Vökvakælitækni - ný leið til að spara orku og draga úr neyslu fyrir gagnaver

Á tímum stafræns hagkerfis og internets hlutanna krefst útreikningur og úrvinnsla á stórum gögnum stöðugrar stækkunar innviða umfangs gagnavera, sem leiðir einnig af sér vandann með stóraukinni orkunotkun. Samkvæmt „Rannsóknaskýrslu um þróun nýrra innviða í Kína“ munu gagnaver á heimsvísu árið 2025 standa fyrir stærsta hluta orkunotkunar á heimsvísu, allt að 33%. Í Kína hefur orkunotkun innlendra gagnavera verið aukist um rúmlega 12% í átta ár samfleytt og hlutfall raforkunotkunar í samfélaginu mun halda áfram að aukast í framtíðinni.

 

 

Orkunotkun gagnavera kemur aðallega frá tveimur þáttum: orkunotkun netþjónanna sjálfra og kæliorku sem þarf til að kæla netþjóna. Með aukinni tölvuafli í gagnaverum er stærsta fjárfestingin fyrir nýbyggð gagnaver ekki byggingin sjálf, heldur búnaðarkostnaður til að tryggja aflgjafa og kostnað við kælingu gagnaversins. Samkvæmt tölfræði er kælikerfið í gagnaverum um 40% af orkunotkun alls gagnaversins.

 

 

Vökvakælitækni vísar til notkunar vökva sem hitaflutningsmiðils til að skiptast á hita fyrir upphitunarhluta og taka frá hita, frekar en að kæla óbeint í gegnum loft eins og loftkælingu. Vökvi hefur betri hitaleiðniáhrif, 25 sinnum meiri en loft, og hraðari og betri hitaflutningsáhrif. Á sama tíma, vegna mikillar sérvarmagetu vökva, breytist hitastig þeirra ekki verulega eftir að hafa tekið upp mikið magn af hita, þannig að hitastig CPU er stöðugt. Vökvakælitækni má skipta í þrjár gerðir: úðagerð, dýfingargerð og gerð kaldplötu.

 

 

Vökvakæling af úðagerð:

Geymið vökva og opin göt efst á undirvagninum, sem gerir kælivökvanum kleift að úða á hitaeininguna í samræmi við stöðu þess og hitamyndunarstærð, til að ná þeim tilgangi að kæla búnaðinn. Sprautaða vökvinn kemst í beina snertingu við kælda tækið, sem leiðir til mikillar kælivirkni; Hins vegar, meðan á úðaferlinu stendur, mun vökvinn finna fyrir reki og uppgufun þegar hann mætir háhitahlutum. Þokudropar og lofttegundir munu berast meðfram eyðum í holum undirvagnsins að utan á undirvagninum, sem veldur því að hreinleika tölvuherbergisins minnkar eða hefur áhrif á annan búnað.

 

 

Vökvakæling af dýfingu:

Rafeindahlutum er beint ofan í rafeindavökva, sem settur er í lokað en aðgengilegt ílát, og hiti er fluttur frá rafeindaíhlutunum yfir í vökvann. Venjulega er hringrásardæla notuð til að flæða upphitaða rafræna flúorlausnina í varmaskipti þar sem hún kólnar og dreifist aftur í ílátið. Ídýfingargerð má skipta í tvær gerðir: einfasa og tvífasa. Í einfasa vökvakælingu er rafræni flúorvökvinn áfram í fljótandi ástandi; Í tveggja fasa dýfingarvökvakælingu bætir suðu- og þéttingarferli rafræns flúorunarvökva veldisvísis hitaflutningsskilvirkni vökvans.

 

 

Vökvakæling á köldum plötu:

Bein kæling á flísinni með því að dreifa fljótandi miðli í gegnum dælu í gegnum kalda plötu sem er sett saman í rafeindaíhluti til varmaleiðni. Vökvar komast ekki í beina snertingu við rafeindatæki. Þrátt fyrir að vökvar sem ekki eru rafrænir (eins og vatn/etýlen glýkól) séu almennt notaðir fyrir beina kælingu á flísum, er einnig hægt að nota rafræna rafræna flúorandi vökva fyrir beinar flísanotkun, draga úr leka tengdri áhættu og bæta áreiðanleika vélbúnaðar/upplýsingatæknibúnaðar. Einfasa og tveggja fasa tækni er hægt að nota til að ná beinni flískælingu.

 

 

Sem stendur hefur fljótandi kælitækni verið beitt og staðfest í sumum innlendum og erlendum gagnaverum. Til dæmis:
Alibaba Cloud: Árið 2018 setti Alibaba Cloud af stað fyrsta ofurtölvuklasa heimsins sem byggist á vökvakælitækni - X-Dragon Super Computing Cluster. Þessi þyrping notar tveggja fasa vökvakælilausn, dýfur netþjónum algjörlega í flúorlausn og nær skilvirkri hitaleiðni með suðu og þéttingu flúorlausnar. Samkvæmt Alibaba Cloud getur þessi þyrping dregið úr orkunotkun netþjóna um 50%, bætt kælingu skilvirkni um 80% og sparað gagnaver pláss og viðhaldskostnað.

 

 

Tencent Cloud byggði fyrsta gagnaver heimsins sem byggir á úðavökvakælitækni, Guiyang T3 Data Center, í Guizhou árið 2019. Gagnaverið tekur upp úðavökvakælikerfi, sem úðar flúorlausn í úðuðu formi fyrir ofan netþjóninn og nær hitaleiðni. í gegnum varmaskipti milli flúorlausnarinnar og lofts. Samkvæmt Tencent Cloud getur gagnaverið lækkað PUE niður fyrir 1,2, sparað 30% af plássi tölvuherbergis og bætt afköst og áreiðanleika netþjónsins.

 

 

Microsoft sökkti Project Natick, gagnaver sem byggir á vökvakælitækni í kafi, undir sjó í Skotlandi árið 2020. Gagnaverið notar einfasa vökvakælikerfi sem dýfir þjóninum algjörlega í niturfyllt þrýstihylki og notar sjó til hitaleiðni. Samkvæmt Microsoft er gagnaverið fær um að ná sjálfbærri orkuveitu og hefur meiri áreiðanleika og öryggi.

 

 

Með stöðugri stækkun á mælikvarða gagnavera, aukinni tölvuþéttleika, auknum orkukostnaði og auknum umhverfiskröfum, er hefðbundin loftkælitækni ekki lengur fær um að mæta þróunarþörfum gagnavera. Vökvakælitækni hefur aftur á móti augljósa kosti eins og orkusparnað og neysluminnkun, umhverfisaðlögunarhæfni, sveigjanlega hönnun, úrgangshitanýtingu og umhverfisvænni, sem gerir hana að framtíðarþróunarstefnu kælitækni gagnavera.