเวลาการก่อสร้าง ในระยะเริ่มแรก Model 2 หรือ Model 3 ถือเป็นการสั่งสมประสบการณ์ในการก่อสร้างและบำรุงรักษา เมื่อเวลาผ่านไป การกำหนดมาตรฐานอินเทอร์เฟซระหว่างระบบหลัก, ระบบรอง, CDU, ตู้ระบายความร้อนด้วยของเหลว และเซิร์ฟเวอร์ระบายความร้อนด้วยของเหลวสามารถค่อยๆ ได้รับการส่งเสริม และก้าวไปสู่โมเดล 1

 

 

บทสรุปที่หก

 

การเปิดตัวเซิร์ฟเวอร์ระบายความร้อนด้วยของเหลวในศูนย์ข้อมูลสามารถลดค่า PUE ได้อย่างมาก ปรับปรุงความเสถียรของการทำงานของอุปกรณ์และความพร้อมใช้งานทางธุรกิจ เพิ่มความหนาแน่นในการติดตั้งเซิร์ฟเวอร์ ลดการใช้ที่ดินในศูนย์ข้อมูล และบรรลุการประหยัดพลังงานและลดคาร์บอน นอกจากนี้ ความหนาแน่นของพลังงานที่เพิ่มขึ้นของชิปและการค่อยๆ เปิดตัวอุปกรณ์กำลังสูง เช่น เซิร์ฟเวอร์ AI ทำให้มีโอกาสมากขึ้นในการนำระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวมาใช้ ซึ่งค่อยๆ กลายเป็นโซลูชันระบายความร้อนที่สำคัญสำหรับศูนย์ข้อมูล

 

อย่างไรก็ตาม มาตรฐานของการทำความเย็นด้วยของเหลวค่อนข้างต่ำ โดยผู้ผลิตหลายรายทำงานอย่างเป็นอิสระ การเชื่อมต่อระหว่างเซิร์ฟเวอร์ระบายความร้อนด้วยของเหลวและตู้ระบายความร้อนด้วยของเหลวมีค่าสูงเป็นพิเศษ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการกำหนดมาตรฐานของอินเทอร์เฟซที่เกี่ยวข้องในภายหลัง เมื่อเวลาผ่านไป สิ่งสำคัญคือต้องบรรลุการผสมผสานระหว่างน้ำ พลังงาน และอินเทอร์เฟซเครือข่าย ทำให้การระบายความร้อนด้วยของเหลวไม่เพียงแต่ใช้งานได้เท่านั้น แต่ยังเป็นมิตรกับผู้ใช้อีกด้วย โดยตระหนักถึงบทบาทของตนในเป้าหมายคาร์บอนคู่อย่างเต็มที่