Poruszanie się po fali ciepła AI: Trendy chłodzenia cieczą napędzają wydajność i wydajność
Chłodzenie cieczą jest tutaj, aby pozostać. Wraz z rosnącym zapotrzebowaniem na sztuczną inteligencję i wysokowydajne obliczenia, menedżerowie centrów danych zmagają się z tym, jak radzić sobie z większymi obciążeniami cieplnymi. Jednocześnie wzrosła presja, aby napędzać zrównoważony rozwój, ponieważ centra danych zaczęły być postrzegane jako duże konsumenci zasobów. Oba te trendy napędzają przyjęcie chłodzenia cieczą.
Systemy chłodzenia cieczą stanowią zarówno alternatywę, jak i uzupełnienie tradycyjnego chłodzenia powietrzem, które może poprawić zużycie energii, obniżyć koszty operacyjne i zwiększyć zrównoważony rozwój. Ponieważ ciecz zapewnia znacznie większą wydajność wymiany ciepła – 3,500 razy większą niż powietrze – i może zbliżyć się do źródła ciepła niż powietrze, systemy chłodzenia cieczą mogą znacznie poprawić efektywność zużycia energii (PUE). Jak przekazaliśmy w naszym ostatnim raporcie dotyczącym zrównoważonego rozwoju, chłodzenie cieczą może przynieść potencjalną poprawę PUE nawet o 45% w porównaniu z chłodzeniem powietrzem.
Ponadto Microsoft opublikował niedawno badanie, w którym stwierdzono, że przejście z chłodzenia powietrzem na zimne płyty może zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych i zapotrzebowanie na energię o około 15 procent, a zużycie wody o 30 do 50 procent w całym okresie życia centrów danych.
Jednak przejście na ciecz nie zawsze jest łatwe dla operatorów centrów danych; muszą oni wziąć pod uwagę przestoje, koszty budowy i wpływ na środowisko, jednocześnie zastanawiając się, jak wdrożyć najnowsze chipy nowej generacji w szybko zmieniającej się branży. Patrząc na rok 2026 i później, istnieje kilka trendów, na które menedżerowie centrów danych powinni się przygotować, myśląc o chłodzeniu cieczą i zrównoważonym rozwoju centrów danych.
Wspieranie wydajności nawet bez infrastruktury cieczowej w obiekcie
Wiele centrów danych zmaga się z wyzwaniem wspierania układów nowej generacji i zwiększenia efektywności energetycznej ich operacji. W idealnym świecie wiele centrów danych byłoby wyposażonych w płynną infrastrukturę dla każdego stelaża. Jednak projekty budowlane i modernizacje centrów przetwarzania danych mogą wiązać się z dłuższym przestojem i wymagają znacznych nakładów czasowych i finansowych. Podczas gdy linie płynnych instalacji do każdego stojaka z pewnością pomagają w prowadzeniu bardziej energooszczędnego centrum danych, projekty budowlane mogą mieć wady środowiskowe, ponieważ proces budowy jest bardzo wodociągowy i energochłonny. Budowa nowych centrów danych to długi proces, a dla zrównoważonego rozwoju ważne jest, aby branża upewniała się, że uzyskuje jak najwięcej obliczeń z istniejącego śladu.
Technologia Liquid-to-Air może pomóc. Wymienniki ciepła typu ciecz-powietrze mogą pomóc kierownikom centrów danych we wdrożeniu chłodzenia cieczą, nie polegając na wodzie w obiekcie, uruchamiając zamkniętą pętlę cieczy przez regały, a następnie odrzucając ciepło do powietrza, gdzie może być zarządzane przez istniejące systemy chłodzenia. Systemy chłodzenia LTA mogą obsługiwać wysokowydajne obliczenia i technologię nowej generacji oraz mogą pomóc obniżyć koszty operacyjne przy jednoczesnym zachowaniu czasu pracy i niezawodności.
Centra danych kolokacji mogą również wykorzystywać technologię LTA do uruchamiania klastrów obliczeniowych o wysokiej wydajności w swoich obiektach, pomagając im zdywersyfikować działalność i poprawić wydajność. Modułowa konstrukcja jednostek LTA pomaga również rozszerzać centra danych w miarę wzrostu zapotrzebowania na chłodzenie, zachowując elastyczność w zwiększaniu możliwości bez długich projektów modernizacji.
Oszczędzanie wody za pomocą chłodzenia cieczą
Może się to wydawać sprzeczne z intuicją, ale sprytnie zaprojektowane systemy chłodzenia cieczą mogą w rzeczywistości zużywać mniej wody niż chłodzenie powietrzem. Wiele centrów danych chłodzonych powietrzem wykorzystuje chłodzenie wyparne do klimatyzacji. Systemy chłodzenia wyparnego wykorzystują duże wymienniki ciepła do wychwytywania ciepła z powietrza w pomieszczeniu, które zostało przez NIE ogrzewane. Te wymienniki ciepła następnie transportują ciepło za pomocą wody, która jest chłodzona przez przechodzenie przez podkładki chłodzące, odparowując wodę do powietrza. Ponieważ woda jest odparowywana w ramach tego procesu, musi być zastąpiona przez źródła zewnętrzne.
Wiele systemów chłodzenia cieczą wykorzystuje zamknięte pętle, które poddają recyklingowi wodę przez stojaki. Te pętle cieczy należy odświeżać tylko ze względu na kwestie jakości wody i można je schłodzić innymi pętlami cieczowymi, które zapewniają lepszą wydajność wymiany ciepła i większe możliwości dla zrównoważonego rozwoju. Warto zauważyć, że ciepło przenoszone przez wodę może być ponownie wykorzystywane do innych zastosowań, takich jak ogrzewanie budynków, topnienie lodu, rolnictwo, oczyszczanie ścieków lub lokalne systemy ogrzewania. Dodaje to kolejną warstwę zrównoważonego rozwoju do centrów danych, przekształcając proces energochłonny, w którym ciepło jest rozpraszane w bardziej wydajny system, w którym ciepło jest ponownie wykorzystywane.
Chłodzenie cieczą poza stelażem
Centra danych mogą również zwiększyć zrównoważony rozwój dzięki zastosowaniu chłodzenia cieczą w infrastrukturze obiektu, takiej jak magazynowanie energii. Zasilanie rezerwowe ma kluczowe znaczenie dla centrów danych, ponieważ branża wymaga czasu pracy 24/7/7, niezależnie od zakłóceń lub wahań w lokalnej sieci.
Ponadto, ponieważ coraz więcej centrów danych zaczyna wytwarzać własną energię, aby zmniejszyć zależność od sieci i poprawić odporność, potrzebują one magazynowania energii na miejscu, aby zrównoważyć różnice w wytwarzaniu i zużyciu energii. Na przykład energia słoneczna może znacznie poprawić ogólny zrównoważony rozwój centrum danych, ale możliwe jest wytwarzanie energii słonecznej tylko w ciągu dnia, gdy słońce jest na zewnątrz. Magazynowanie energii może pomóc w oddzieleniu produkcji i zużycia energii.
Przestrzeń kosmiczna jest na najwyższym poziomie w centrach danych, więc instalacje magazynowania energii muszą zajmować jak najmniejszy ślad. Chłodzenie cieczą może poprawić gęstość energii w zastosowaniach magazynowania energii w taki sam sposób, w jaki może poprawić gęstość wiórów. Prowadzenie linii ciekłych przez stojaki akumulatorów pomaga utrzymać bezpieczeństwo, utrzymując baterie przed przegrzaniem, umożliwiając projektantom umieszczenie większej liczby baterii w pobliżu, zwiększając gęstość energii. W ten sposób innowacje wewnątrz centrum danych mogą być stosowane w infrastrukturze wspierającej, poprawiając bezpieczeństwo i zrównoważony rozwój.
Serwisowanie układów chłodzenia cieczą
W starszych systemach chłodzenia powietrzem menedżerowie centrów danych muszą zarządzać przepływem powietrza i temperaturami na wlocie, aby sprostać potrzebom chłodzonych układów. Jednak w tych zastosowaniach chłodzenie jest związane z całym pomieszczeniem, więc poszczególne systemy nie mają tak dużego wpływu na wydajność chłodzenia.
W zastosowaniach chłodzenia cieczą moc obliczeniowa jest bezpośrednio powiązana z wydajnością układu chłodzenia, ponieważ pętla chłodzenia działa aż do układu. Jeśli chłodzenie spadnie, nawet na chwilę, zakłóci działanie centrum danych i uszkodzi sprzęt. Skale czasu przegrzania, wyłączenia sprzętu i katastrofalnych awarii są często krótsze niż 30 sekund. Wymaga to bardzo zoptymalizowanego i opartego na rozwiązaniach podejścia do instalacji i konserwacji systemów chłodzenia.
Jedną ze stron konserwacji, którą warto szczególnie zwrócić, jest zarządzanie płynem. Jednostka dystrybucji chłodzenia jest sercem systemu centrum danych i zgodnie z tą analogią płynem jest krew. Jeśli płyny w przewodach chłodzących nie są odpowiednio oczyszczane i filtrowane, może to prowadzić do wzrostu biologicznego, korozji, zanieczyszczenia zimnych płyt, zanieczyszczeń w pętlach chłodzących, a ostatecznie do uszkodzenia sprzętu. Z milionami dolarów, które znajdują się w szafach serwerowych centrów danych, nie ma miejsca na błędy. Ważne jest, aby personel centrum danych rozumiał lub współpracował z kimś, kto rozumie, jak zarządzać jakością wody.
Zarządzanie jakością wody rozciąga się od instalacji przez cały okres eksploatacji urządzeń chłodniczych. Często obejmuje regularne czyszczenie i wymianę filtra, płukanie rurociągów wtórnych podczas instalacji lub przed dostawą, aby zapobiec biowzrostowi przed włączeniem systemu, okresowe testowanie cieczy i naprawę w celu zapewnienia jakości cieczy. Ważne jest, aby menedżerowie centrów danych wybierali urządzenia chłodzące, które są łatwe w obsłudze i mają plan utrzymania jakości wody przed zainstalowaniem urządzenia.
Koncentrując się na niezawodności i wydajności, firma nVent jest zaangażowana w dostarczanie najnowocześniejszych rozwiązań chłodniczych dostosowanych do wymagań nowoczesnych centrów danych i środowisk o wysokiej wydajności. Dowiedz się więcej o wszechstronnym portfolio i wiedzy specjalistycznej firmy nVent, w tym o rozwiązaniach dla centrów danych: Centra danych i sieci | nVent DATA-SOLUTIONS
Rozwiązania dla centrów danych
Dzięki ponad 15-letniemu doświadczeniu w zakresie chłodzenia cieczą, głębokie doświadczenie techniczne nVent w zakresie zastosowań i globalna obecność umożliwia tworzenie wydajnych rozwiązań, które zapewniają optymalną wydajność i niezawodność zaawansowanych środowisk obliczeniowych dla naszych partnerów.
