Σύγκριση πέντε τεχνολογιών θερμικής διαχείρισης διακομιστή, το μονοφασικό DLC είναι πιο αποτελεσματικό
Πρόσφατα, σε μια τεχνική διάλεξη που διοργάνωσε η DCD, ο τεχνικός εμπειρογνώμονας της Dell Dr. Tim Shedd αποκάλυψε σε μια ειδική έκθεση με τίτλο "Σύγκριση απόδοσης πέντε τεχνολογιών διαχείρισης θερμικής διαχείρισης διακομιστών σε κέντρα δεδομένων" ότι οι κορυφαίες τεχνολογίες ψύξης των κέντρων δεδομένων περιλαμβάνουν την ψύξη αέρα, τη μονοφασική εμβάπτιση , εμβάπτιση δύο φάσεων, άμεση υγρή ψύξη δύο φάσεων Σύγκριση έρευνας και δοκιμής μονοφασικής άμεσης ψύξης υγρού (DLC, ψυχρή πλάκα).
Μέχρι το 2025, η ισχύς των τσιπ CPU ή GPU θα φτάσει γενικά έως και τα 500 W και η τεχνητή νοημοσύνη και η μηχανική μάθηση έχουν ωθήσει την ισχύ της GPU στα 700 W, με αναμενόμενα 1000 W στο εγγύς μέλλον. Το πιο σημαντικό, ενώ αυξάνεται η ισχύς, απαιτούνται χαμηλότερες θερμοκρασίες συσκευασίας τσιπ και μικρότερες διαφορές θερμοκρασίας για να διασφαλιστεί η κανονική λειτουργία του τσιπ. Όσο πιο προηγμένη είναι η τεχνολογία ημιαγωγών, τόσο μικρότερο είναι το μέγεθος του τρανζίστορ και τόσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα διαρροής, το οποίο αυξάνεται εκθετικά με τη θερμοκρασία. Ως εκ τούτου, η πρόκληση των συστημάτων θερμικής διαχείρισης εντείνεται.
Πριν από μερικά χρόνια, όταν το TDP του επεξεργαστή ήταν περίπου 250 W, αυτές οι πέντε τεχνολογίες διαχείρισης θερμότητας ήταν σε θέση να παρέχουν πολύ αποτελεσματική ψύξη για τυπικά γραφεία κέντρων δεδομένων, όπως η ανάπτυξη 32 διπλών διακομιστών 250 W σε rack σε ντουλάπια κέντρων δεδομένων. Για έναν διακομιστή με rack 2U, η αναφορά παρατήρησε μια διαφορά θερμοκρασίας περίπου 26 μοιρών μεταξύ της συσκευασίας του τσιπ και του αέρα που ρέει μέσω του διακομιστή. Επομένως, είναι πολύ λογικό να διατηρείται η θερμοκρασία του τσιπ γύρω στους 51 βαθμούς με μόνο 25 βαθμούς κρύου αέρα. Σε αυτό το σημείο, η απόδοση της ψύξης με αέρα για έναν μόνο διακομιστή είναι ισοδύναμη με τη μονοφασική ψύξη εμβάπτισης.
Επί του παρόντος, η ισχύς ενός μόνο επεξεργαστή έχει αυξηθεί στα 350W έως 400W και η διαφορά θερμοκρασίας που απαιτείται για την απομάκρυνση της θερμότητας από το τσιπ στο νερό ψύξης της εγκατάστασης αυξάνεται συνεχώς. Παρομοίως, ένα ερμάριο με 32 διπλούς διακομιστές 350W τοποθετημένους σε rack έχει αναπτυχθεί για ψύξη. Η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ της συσκευασίας αέρα και τσιπ κατά την ψύξη αέρα (1U) υπερβαίνει τους 50 βαθμούς, πράγμα που σημαίνει ότι όταν ο διακομιστής ψύχεται με κρύο αέρα 25 βαθμών, η θερμοκρασία του επεξεργαστή θα φτάσει τους 75 βαθμούς, πλησιάζοντας το όριο θερμοκρασίας λειτουργίας του επεξεργαστή. Μπορεί να φανεί ότι η τρέχουσα ισχύς του επεξεργαστή έχει αυξηθεί στα 350 W-400W και η ψύξη του αέρα είναι πολύ κοντά στο πραγματικό όριο, πράγμα που σημαίνει ότι συνήθως απαιτείται ψυχρότερος αέρας, με αποτέλεσμα να επιδεινώνεται η κατανάλωση ενέργειας ψύξης.
Στα επόμενα δύο έως τρία χρόνια, το TDP των επεξεργαστών θα αυξηθεί γενικά στα 500 W και η ψύξη αέρα αντιμετωπίζει σημαντικές προκλήσεις, απαιτώντας καινοτόμες μεθόδους σχεδίασης ψύκτρας ή βασίζονται σε μεγαλύτερα μεγέθη για να επιτραπεί η είσοδος περισσότερου αέρα και η ψύξη των επεξεργαστών. Σε αυτό το σημείο, η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ ψύξης αέρα (1U), μονοφασικής ψύξης με εμβάπτιση και συσκευασίας τσιπ υπερβαίνει τους 60 βαθμούς C. Η ψύξη με εμβάπτιση δύο φάσεων εξακολουθεί να είναι αποτελεσματική και η διαφορά θερμοκρασίας θα αυξηθεί σε περίπου 34 βαθμούς. Το εύρος διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ διφασικού DLC και μονοφασικού DLC (1 lpm) δεν είναι σημαντικό, περίπου 25 μοίρες. Το εύρος διαφοράς θερμοκρασίας του μονοφασικού DLC (2 lpm) είναι μικρότερο, περίπου 17 μοίρες.
Σε σύγκριση με τις άλλες τέσσερις μεθόδους ψύξης του κέντρου δεδομένων, η μονοφασική άμεση υγρή ψύξη (DLC) έχει την υψηλότερη θερμική απόδοση και μπορεί να προσφέρει έναν πιθανό τρόπο επίτευξης καλύτερης βιωσιμότητας και βελτίωσης της απόδοσης.
