الخبير الفني لشركة Dell: بالمقارنة بين خمس تقنيات للإدارة الحرارية للخادم، فإن المحتوى القابل للتنزيل (DLC) أحادي الطور أكثر فعالية

مؤخراً، وفي محاضرة فنية نظمتها DCD، كشف الدكتور تيم شيد، خبير التكنولوجيا في شركة Dell، عن مقارنة أداء خمس تقنيات للإدارة الحرارية للخوادم في عرض تقديمي بعنوان "مقارنة الأداء لخمس تقنيات للإدارة الحرارية للخوادم". تشمل تقنيات تبريد مراكز البيانات الرائدة التي تمت دراستها في البحث تبريد الهواء، والغمر أحادي الطور، والغمر على مرحلتين، والتبريد السائل المباشر على مرحلتين، والتبريد السائل المباشر أحادي الطور (DLC، اللوحة الباردة).

تشير أبحاث Dell إلى أنه، مقارنة بطرق تبريد مراكز البيانات الأربع الأخرى، يُظهر التبريد السائل المباشر أحادي الطور (DLC) أعلى كفاءة حرارية، مما يوفر طريقًا محتملاً لتحقيق استدامة أفضل وزيادة الكفاءة.

يشير التقرير إلى أنه بحلول عام 2025، من المتوقع أن تصل طاقة وحدة المعالجة المركزية أو شريحة وحدة معالجة الرسومات إلى 500 واط، مع قيام الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي بدفع قوة وحدة معالجة الرسومات إلى 700 واط وزيادة مستقبلية متوقعة إلى 1000 واط.

والأهم من ذلك، مع زيادة الطاقة، هناك طلب على درجات حرارة أقل لتغليف الرقاقة وفوارق أصغر في درجات الحرارة لضمان التشغيل العادي للرقاقة. ولذلك، تتزايد التحديات التي تواجه أنظمة الإدارة الحرارية.

يستخدم التقرير بيانات تكوين خادم مركز البيانات النموذجية لإنشاء نموذج حراري مبسط، يوضح إمكانية تطبيق تقنيات الإدارة الحرارية الخمس هذه عندما ترتفع طاقة المعالج من 250 واط إلى 500 واط.

معالج 250 واط

في السنوات القليلة الماضية، عندما كان TDP للمعالج حوالي 250 وات، تمكنت جميع تقنيات الإدارة الحرارية الخمس من تبريد رفوف مراكز البيانات النموذجية بكفاءة، مثل تلك التي تنشر 32 خادمًا مثبتًا على حامل مزدوج المقبس بقدرة 250 وات. بالنسبة للخادم المثبت على حامل مكون من وحدتين، كان الفرق في درجة الحرارة بين عبوة الرقاقة والهواء الذي يمر عبر الخادم حوالي 26 درجة. لذلك، مع 25 درجة فقط من الهواء البارد، يمكن الحفاظ على درجة حرارة الشريحة عند حوالي 51 درجة، وهو أمر معقول جدًا.

في هذه المرحلة، تكون كفاءة تبريد الهواء أحادي الطور قابلة للمقارنة بالتبريد الغمر أحادي الطور.

في التبريد الغمر على مرحلتين، يكون الفرق في درجة الحرارة بين تعبئة الرقاقة وسائل التبريد حوالي 20 درجة، في حين أن تقنية DLC لديها فرق أقل. بمعدلات تدفق نموذجية تبلغ 1 لتر في الدقيقة (1 لتر في الدقيقة) أو 2 لتر في الدقيقة (2 لتر في الدقيقة)، يظل فرق درجة الحرارة بين قاعدة اللوحة الباردة DLC وتغليف الرقائق ضمن نطاق 10 درجات.

معالج 350 واط

حاليًا، مع زيادة قوة المعالج الفردي إلى 350 واط إلى 400 واط، فإن فرق درجة الحرارة المطلوب لتبديد حرارة الرقاقة إلى مياه التبريد في المنشأة مستمر في الارتفاع.

بالنسبة لنشر تبريد الخزانة مع 32 خادمًا مثبتًا على حامل مزدوج المقبس بقدرة 350 وات، فإن فرق درجة الحرارة بين تبريد الهواء (1U) وتغليف الرقاقة يتجاوز 50 درجة. وهذا يعني أن تبريد الخادم بهواء بارد بدرجة 25 سيؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة المعالج إلى حوالي 75 درجة، وهي قريبة من حد درجة حرارة تشغيل المعالج.

عند هذه النقطة، فإن فعالية التبريد الغمر أحادي الطور يمكن مقارنتها بتبريد الهواء (1U)، في حين أن تبريد الهواء (2U) يمكن أن يحافظ على فرق درجة الحرارة بين الهواء والرقاقة حوالي 38 درجة.

بالإضافة إلى ذلك، يبلغ فرق درجة الحرارة بين سائل التبريد الغمر ثنائي الطور وتغليف الرقاقة حوالي 25 درجة، في حين تظل DLC أحادية الطور وDLC ثنائية الطور ذات كفاءة عالية. يبلغ فرق درجة الحرارة بين DLC ثنائي الطور والرقاقة حوالي 15 درجة، وبمعدل تدفق 1 لتر في الدقيقة، يبلغ فرق درجة الحرارة لـ DLC أحادي الطور حوالي 11 درجة.

ومن الواضح أنه مع زيادة قوة المعالج إلى 350 واط-400واط، يقترب تبريد الهواء من الحدود العملية، مما يتطلب هواءً أكثر برودة ويؤدي إلى تفاقم استهلاك طاقة التبريد.

500W

وفي العامين أو الثلاثة أعوام القادمة، من المتوقع أن يرتفع المعالج TDP بشكل عام إلى 500 واط، مما يشكل تحديات كبيرة لتبريد الهواء. سيكون من الضروري استخدام أساليب تصميم الرادياتير المبتكرة أو الاعتماد على أحجام أكبر للسماح بدخول المزيد من الهواء وتبريد المعالج.

عند هذه النقطة، يتجاوز تبريد الهواء (1U)، والتبريد بالغمر أحادي الطور، وفرق درجة الحرارة بين عبوات الرقائق 60 درجة. يظل التبريد الغمر على مرحلتين فعالاً، لكن الفارق سيرتفع إلى حوالي 34 درجة. فروق درجة الحرارة بين DLC ثنائي الطور وDLC أحادي الطور (1 لتر في الدقيقة) متشابهة، حوالي 25 درجة، في حين أن DLC أحادي الطور (2 لتر في الدقيقة) لديه فرق أصغر، حوالي 17 درجة.

ومن الجدير بالذكر أن تبريد الماء بدرجة حرارة عالية في حدود 48 درجة إلى 50 درجة قد يوفر بعض الفرص الحقيقية لإعادة استخدام الطاقة الحرارية في هذه المرحلة.

ملخص

تبريد الهواء:

تشكل زيادة المعالج TDP تحديات متزايدة لتبريد الهواء.

التقدم في المشعات والمراوح قد يخترق الحدود.

يواجه عادةً قيودًا على تأثير حرارة المعالج على المكونات الأخرى.

تبريد دي ال سي:

يتجاوز التبريد أحادي الطور 500 واط TDP.

يمكن لـ DLC ثنائي الطور تبريد TDP العالي، على الرغم من وجود مشكلات في مقاومة تدفق البخار يجب معالجتها.

قد يؤدي التقدم في تصميم النظام أو تكنولوجيا السوائل إلى تحسين DLC على مرحلتين.

التبريد بالغمر:

التحديات المتزايدة مع ارتفاع TDP.

قد يؤدي التقدم في المشعات وتكنولوجيا السوائل إلى تجاوز الحدود.

يقتصر المرحلتين على نقطة غليان السائل وأداء المكثف.

 

  باعتبارها شركة رائدة في تصنيع المبردات، يمكن أن تقدم Sinda Thermal مجموعة واسعة من أنواع المشتت الحراري، مثل المشتت الحراري المبثوق من الألومنيوم، المشتت الحراري ذو الزعانف المسطحة، المشتت الحراري ذو الزعانف الدبوسية، المبدد الحراري ذو الزعانف السحابية، لوحة التبريد السائلة، إلخ. الجودة وخدمة العملاء المتميزة. توفر Sinda Thermal باستمرار المبددات الحرارية المخصصة لتلبية المتطلبات الفريدة لمختلف الصناعات.

تأسست شركة Sinda Thermal في عام 2014 ونمت بسرعة بسبب التزامها بالتميز والابتكار في مجال الإدارة الحرارية. تمتلك الشركة منشأة تصنيع رائعة مجهزة بتكنولوجيا وآلات متقدمة، مما يضمن أن Sinda Thermal قادرة على إنتاج أنواع مختلفة من المشعاعات وتخصيصها لتلبية الاحتياجات المختلفة للعملاء.

التعليمات
1. س: هل أنت شركة تجارية أو مصنع؟
ج: نحن شركة رائدة في تصنيع المشتت الحراري، وقد تم تأسيس مصنعنا على مدار 8 سنوات، ونحن محترفون وذوي خبرة.

2. س: هل يمكنك تقديم خدمة OEM/ODM ؟
ج: نعم، تتوفر OEM/ODM.

3. س: هل لديك حد موك؟
ج: لا، لا نقوم بإعداد موك، تتوفر عينات النموذج الأولي.

4. س: ما هي المهلة الزمنية للإنتاج؟
ج: بالنسبة لعينات النماذج الأولية، تبلغ المهلة الزمنية 1-2 أسبوعًا، أما بالنسبة للإنتاج الضخم، فتبلغ المهلة 4-6 أسبوعًا.

5. س: هل يمكنني زيارة المصنع الخاص بك؟
ج: نعم، مرحبًا بكم في سيندا ثيرمال.