AI duomenų centro skysto aušinimo sprendimai: trys pasirenkami sprendimai
Oct 09, 2024
Palik žinutę
Duomenų centrai šiandien patiria didžiulį spaudimą patenkinti didesnius apdorojimo poreikius, kuriuos lemia AI, mašinų mokymasis ir didelių duomenų darbo krūvis. Didėjant serverių tankiui, tradiciniai oro aušinimo sprendimai tampa mažiau veiksmingi. Reaguodamos į tai, daugelis organizacijų imasi pažangių aušinimo skysčiu metodų, kad galėtų efektyviai valdyti procesorių, GPU ir kitų svarbių komponentų generuojamą šilumą. Aušinimas skysčiu ne tik pagerina sistemos veikimą, bet ir sumažina energijos sąnaudas bei eksploatacines išlaidas.
Šiame straipsnyje apžvelgsime tris populiarius duomenų centrų aušinimo skysčiais sprendimus: tiesioginį į lustą (DTC), panardinamąjį aušinimą ir galinių durų šilumokaičius (RDHx). Kiekvienas metodas turi unikalių pranašumų ir yra pritaikytas skirtingų tipų infrastruktūrai.
I. Tiesioginis aušinimas skysčiu (DTC).
Tiesioginis į lustą (DTC), taip pat žinomas kaip D2C, yra labai efektyvus būdas atskiriems serverio komponentams, pvz., CPU ir GPU, aušinti. Šioje sistemoje aušinimo skystis teka tiesiai virš lusto per uždaro ciklo sąranką, kuri perduoda šilumą iš lusto į aušinimo skystį.
Kaip veikia aušinimas tiesiogiai į lustą
Šalta plokštė montuojama tiesiai ant lusto, naudojant šilumą laidžias medžiagas, kad pagerintų šilumos perdavimą. Aušinimo skystis sugeria šilumą iš lusto ir nuneša ją, o po aušinimo grįžta atgal į išorinę sistemą. Siurblys, dažnai montuojamas ant lusto, yra atsakingas už optimalaus skysčio srauto per sistemą palaikymą.
DTC sistemos labai efektyviai valdo koncentruotą šilumą iš didelio našumo procesorių arba GPU, todėl jos yra idealus pasirinkimas duomenų centrams, turintiems pažangių apdorojimo poreikių.
▲ Tiesioginio į lustą sistemos apžvalga, kurioje rodomas siurblys ir šaltoji plokštė
DTC sistemų konfigūracijos
Yra keletas būdų, kaip atvėsinti skystį DTC sąrankoje. Viena įprasta konfigūracija yra skysčio aušinimas serverio stove naudojant aušinimo paskirstymo įrenginį (CDU). CDU galima montuoti įvairiuose stovo aukščiuose, kad būtų galima aptarnauti tam tikrą skaičių serverių ir sumažinti vamzdynų ilgį. Šiuolaikiniai CDU gali pašalinti iki 80 kilovatų šilumos, todėl jie tinka daugumai duomenų centrų serverių.
Kitas variantas – šildomą skystį pumpuoti į išorinę sistemą, kur jis aušinamas vykstant šilumos mainams skystis į skystį. Taikant šį metodą aušinimas perkeliamas už duomenų centro ribų arba į specializuotą išorinę įrangą, pvz., aušinimo bokštus, kurie gali apdoroti didelius šilumos kiekius ir turi minimalų poveikį serverio tankiui.
▲ Ant stovo montuojamos CDU sistemos pavyzdys
DTC skysčio aušinimo pranašumai
DTC aušinimas idealiai tinka duomenų centrams su didelio našumo darbo krūviu ir siūlo šiuos privalumus:
- Padidėjęs efektyvumas:Aušinimas skysčiu efektyviau sugeria šilumą nei oras, todėl serveriai gali veikti maksimaliai.
- Mastelio keitimas:DTC sistemos gali būti padidintos, kad atitiktų augančius duomenų centrų poreikius, pridedant daugiau CDU arba išorinių aušinimo sistemų.
- Išlaidų mažinimas:Veiksmingiau pašalindamos šilumą, DTC sistemos sumažina brangių ŠVOK sistemų poreikį ir ilgainiui taupo energijos sąnaudas.
II. Panardinamasis aušinimas
Panardinamasis aušinimas yra dar vienas pažangiausias sprendimas, kai visi serveriai yra panardinami į nelaidų, nerūdijantį skystį. Šis skystis tiesiogiai liečiasi su technine įranga, efektyviai sugerdamas šilumą kylant. Tada karštesnis skystis pašalinamas iš sistemos, atšaldomas kitur ir vėl cirkuliuoja.
▲ Serveriai panardinti į nelaidų skystį, kad būtų galima vėsinti panardinant
Kaip veikia panardinamasis aušinimas
Serveriai dedami į rezervuarą, užpildytą dielektriniu skysčiu, kuris tarnauja kaip aušinimo terpė. Kai aparatūra įkaista, skystis sugeria šilumą ir pakyla. Tada pašildytas skystis pumpuojamas į išorinę aušinimo sistemą, kur jis atšaldomas ir grąžinamas į baką.
Panardinamasis aušinimas – tai itin efektyvus būdas vėsinti serverius su minimaliais infrastruktūros reikalavimais. Dėl to nereikės ventiliatorių ir kitų oro pagrindu veikiančių aušinimo komponentų, todėl sumažėja energijos sąnaudos ir triukšmo lygis.
▲ Panardinamojo aušinimo diagrama, kai serveriai panardinami į aušinimo skystį
Panardinamo aušinimo privalumai
- Padidintas aušinimo pajėgumas:Panardinamasis aušinimas gali atlaikyti dideles šilumos apkrovas, todėl puikiai tinka didelio tankio serverių aplinkoje.
- Minimali priežiūra:Kadangi serverio bako viduje nėra judančių dalių, panardinamo aušinimo sistemas lengva prižiūrėti ir jos yra mažiau linkusios sugesti.
- Vietos taupymas:Kadangi panardinimo sistemos dažnai pašalina oro aušinimo komponentų poreikį, jos leidžia kompaktiškesnius serverius.
Nepaisant šių pranašumų, aušinimas panardinant reikalauja specializuotos infrastruktūros ir kruopštaus planavimo, kad būtų užtikrintas suderinamumas su serverio aparatine įranga ir saugos standartais.
III. Galinių durų šilumokaitis (RDHx)
Duomenų centrams, kuriems reikia valdyti šilumą drastiškai nekeičiant infrastruktūros, galinių durų šilumokaitis (RDHx) yra idealus sprendimas. Ši sistema integruoja aušinimo įrenginį tiesiai į galines serverio stelažų dureles, leidžiančias vėsinti karštą orą, kurį išleidžia serveriai.
▲ Galinių durų šilumokaitis montuojamas ant serverio stovo
Kaip veikia RDHx sistemos
Kai karštas oras išeina iš serverio galo, jis praeina per RDHx, kuris naudoja ventiliatorius ir aušinimo terpę, kad sugertų šilumą. Tada atvėsęs oras recirkuliuojamas į duomenų centrą. Panašiai kaip ir kiti aušinimo skysčiu metodai, RDHx sistemos reikalauja, kad karšta skysta terpė būtų atvėsinta iš išorės, prieš vėl įtraukiant ją į ciklą.
Galinių durų šilumokaičių privalumai
- Ekonomiškai efektyvus:RDHx sistemas galima montuoti ant esamų stelažų, todėl jos yra ekonomiškas atnaujinimas duomenų centrams, kurie nenori kapitališkai remontuoti savo aušinimo infrastruktūros.
- Energiją taupantis:Pašalindamos šilumą šaltinyje, RDHx sistemos sumažina tradicinių aušinimo sistemų, tokių kaip kompiuterių kambario oro kondicionieriai (CRAC), apkrovą.
- Erdvės optimizavimas:Skirtingai nuo CDU sistemų, kurios gali užimti vertingą vietą stove, RDHx sistemos montuojamos išorėje, išsaugant serverio tankį.
Aušinimo sprendimų palyginimas
| Aušinimo būdas | Pagrindinės savybės | Privalumai | Idealus naudojimo dėklas |
|---|---|---|---|
| Tiesiogiai į lustą | Skystis teka per CPU / GPU uždaru ciklu | Didelis efektyvumas, keičiamas, sumažina energiją | Didelio našumo darbo krūviai |
| Panardinamasis aušinimas | Ištisi serveriai panardinti į dielektrinį skystį | Atlaiko dideles šilumos apkrovas, minimali priežiūra | Didelio tankio serverių aplinkos |
| RDHx | Montuojamas ant serverio stelažų šalinamo oro vėsinimui | Ekonomiškas, taupantis energiją, taupantis erdvę | Duomenų centrai su ribota infrastruktūra |
Santrauka: tinkamo skysčio aušinimo tirpalo pasirinkimas
Optimalus skysčio aušinimo sprendimas priklauso nuo duomenų centro infrastruktūros, serverio tankio ir našumo reikalavimų. Tiesioginis aušinimas į lustą idealiai tinka duomenų centrams su koncentruota šilumos apkrova, o panardinamasis aušinimas užtikrina išskirtinį aušinimo efektyvumą didelio tankio aplinkoje. Galinių durų šilumokaičiai yra ekonomiškas, keičiamo dydžio sprendimas duomenų centrams, norintiems pagerinti aušinimo efektyvumą be didelių infrastruktūros pakeitimų.
Galiausiai, įdiegus tinkamą aušinimo skysčiu sprendimą, galima žymiai sutaupyti operacijų ir užtikrinti, kad jūsų duomenų centras išliktų efektyvus, patikimas ir pasirengęs patenkinti augančius AI ir didelių duomenų programų poreikius.
Dažnai užduodami klausimai (DUK)
Kas yra tiesioginio lusto (DTC) aušinimas?
DTC aušinimas apima skysčio paleidimą tiesiai per serverio lustus, pvz., CPU arba GPU uždaro ciklo sistemoje, efektyviai pašalinant šilumą.
Ar aušinimas panardinant yra saugus serveriams?
Taip, panardinamasis aušinimas naudoja nelaidžius skysčius, kad būtų užtikrintas elektroninių komponentų saugumas, todėl serveriai gali būti panardinami tiesiai į skystį.
Kuo skiriasi RDHx nuo tradicinio oro aušinimo?
RDHx sistemos vėsina tiesiogiai iš serverių išeinantį karštą orą, o tradicinis oro vėsinimas priklauso nuo oro cirkuliacijos ir ŠVOK sistemų aušinimui.
Ar skystas aušinimas gali sutaupyti duomenų centro energijos sąnaudas?
Taip, aušinimas skysčiu paprastai yra efektyvesnis nei aušinimas oru, todėl laikui bėgant galima žymiai sutaupyti energijos.
Ar visi serveriai palaiko panardinamąjį aušinimą?
Ne visi serveriai yra skirti aušinti panardinant, todėl prieš įdiegiant svarbu pasitarti su aparatūros gamintojais dėl suderinamumo.
Kokia yra skysčio aušinimo sistemos eksploatavimo trukmė?
Skysčio aušinimo sistemos, tinkamai prižiūrimos, gali tarnauti daugelį metų, dažnai pralenkdamos tradicinius aušinimo oru būdus dėl mažesnio komponentų susidėvėjimo.