مقدمة لتطبيق خادم التبريد السائل

ومع تزايد البنية التحتية الجديدة، تتسارع وتيرة البناء الجديد وتوسيع مراكز البيانات تدريجيا. وفقًا لمسح أجرته الورقة البيضاء، اعتبارًا من نهاية عام 2019، زاد عدد مراكز البيانات المستخدمة على مستوى الدولة بنسبة 28.6% على أساس سنوي، وزاد حجم مراكز البيانات قيد الإنشاء بنسبة 30%، خاصة في مدن الدرجة الأولى مثل بكين وشانغهاي وقوانغتشو وشنتشن، حيث كان معدل النمو كبيرا.

سيؤدي التطور السريع لمراكز البيانات الكبيرة جدًا وعدم كفاية الناقلات الفضائية إلى تسريع الزيادة السريعة في كثافة الطاقة للخزائن الفردية، مع متوسط ​​طاقة متوقع يبلغ 25 كيلووات بحلول عام 2025. وتؤدي كثافة الطاقة المتزايدة بسرعة إلى زيادة الطلب على تبديد الحرارة. وبحسب الإحصائيات، ففي عام 2019، استهلكت مراكز البيانات التقليدية المتمثلة بتكنولوجيا "تبريد الهواء" حوالي 43% من طاقتها لتبريد معدات تكنولوجيا المعلومات، وهو في الأساس نفس استهلاك الطاقة لمعدات تكنولوجيا المعلومات نفسها (45%). تكون قيمة PUE (مؤشر كفاءة الطاقة) أعلى بشكل عام من 1.4، مما يشير إلى أن تقليل استهلاك طاقة تبديد الحرارة، والتحكم في تكاليف تشغيل مركز البيانات، وبناء مراكز بيانات خضراء أصبحت مهام عاجلة. مراكز البيانات تدعو إلى "ثورة التبريد".

يشير مركز بيانات التبريد السائل إلى مركز البيانات الذي يطبق تكنولوجيا ومعدات التبريد السائل مثل خوادم التبريد السائل. بالمقارنة مع الخوادم التقليدية التي يتم تبريدها بالهواء، تختلف طريقة تصدير الحرارة لخوادم التبريد السائلة. يشير التبريد السائل إلى تقنية استخدام السائل بدلاً من الهواء كمبرد لتبادل الحرارة لمكونات التسخين وإزالة الحرارة. يشير الخادم المبرد بالسائل إلى نوع من الخادم الذي يقوم بحقن السائل في الخادم ويزيل حرارة الخادم من خلال التبادل البارد والساخن. بشكل عام، تقسم الصناعة التبريد السائل إلى تبريد مباشر وتبريد غير مباشر. في الوقت الحاضر، يتم تحقيق التبريد المباشر بشكل رئيسي من خلال تكنولوجيا التبريد السائل المغمور، والتي يمكن تقسيمها إلى تغيير الطور وتغيير غير الطور. يتم تحقيق التبريد غير المباشر بشكل رئيسي من خلال تكنولوجيا التبريد السائل بلوحة التبريد.

تكنولوجيا التبريد السائل الغمر هي تقنية تبريد تستخدم السائل كوسيط لنقل الحرارة، وتغمر جهاز التسخين في السائل، وتقوم بإجراء تبادل الحرارة من خلال الاتصال المباشر. يتمتع السائل بتأثير توصيل حراري أفضل، 25 مرة من الهواء، مع نقل أسرع وأفضل لدرجة الحرارة، ويمكنه تحقيق تبريد فعال لمعدات تكنولوجيا المعلومات. وفي الوقت نفسه، نظرًا للسعة الحرارية النوعية الكبيرة للسوائل، فإن درجة حرارتها لا تتغير بشكل ملحوظ بعد امتصاص كمية كبيرة من الحرارة، لذلك يمكن ضبط درجة حرارة وحدة المعالجة المركزية.
بالمقارنة مع مراكز البيانات التقليدية المبردة بالهواء، قامت مراكز البيانات المبردة بالسوائل بإزالة أنظمة تكييف الهواء والبنية التحتية المقابلة لها لتبريد الهواء، وأضافت مضخات دائرية، مما يمكن أن يوفر تكاليف البناء. ثانيًا، بالمقارنة مع الأنظمة المبردة بالهواء، يمكن لمراكز البيانات المبردة بالسائل توفير حوالي 30% من الطاقة، مما يقلل بشكل فعال من نسبة استهلاك الطاقة وخفض PUE (مؤشر كفاءة الطاقة لمراكز البيانات) إلى 1.05، مما يلبي متطلبات مراكز البيانات الخضراء. وأخيرًا، في ظل نفس ظروف تبديد الحرارة، فإن المضخة ونظام التبريد المستخدم في نظام التبريد السائل يكون لديهما ضوضاء أقل مقارنة بأنظمة تكييف الهواء التقليدية.

يتم إجراء البحث والاستكشاف والممارسة على تقنيات وحلول التبريد السائل المختلفة. بالمقارنة مع تقنيات التبريد السائلة الأخرى، يتميز التبريد السائل الغاطس بخصائص كفاءة الطاقة العالية، والكثافة العالية، والموثوقية العالية، والتوافر العالي، مما يجعله أكثر ملاءمة لسيناريوهات التطبيقات ذات الموثوقية العالية في مراكز بيانات الحوسبة السحابية.