Η υγρή ψύξη με εμβάπτιση δύο φάσεων ξεπερνά την πρόκληση της διαρροής ψυκτικού

Προκειμένου να καλυφθούν οι υπολογιστικές ανάγκες σε πραγματικό χρόνο για μαζικά δεδομένα και η αυξανόμενη ζήτηση για εφαρμογές τεχνητής νοημοσύνης, η βιομηχανία υπολογιστών έχει στραφεί προς τις αρχιτεκτονικές τσιπ που μπορούν να χειριστούν υψηλότερη ισχύ. Προς το παρόν, η ισχύς ενός CPU με ένα τσιπ έχει αυξηθεί από 150 W σε πάνω από 300 W. Η ισχύς μιας μεμονωμένης GPU έχει αυξηθεί σε πάνω από 700W. Η παραδοσιακή ψύξη αέρα αντιμετωπίζει την πρόκληση της επίτευξης του ορίου ψύξης σε διακομιστές υψηλής πυκνότητας ισχύος, επομένως, η εφαρμογή και η έρευνα υγρής ψύξης σε κέντρα δεδομένων έχουν καταστεί επείγουσα ανάγκη.

Από τη μία πλευρά, η διφασική υγρή ψύξη με εμβάπτιση μπορεί να επιτύχει ικανότητα επεξεργασίας υψηλότερης πυκνότητας σε περιορισμένους χώρους, γεγονός που θεωρείται ότι οδηγεί την τάση ανάπτυξης της υγρής ψύξης. Από την άλλη πλευρά, λόγω των σημαντικών ζητημάτων της συμβατότητας υλικών, της ισορροπίας θερμότητας, της ανάκτησης ατμού και των οικονομικών οφελών, πολλοί άνθρωποι πιστεύουν ότι η υγρή ψύξη με εμβάπτιση δύο φάσεων εξακολουθεί να είναι ένα δύσκολο επιστημονικό έργο.

Τα διφασικά βυθισμένα συστήματα ψύξης που διερευνώνται επί του παρόντος είναι συχνά επιβλαβή για τους οργανισμούς και το περιβάλλον. Αν και οι κατασκευαστές έχουν εφαρμόσει αυστηρά μέτρα για να αποτρέψουν μεγάλη απώλεια ψυκτικού στο περιβάλλον, πρέπει να γίνουν καινοτομίες στη διαρροή ψυκτικού, χαμηλότερο κόστος χρήσης και καλύτερη συντηρησιμότητα για διφασικές βάσεις δεδομένων κέντρων δεδομένων ψύξης.

Η Microsoft ετοίμασε μια καινοτόμο εννοιολογική σχεδίαση για το διφασικό σύστημα ραφιών κέντρων δεδομένων με βυθισμένο υγρό ψύξης, επιδιώκοντας να αντιμετωπίσει τα παραπάνω ζητήματα. Μια ξεχωριστή σφραγισμένη μονάδα πλαισίου μπορεί να περιέχει ένα ή περισσότερα ηλεκτρονικά εξαρτήματα βυθισμένα σε ψυκτικό υγρό δύο φάσεων. Όταν τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα λειτουργούν και θερμαίνονται, το ψυκτικό υγρό γύρω από τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα υφίσταται μια μετάβαση φάσης από την υγρή φάση στην αέρια φάση και φτάνει στη διφασική δεξαμενή συμπυκνωτή μέσω μιας σύζευξης ατμού. Στη συνέχεια ψύχεται στη διφασική δεξαμενή συμπυκνωτή και υφίσταται μετάβαση φάσης πίσω στην υγρή κατάσταση. Μια ξεχωριστή σφραγισμένη μονάδα πλαισίου μπορεί να διαχωριστεί από το κουτί του συμπυκνωτή δύο φάσεων χωρίς να απελευθερωθεί ψυκτικό υγρό δύο φάσεων και η σχάρα μπορεί να περιλαμβάνει πολλαπλές σφραγισμένες μονάδες πλαισίου και το κιβώτιο συμπυκνωτή ως σύνολο.

Τα τελευταία χρόνια, η διφασική υγρή ψύξη με εμβάπτιση έχει ευνοηθεί από τη Microsoft λόγω της εξαιρετικής απόδοσης ψύξης και της απόδοσης κατανάλωσης ενέργειας. Τον Απρίλιο του 2021, η Microsoft ανακοίνωσε ότι η υγρή ψύξη με εμβάπτιση δύο φάσεων μπορεί να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας οποιουδήποτε διακομιστή κατά 5% έως 15% όταν χρησιμοποιείται ως λύση ψύξης για εφαρμογές υψηλής απόδοσης, όπως η τεχνητή νοημοσύνη.
Με γνώμονα αυτό το αποτέλεσμα, η ομάδα της Microsoft συνεργάστηκε με τον κατασκευαστή και σχεδιαστή συστημάτων πληροφορικής των κέντρων δεδομένων Wiwynn για να εφαρμόσουν την πρώτη διφασική λύση ψύξης εμβάπτισης στο κέντρο δεδομένων Azure της Microsoft στο Quincy της Ουάσιγκτον.