Analys av vätskekylnings- och kylvätskeindustrin för datacenter
Med den innovativa utvecklingen av teknologier som artificiell intelligens, cloud computing, big data och blockchain har eran av 5G-kommunikation som kännetecknas av hög hastighet, låg latens och stor uppkoppling anlänt. I takt med att informationsinfrastruktur, datacenter och kommunikationsutrustning bär en ökande mängd datorbelastning, och kraven på datoreffektivitet ökar också.
För att möta utmaningarna med nätverksbehandlingsprestanda förbättrar datacenterservrar och kommunikationsenheter kontinuerligt sina bearbetningsmöjligheter och integration, vilket resulterar i en kontinuerlig ökning av effekttätheten. Dessa förändringar medför inte bara stora energiförbrukningsproblem, utan också högre krav på kylutrustning och teknik på grund av hög värmedensitet. Traditionell luftkylningsteknik utgör en flaskhals inför scenarier med hög värmedensitet, och värmeavledningseffektiviteten kan inte längre hålla jämna steg med beräkningseffektiviteten. I detta sammanhang har vätskekylningsteknik rönt stor uppmärksamhet i branschen på grund av dess ultrahöga energieffektivitet, ultrahöga värmedensitet och andra egenskaper. Vätskekylningsteknik är det enda sättet att lösa utmaningarna med värmeavledningstryck och energibesparing.
Den kontinuerliga ökningen av datorkraft främjar tillväxten av effekttäthet, vilket ställer nya krav på kylteknik. Den kontinuerliga ökningen av datorkraft främjar den kontinuerliga förbättringen av kommunikationsutrustningens prestanda, och kretsens energiförbrukning och värmeflödestätheten ökar också kontinuerligt. Effekttätheten för varje generation av produktutveckling ökar med 30-50 procent . Den maximala strömförbrukningen för den moderna X86-plattformens CPU är 300-400W, och branschens högsta chipvärmeflödestäthet har överskridit 120W/cm2; Den kontinuerliga förbättringen av spånets effekttäthet begränsar direkt spånets värmeavledning och tillförlitlighet, och traditionella luftkylda värmeavledningsförmåga blir allt svårare att upprätthålla. Ökningen i chipeffekttäthet har också lett till en ökning av effekttätheten för hela skåpet, med det nuvarande maximala överstigande 30kW/rack; Större utmaningar har också ställts för datorrums kylteknik. Vätskekylning, som en framväxande kylteknik i datacenter, används för att lösa värmeavledningsbehoven hos skåp med hög effekttäthet.
Vätskekylning har fördelar som låg energiförbrukning, hög värmeavledning, lågt ljud och låg TCO. Kylkapaciteten för vätska är 1000-3000 gånger den för luft. Vätskekylningsteknik kan inse fördelarna med hög densitet, lågt ljud, låg värmeöverföringstemperaturskillnad och allmän frikylning. Jämfört med luftkylningsteknik har den ojämförliga tekniska fördelar. Det är en utmärkt kyllösning som kan tillämpas på scenarier där datorkraft, energieffektivitet och driftsättningsdensitet måste förbättras avsevärt.
Flytande kylvätska är en av nyckelfaktorerna inom flytande kylteknik. Vid tillämpningen av nedsänknings (kontakt) vätskekylningsteknik, förutom krav på hårdvaruutrustning, är flytande kylvätska också en av de mest kritiska faktorerna. För en lämplig kontaktvätskekyld kylvätska krävs:
1) goda termofysiska egenskaper. Hög värmeledningsförmåga, specifik värmekapacitet, låg viskositet och högt latent förångningsvärme krävs för fasändring.
2) Låg fryspunkt och expansionskoefficient.
3) Enfas vätskekylning kräver hög kokpunkt.
4) Tvåfas vätskekylning kräver en lämplig kokpunkt och ett smalt kokområde.
5) Den har god kemisk och termisk stabilitet för elektroniska enheter.
6) Hög flampunkt och självantändningstemperatur.
7) Ingen korrosivitet för systemmaterial (metall, icke-metall och annat organiskt material.
8) Inga eller endast minimala regulatoriska begränsningar krävs (miljövänliga, icke-giftiga, biologiskt nedbrytbara, etc.).
9) Ekonomi.
För närvarande är luftkylningsteknik en av de mest mogna och mest använda kyllösningarna i datacenter. Under de senaste åren, enligt "dual carbon"-policyn, har PUE-indexet för datacenter sänkts kontinuerligt, och de flesta regioner kräver att elutnyttjandets effektivitet inte ska överstiga 1,25, och aktivt främja uppgradering och omvandling av datacenter. Med den accelererade distributionen av servrar har hur man ytterligare kan minska energiförbrukningen och uppnå grön utveckling av datacenter blivit i fokus för branschens uppmärksamhet.
