مقدمة للتبريد السائل ومميزاته

  مع تحسين متطلبات قوة الحوسبة والأداء ، والذكاء الاصطناعي AI ، وإنترنت الأشياء ، والتعلم الآلي والتطورات التكنولوجية الأخرى ، تستمر درجة حرارة البنية التحتية لمركز البيانات ومعداتها في الارتفاع. المزيد من الحسابات يعني المزيد من الطاقة ، والمزيد من الطاقة يعني المزيد من الحرارة ، والمزيد من الحرارة يعني المزيد من التبريد ، والتبريد يستهلك المزيد من الطاقة ، وما إلى ذلك.

في ضوء الكفاءة المنخفضة لنظام تبريد الهواء التقليدي ، بالإضافة إلى أهداف التصميم التي تركز على الاستدامة ، والتحكم في السياسة الوطنية ، وتكاليف الطاقة المتزايدة والمتطلبات الفنية لتبريد وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات ، فإن الطلب على استهلاك طاقة أكثر كفاءة وأقل نظام التبريد واضح.

التبريد السائل هو تقنية جديدة في تبريد الكمبيوتر ، والتي لها مزايا التعامل مع كثافة طاقة أعلى ، وتشغيل نظيف ، وهادئ ، والتكلفة أقل بكثير من تبريد الهواء التقليدي. تظهر الأبحاث أن مجال الحوسبة عالية الأداء يحتل ثاني أكبر حصة في سوق التبريد السائل المغمور.

لوح سائل بارد:

يستخدم سائل العمل كوسيط لنقل الحرارة الوسيط لنقل الحرارة من المنطقة الساخنة إلى المسافة للتبريد. في هذه التقنية ، يتم فصل سائل العمل عن الجسم المراد تبريده. لا يتلامس سائل العمل بشكل مباشر مع الأجهزة الإلكترونية ، ولكنه ينقل حرارة الجسم إلى مادة التبريد من خلال مكونات نقل الحرارة عالية الكفاءة مثل لوحة التبريد السائل.

لذلك ، التبريد السائلطبق باردتسمى التكنولوجيا أيضًا تقنية التبريد السائل غير المباشر. هذه التقنية توجه المبرد مباشرة إلى مصدر الحرارة. في الوقت نفسه ، نظرًا لأن الحرارة النوعية للسائل أكبر من حرارة الهواء ، فإن سرعة تبديد الحرارة أكبر بكثير من سرعة الهواء ، وبالتالي فإن كفاءة التبريد أعلى بكثير من تبريد الهواء. تصل الحرارة المنقولة لكل وحدة حجم ، أي كفاءة تبديد الحرارة ، إلى 1000 مرة ، مما يمكن أن يحل بشكل فعال المشكلة الحرارية للخادم عالي الكثافة ويقلل من استهلاك الطاقة وضوضاء نظام التبريد.

مزايا التبريد السائل للوحة الباردة هي: توفير أفضل للطاقة ، وموثوقية أعلى للجهاز ، وأداء أفضل ، وضوضاء أقل ، وكثافة طاقة أعلى.

التبريد السائل الغمر:

في نظام التبريد السائل الغاطس ، يتم غمر اللوحة الأم للخادم ووحدة المعالجة المركزية والذاكرة والمكونات الأخرى ذات القيمة الحرارية العالية تمامًا في المبرد. في ظل حالة العمل ، سيولد كل مكون تسخين حرارة ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة المبرد. عندما ترتفع درجة حرارة المبرد إلى نقطة الغليان المقابلة لضغط النظام ، يتغير وسيط عمل المبرد من الحالة السائلة إلى حالة الغاز ، ويتحقق نقل الحرارة عن طريق امتصاص الحرارة من خلال حرارة التبخير.

تسمى تقنية التبريد هذه عن طريق امتصاص الحرارة من خلال المبرد بتكنولوجيا التبريد بالسائل المتغير الطور. تستخدم تقنية التبريد بالغمر السائل تغيير الطور السائل لسحب الحرارة مباشرة ، مما يقلل المقاومة الحرارية في عملية نقل الحرارة. بالمقارنة مع التبريد السائل للوحة الباردة ، فإن تقنية التبريد السائل الغاطس لديها كفاءة أعلى في نقل الحرارة ، وهي أكثر وضع التبريد الناشئ كفاءة في توفير الطاقة في التبريد السائل.

تبريد Thermosyphon:

يتم إنشاء طاقة التدفق المتداول المتوسطة عن طريق فرق الكثافة والارتفاع ، ويتم تحقيق انتقال وتحويل تدفق الحرارة من خلال تبخر الوسيط وتكثيفه. تتميز بكفاءة عالية في نقل الحرارة ، وتستفيد من تغيير الطور للوسيلة لنقل تدفق الحرارة من خلال التبخر والتكثيف لوسط العمل ، ولا تحتاج إلى طاقة إضافية ، وتتمتع بأداء حراري ممتاز ، وهيكل بسيط وقدرة جيدة على التكيف ، ويمكن أن تحمل خارج تصميم هيكل منفصل لنقل الحرارة لمسافات طويلة.

سوء فهم التبريد السائل:

1. التبريد بالسائل أغلى من التبريد التقليدي. في الواقع ، يعتبر التبريد السائل أرخص بكثير من التبريد التقليدي. تظهر الأبحاث أن استخدام الحلول السائلة يوفر ملايين الدولارات من تكاليف النشر في مركز البيانات والطاقة.

2. إنه حل معقد. على الرغم من اختلاف التبريد السائل عن أنظمة الهواء التقليدية ، إلا أنه من الناحية الميكانيكية أبسط بكثير من كونه أكثر تعقيدًا. كما أنه يجعل مركز البيانات بأكمله أبسط ، مما يلغي الحاجة إلى القنوات الساخنة والباردة والأرضيات المرتفعة والمبردات والتحكم في الرطوبة ومعالجات الهواء ومعظم المعدات الكهربائية اللازمة لتبريد الهواء.

3. صعوبة الاندماج مع مراكز البيانات التقليدية. يعمل التبريد السائل بشكل جيد جدًا في مراكز البيانات التقليدية. استخدم بنيتها التحتية الحالية لترقية مراكز البيانات القديمة ، وحتى إضافة منطقة خادم تبريد سائل عالية الأداء إلى مرافق تبريد الهواء قيد التشغيل. تركيب نظام التبريد السائل بسيط للغاية ، ويمكن تثبيته في مركز البيانات التقليدي حسب الحاجة.

لا يستطيع تبريد الهواء مواكبة الطلب المتزايد على مراكز البيانات. يتدفق التبريد السائل لإصلاح الأشياء. إنه لا يحل فقط جميع مشاكل الهواء الرئيسية ، ولكنه يتجاوز النطاق أيضًا. يعالج التبريد السائل كثافة الخادم الأعلى مع تقليل الضوضاء واستهلاك الطاقة. بالإضافة إلى قدرة التبريد الممتازة ، فإن التبريد السائل له العديد من المزايا الأخرى ، مثل استقلالية الموقع والتكلفة المنخفضة. في الختام ، التبريد السائل له مزايا كافية على تبريد الهواء لجعله مقارنة غير متوازنة.