Vökvakælingartæknibyltingin í gagnaverum
Með nýstárlegri þróun tækni eins og gervigreind, skýjatölvur og stór gögn eru gagnaver og samskiptabúnaður, sem upplýsingainnviði, í auknum mæli að reikna út. Með hraðri aukningu á tölvuafli í gagnaverum hefur aflþéttleiki einstakra skápa aukist, sem gerir meiri kröfur um skilvirkni hitaleiðni. Á hinn bóginn, samkvæmt „tví kolefnis“ stefnunni, þurfa gagnaver, sem „stærstu orkuneytendur“, að lækka stöðugt PUE-vísana sína til að lækka raforkunotkun kælikerfisins. Hins vegar getur hefðbundin loftkæling ekki lengur uppfyllt ofangreindar kröfur um hitaleiðni og fljótandi kælitækni hefur komið fram.
Topplínan gagnaver GPU sem var fáanleg á markaðnum fyrir 10 árum síðan var NVIDIA K40, með hitauppstreymi hönnunarafl (TDP) upp á 235W. Þegar NVIDIA gaf út A100 árið 2020 var TDP nálægt 400W og með nýjustu H100 flísinni fór TDP upp í 700W. Rafmagnsnotkun í varmahönnun eins afkastamikils gervigreindarflögu hefur náð 1000W. Það er litið svo á að Intel sé að þróa flís sem gæti náð 1,5kW. Samkeppnin í gervigreind snýst á endanum um samkeppni í tölvuafli og stór flöskuháls fyrir háa tölvukubba er hitaleiðnigeta þeirra. Þegar TDP flísar fer yfir 1000W verður að nota fljótandi kælitækni.
Vökvakælingartækni getur á áhrifaríkan hátt leyst vandamál með háþéttni dreifingu og staðbundinni ofhitnun í tölvuherbergjum, þar á meðal hefur vökvakæling í dýfingu framúrskarandi kosti í hitaleiðni og orkusparnaði. Vökvakæling er dæmigerð vökvakæliaðferð með beinni snertingu, þar sem rafeindabúnaður er sökkt í kælivökva og hitinn sem myndast er fluttur beint í kælivökvann og fluttur í gegnum hringrás vökvans. Vökvakælingu má flokka í tvenns konar: einfasa kælingu vökva og kælingu með fasaskiptingu, eftir því hvort kælivökvinn sem notaður er mun breytast í ástandi við kælingu rafeindatækja. Kosturinn við einfasa er að dreifingarkostnaður og kostnaður við kælimiðil eru lægri og engin hætta er á flæði kælivökva; Kosturinn við fasabreytingar felst í hærri hitaleiðnigetu og takmörkunum, en hún er samt á eftir einfasa hvað varðar kostnað og tæknilegan þroska.
Einfasa niðurdýfingarkæling veitir sannfærandi lausn fyrir gagnaver sem leita að skilvirkri og áreiðanlegri hitastjórnun. Í þessari aðferð eru upplýsingatæknihlutirnir algjörlega sökktir í sérstaklega mótaðan einangrunarvökva. Þessi vökvi gleypir beint hita frá þjóninum, svipað og tveggja fasa dýfingarkæling. Ólíkt tveggja fasa kerfum sýður einfasa kælivökvi ekki eða fer í fasaskipti. Það helst fljótandi í öllu kæliferlinu. Hiti einangrunarvökvinn streymir í gegnum varmaskiptinn inni í kælidreifingareiningunni (CDU). Þessi varmaskiptir flytur varmaorku í sjálfstæðan kælimiðil, venjulega lokað vatnskerfi. Kælda einangrunarvökvanum er síðan dælt aftur í dýfkutankinn til að ljúka kæliferlinu.
Í tveggja fasa dýfingarkælikerfi eru rafeindahlutir sökktir í einangrað hitaleiðandi vökvabað, sem hefur mun betri hitaleiðni en loft, vatn eða olía. Munurinn á tveggja fasa vökvakælingu er sá að kælivökvinn fer í fasaskipti. Hitaflutningsleið tveggja fasa kælivökvakælingar er í grundvallaratriðum sú sama og einfasa kælivökvakælingar, þar sem aðalmunurinn er sá að aukahliðar kælivökvinn streymir aðeins í innra svæði dýfingarhólfsins, með toppi dýfingarhólfið er loftkennda svæðið og botninn er vökvasvæðið; Upplýsingatæknibúnaðurinn er algjörlega á kafi í fljótandi kælivökva með lágu suðumarki sem dregur í sig hita frá búnaðinum og sýður. Háhita loftkenndur kælivökvinn, sem myndast við uppgufun, safnast smám saman saman efst í dýfishólfinu og skiptist á hita við eimsvalann sem settur er upp á toppinn og þéttist í lághita fljótandi kælivökva. Það rennur síðan aftur í botn hólfsins undir áhrifum þyngdaraflsins og nær hitaleiðni fyrir upplýsingatæknibúnaðinn.
Í ferli nýstárlegrar þróunar á hitaleiðnitækni, hvort sem það er flís eða rafeindatæki, eru rúmmál, hönnunarkostnaður, áreiðanleiki og aðrir þættir vörunnar þröskuldar sem fyrirtæki geta ekki forðast. Þetta eru líka vandamál sem hitaleiðnitækni verður að koma á jafnvægi og leysa. Hægt er að nota mismunandi samsetningartækni til að þróa vörur fyrir ýmis hitaleiðniefni, tækni og notkunarsviðsmyndir, til að finna bestu lausnina fyrir núverandi mynstur.
