Revolusi teknologi penyejukan cecair di pusat data
Dengan pembangunan inovatif teknologi seperti AI, pengkomputeran awan dan data besar, pusat data dan peralatan komunikasi, sebagai infrastruktur maklumat, sedang menjalankan jumlah pengiraan yang semakin meningkat. Dengan peningkatan pesat kuasa pengkomputeran di pusat data, ketumpatan kuasa kabinet tunggal telah meningkat, yang meletakkan permintaan yang lebih tinggi pada kecekapan pelesapan haba. Sebaliknya, di bawah dasar "karbon dwi", pusat data, sebagai "pengguna tenaga utama", dikehendaki terus mengurangkan penunjuk PUE mereka untuk mengurangkan penggunaan elektrik sistem penyejukan. Walau bagaimanapun, penyejukan udara tradisional tidak lagi dapat memenuhi keperluan pelesapan haba di atas, dan teknologi penyejukan cecair telah muncul.
GPU pusat data teratas yang tersedia di pasaran 10 tahun lalu ialah NVIDIA K40, dengan kuasa reka bentuk terma (TDP) sebanyak 235W. Apabila NVIDIA mengeluarkan A100 pada tahun 2020, TDP hampir 400W, dan dengan cip H100 terkini, TDP melonjak kepada 700W. Penggunaan kuasa reka bentuk terma bagi satu cip AI berprestasi tinggi telah mencapai 1000W. Difahamkan Intel sedang membangunkan cip yang mungkin mencapai 1.5kW. Persaingan dalam kecerdasan buatan akhirnya berpunca kepada persaingan dalam kuasa pengkomputeran, dan kesesakan utama untuk cip pengkomputeran tinggi ialah keupayaan pelesapan haba mereka. Apabila TDP cip melebihi 1000W, teknologi penyejukan cecair mesti diguna pakai.
Teknologi penyejukan cecair dengan berkesan boleh menyelesaikan masalah penggunaan berketumpatan tinggi dan terlalu panas setempat di dalam bilik komputer, antaranya penyejukan cecair rendaman mempunyai kelebihan yang luar biasa dalam pelesapan haba dan penjimatan tenaga. Penyejukan cecair rendaman ialah kaedah penyejukan cecair sentuhan langsung yang tipikal, di mana peranti elektronik direndam dalam cecair penyejuk, dan haba yang dijana terus dipindahkan ke cecair penyejuk dan dijalankan melalui peredaran cecair. Penyejukan cecair rendaman boleh dikelaskan kepada dua jenis: penyejukan cecair rendaman fasa tunggal dan penyejukan cecair rendaman perubahan fasa, bergantung kepada sama ada cecair penyejuk yang digunakan akan mengalami perubahan keadaan semasa penyejukan peranti elektronik. Kelebihan fasa tunggal ialah kos penggunaan dan kos sederhana penyejukan adalah lebih rendah, dan tiada risiko limpahan penyejuk; Kelebihan perubahan fasa terletak pada kapasiti dan had pelesapan haba yang lebih tinggi, tetapi ia masih ketinggalan di belakang fasa tunggal dari segi kos dan kematangan teknologi.
Penyejukan rendaman fasa tunggal menyediakan penyelesaian yang menarik untuk pusat data yang mencari pengurusan haba yang cekap dan boleh dipercayai. Dalam kaedah ini, komponen IT direndam sepenuhnya dalam cecair penebat yang dirumus khas. Cecair ini secara langsung menyerap haba daripada pelayan, sama seperti penyejukan rendaman dua fasa. Tidak seperti sistem dua fasa, penyejuk fasa tunggal tidak mendidih atau mengalami peralihan fasa. Ia kekal cair sepanjang keseluruhan proses penyejukan. Cecair penebat yang dipanaskan beredar melalui penukar haba di dalam unit pengedaran penyejukan (CDU). Penukar haba ini memindahkan tenaga haba ke medium penyejukan bebas, biasanya sistem air gelung tertutup. Cecair penebat yang disejukkan kemudiannya dipam semula ke dalam tangki rendaman untuk melengkapkan kitaran penyejukan.
Dalam sistem penyejukan rendaman dua fasa, komponen elektronik direndam dalam mandi cecair pengalir haba terlindung, yang mempunyai kekonduksian terma yang jauh lebih baik daripada udara, air atau minyak. Perbezaan antara penyejukan cecair rendaman dua fasa ialah penyejuk mengalami peralihan fasa. Laluan pemindahan haba penyejukan cecair rendaman dua fasa pada asasnya adalah sama dengan penyejukan cecair rendaman fasa tunggal, dengan perbezaan utama ialah penyejuk sisi sekunder hanya beredar di kawasan dalaman ruang rendaman, dengan bahagian atas ruang rendaman adalah zon gas dan bahagian bawah adalah zon cecair; Peralatan IT direndam sepenuhnya dalam cecair penyejuk takat didih rendah, yang menyerap haba daripada peralatan dan mendidih. Bahan penyejuk gas suhu tinggi yang dihasilkan melalui pengewapan, disebabkan ketumpatannya yang rendah, secara beransur-ansur berkumpul di bahagian atas ruang rendaman dan menukar haba dengan pemeluwap dipasang di bahagian atas, terpeluwap menjadi penyejuk cecair suhu rendah. Ia kemudian mengalir kembali ke bahagian bawah ruang di bawah tindakan graviti, mencapai pelesapan haba untuk peralatan IT.
Dalam proses pembangunan inovatif teknologi pelesapan haba, sama ada cip atau peranti elektronik, volum, kos reka bentuk, kebolehpercayaan, dan aspek lain produk adalah ambang yang tidak dapat dielakkan oleh perusahaan. Ini juga merupakan masalah yang mesti diseimbangkan dan diselesaikan oleh teknologi pelesapan haba. Teknologi gabungan yang berbeza boleh digunakan untuk membangunkan produk untuk pelbagai bahan pelesapan haba, teknologi, dan senario aplikasi, untuk mencari penyelesaian optimum untuk corak semasa.
