Penyelidikan tentang status pembangunan teknologi penyejukan cecair pelayan di dalam dan luar negara
Pelesapan haba yang cekap mikroelektronik dan peralatan elektrik sentiasa menjadi salah satu aplikasi utama teknologi pemindahan haba moden
[1]. Penyepaduan cip pemprosesan elektronik semakin tinggi, tetapi volumnya semakin kecil. Proses pembuatan CPU telah beralih daripada 65 nanometer kepada 32 nanometer sebagai era arus perdana, dan GPU telah memasuki era 28 nanometer, yang menyebabkan aliran haba yang tinggi. Masalah pelesapan haba ketumpatan
[2]. Keluaran haba cip CPU telah melonjak daripada kira-kira 105 W/m2 daripada 1 Yi beberapa tahun lalu kepada kira-kira 106 W/m 2 daripada 1 Yi sekarang
[3]. Jika pelesapan haba adalah lemah, suhu yang terlalu tinggi yang dihasilkan bukan sahaja akan mengurangkan kestabilan kerja cip dan meningkatkan kadar ralat, tetapi juga menyebabkan tekanan haba yang berlebihan disebabkan oleh perbezaan suhu yang berlebihan antara persekitaran dalaman dan luaran modul. , yang menjejaskan prestasi elektrik cip. Kekerapan kerja, kekuatan mekanikal dan kebolehpercayaan. Penyelidikan dan aplikasi praktikal telah menunjukkan bahawa kadar kegagalan komponen elektronik meningkat secara eksponen dengan peningkatan suhu operasi
[4]. Setiap kali suhu komponen semikonduktor tunggal meningkat sebanyak 10 darjah Celsius, kebolehpercayaan sistem akan berkurangan sebanyak 50%. Kerana suhu tinggi boleh memberi kesan yang sangat berbahaya terhadap prestasi komponen elektronik, contohnya, suhu tinggi boleh membahayakan persimpangan semikonduktor, merosakkan antara muka sambungan litar, meningkatkan rintangan konduktor dan membentuk kerosakan tekanan mekanikal, kajian menunjukkan bahawa lebih daripada 55% Mod kegagalan peralatan elektronik disebabkan oleh suhu yang berlebihan
[5]. Sejak pelayan dilahirkan, pelesapan haba sistemnya sentiasa disertai dengan perkembangannya dan tidak boleh dihapuskan. Kebanyakan pelayan biasa bergantung pada udara sejuk untuk menyejukkan mesin. Dengan pembangunan superkomputer, penyepaduan cip dan kelajuan pengkomputeran terus meningkat, penggunaan tenaga juga meningkat, dan masalah pelesapan haba telah menjadi semakin menonjol. Kaedah pelesapan haba penyejuk udara tradisional ialah kaedah pemindahan haba terus, yang bergantung pada kaedah pemindahan haba perolakan cecair fasa tunggal dan kaedah penyejukan udara paksa hanya boleh digunakan untuk peranti elektronik dengan ketumpatan fluks haba tidak lebih daripada 10W/ cm2, dan nampaknya ketumpatan fluks haba lebih besar daripada 10W/ cm2. Tidak berdaya.
Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, pembangunan pemformatan domestik telah menjadi semakin matang, dan keperluan yang lebih tinggi telah diletakkan pada infrastruktur sistem maklumat—teknologi pusat data. Bagi pusat data, apabila jumlah data yang perlu diproses semakin meningkat, skala pusat data juga semakin meningkat.
Dengan pertumbuhan pesat permintaan perniagaan pemprosesan data dan perkembangan pesat teknologi komputer dan rangkaian, perusahaan besar seperti perbankan, insurans, sekuriti dan industri kewangan lain, pengangkutan, perubatan dan kesihatan serta perusahaan besar dan agensi kerajaan yang lain telah mencipta banyak data secara berturut-turut. pusat-pusat. Didorong oleh permintaan perkhidmatan data dan teknologi IT, pembinaan pusat data negara saya' kini telah memasuki tempoh pembangunan pesat, dan pusat pengkomputeran awan serta pusat data telah muncul di mana-mana.
Memandangkan kaedah penyejukan utama semasa ialah penyejukan udara, pusat data yang besar bermakna sejumlah besar bil elektrik. Dengan pembinaan pusat data, penggunaan tenaga yang besar bagi pusat data juga telah menarik perhatian pelbagai industri dalam masyarakat. Sebagai contoh, pada tahun 2013, bilangan pusat data di China adalah kira-kira 45,000, dan penggunaan kuasa tahunan adalah kira-kira 20 bilion kwj; dijangka menjelang 2020, bilangan pusat data di China akan melebihi 80,000, dan penggunaan kuasa tahunan akan melebihi 40 bilion. Kilowatt jam (sumber data: ICTresearch).
Terdapat banyak pusat data berskala besar dengan kos operasi elektrik berjuta-juta atau bahkan berpuluh-puluh juta dolar di China, dan pusat data telah menjadi lubang tanpa dasar"yang memakan kuasa." Nisbah kecekapan tenaga pusat data semasa tidak tinggi.
Ini kerana teknologi pengkomputeran yang berkaitan, teknologi bekalan kuasa dan teknologi penyejukan semuanya telah berkembang dari sejarah. Reka bentuk pusat data tradisional mengejar prestasi, manakala pusat data generasi baharu mesti mengejar kecekapan tenaga (PUE), iaitu, penggunaan tenaga pusat data, di bawah keadaan hari ini' kekurangan tenaga dan peningkatan pesat dalam kos tenaga . Memandangkan iklim global yang semakin panas, tenaga yang semakin ketat dan kos tenaga yang semakin meningkat, jabatan penggunaan tenaga tinggi di pusat data menghadapi cabaran yang teruk dalam mengurangkan penggunaan tenaga, meningkatkan penggunaan sumber dan menjimatkan kos. Perhatian semakin ramai pengurus pusat data dan vendor IT telah menjadi trend yang tidak dapat dielakkan dalam pembangunan pusat data pada masa hadapan. Pihak berkuasa negara yang berkaitan semakin memberi perhatian kepada isu pengurusan penggunaan tenaga di pusat data. Pada awal tahun 2013,"Kementerian Industri dan Teknologi Maklumat, Suruhanjaya Pembangunan dan Pembaharuan, Kementerian Tanah dan Sumber, Suruhanjaya Kawal Selia Elektrik, dan Pentadbiran Tenaga: Pendapat Panduan Mengenai Pembinaan dan Susun Atur Pusat Data&] quot; (Kementerian Perindustrian dan Teknologi Maklumat Unicom, 2013, halaman 13) mengemukakan keperluan yang sangat khusus , Ia adalah perlu untuk mempromosikan perancangan keseluruhan lokasi pusat data dan mempertimbangkan sumber dan faktor persekitaran, menggalakkan penggunaan intensif sumber, dan meningkatkan tahap penjimatan tenaga dan pengurangan pelepasan; memperkenalkan piawaian yang berkaitan untuk memenuhi keperluan generasi baharu pusat data hijau, mengoptimumkan susun atur aliran udara sejuk dan panas di dalam bilik komputer, dan menerima pakai bekalan udara yang tepat, Langkah-langkah seperti penyejukan cepat sumber haba untuk mengurangkan kos operasi dari segi pembinaan bilik komputer, pemilihan peralatan utama, dsb., untuk memastikan nilai PUE bagi pusat data berskala besar yang baru dibina, iaitu, kadar penggunaan tenaga pusat data, mencapai di bawah 1.5, dan berusaha untuk mengurangkan nilai PUE bagi pusat data selepas transformasi Ke bawah 2.
Pada masa ini, ketumpatan haba pelayan rak dan pelayan bilah baharu yang digunakan secara meluas di pusat data semakin meningkat dari tahun ke tahun. Sistem penyaman udara tradisional yang menggunakan teknologi penyejukan udara tidak dapat memenuhi keperluan penyejukan bilik komputer berketumpatan tinggi tersebut. Pereka bentuk infrastruktur pusat data mesti mencari cara lain untuk mencari mod penyejukan yang cekap dan munasabah.
Terdapat banyak cara teknikal untuk mengurangkan penggunaan tenaga pusat data, tetapi masalah asasnya bukanlah untuk menyelesaikan masalah kaedah pembinaan pusat data, tetapi untuk merevolusikan kaedah penyejukan komputer dan peralatan lain. Berdasarkan kemajuan penyelidikan terkini di dalam dan luar negara, pembangunan generasi baharu komputer penyejuk cecair (atau pelayan penyejuk cecair) dan penggunaan penyejuk cecair untuk menggantikan udara untuk menyejukkan elemen pemanas komputer merupakan revolusi teknologi dalam komputer masa hadapan. peralatan.
