Jämförelse av fem server termisk hanteringsteknik, enfas DLC är mer effektivt
Nyligen, vid en teknisk föreläsning anordnad av DCD, avslöjade Dells tekniska expert Dr. Tim Shedd i en specialrapport med titeln "Prestandajämförelse av fem termiska hanteringsteknologier för server i datacenter" att ledande kylningstekniker för datacenter inkluderar luftkylning, enfasnedsänkning , tvåfas nedsänkning, tvåfas direkt vätskekylning Jämförelse av enfas direkt vätskekylning (DLC, kallplatta) forskning och testning.
År 2025 kommer kraften hos CPU- eller GPU-chips i allmänhet att nå upp till 500 W, och artificiell intelligens och maskininlärning har drivit upp GPU-effekten till 700 W, med en förväntad 1000 W inom en snar framtid. Ännu viktigare, samtidigt som effekten ökar, krävs lägre chipförpackningstemperaturer och mindre temperaturskillnader för att säkerställa chipets normala funktion. Ju mer avancerad halvledartekniken är, desto mindre är transistorstorleken och desto större blir läckströmmen, som ökar exponentiellt med temperaturen. Därför intensifieras utmaningen med värmeledningssystem.
För några år sedan, när processorns TDP var runt 250W, kunde dessa fem termiska hanteringstekniker ge mycket effektiv kylning för typiska datacenterskåp, som att distribuera 32 dubbla 250W rackmonterade servrar i datacenterskåp. För en 2U rackmonterad server observerades en temperaturskillnad på cirka 26 grader mellan chipförpackningen och luften som strömmade genom servern. Därför är det ganska rimligt att hålla flistemperaturen runt 51 grader med endast 25 grader kall luft. Vid denna tidpunkt är effektiviteten av luftkylning för en enda server likvärdig med enfas nedsänkningskylning.
För närvarande har kraften hos en enda processor ökat till 350W till 400W, och temperaturskillnaden som krävs för att ta bort värmen från chipet till anläggningens kylvatten ökar hela tiden. På samma sätt används ett skåp med 32 dubbla 350W rackmonterade servrar för kylning. Temperaturskillnaden mellan luft- och chipförpackningen under luftkylning (1U) överstiger 50 grader, vilket innebär att när servern kyls med 25 grader kall luft, kommer temperaturen på processorn att nå 75 grader, närmar sig driftstemperaturgränsen för processor. Det kan ses att den nuvarande processoreffekten har ökat till 350W-400W, och luftkylningen är mycket nära den faktiska gränsen, vilket innebär att det vanligtvis krävs svalare luft, vilket förvärrar kylenergiförbrukningen.
Under de kommande två till tre åren kommer TDP för processorer i allmänhet att öka till 500W, och luftkylning står inför stora utmaningar, som kräver innovativa kylflänsdesignmetoder eller förlitar sig på större storlekar för att tillåta mer luft att komma in och kyla processorerna. Vid denna tidpunkt överstiger temperaturskillnaden mellan luftkylning (1U), enfas nedsänkningskylning och spånförpackning 60 grader C; Den tvåfasiga nedsänkningskylningen är fortfarande effektiv, och temperaturskillnaden kommer att öka till cirka 34 grader; Temperaturskillnaden mellan tvåfas DLC och enfas DLC (1 lpm) är inte signifikant, cirka 25 grader; Temperaturskillnaden för enfas DLC (2 lpm) är mindre, cirka 17 grader.
Jämfört med de andra fyra datacenterkylningsmetoderna har enfas direkt vätskekylning (DLC) den högsta termiska effektiviteten och kan ge ett potentiellt sätt att uppnå bättre hållbarhet och förbättra effektiviteten.
