Sammenligning av fem termiske serverteknologier er enfase-DLC mer effektiv

Nylig, på en teknisk forelesning organisert av DCD, avslørte Dells tekniske ekspert Dr. Tim Shedd i en spesialrapport med tittelen "Performance comparison of five server termal management-teknologier i datasentre" at ledende datasenterkjøleteknologier inkluderer luftkjøling, enfase-nedsenking , to-fase nedsenking, to-fase direkte væskekjøling Sammenligning av enfase direkte væskekjøling (DLC, cold plate) forskning og testing.

Innen 2025 vil kraften til CPU- eller GPU-brikker generelt nå opp til 500 W, og kunstig intelligens og maskinlæring har presset GPU-effekten opp til 700 W, med en forventet 1000 W i nær fremtid. Enda viktigere, mens den øker kraften, kreves det lavere emballasjetemperaturer og mindre temperaturforskjeller for å sikre normal drift av brikken. Jo mer avansert halvlederteknologien er, desto mindre er transistorstørrelsen, og jo større er lekkasjestrømmen, som øker eksponentielt med temperaturen. Derfor øker utfordringen med termiske styringssystemer.

For noen år siden, da prosessorens TDP var på rundt 250W, var disse fem termiske styringsteknologiene i stand til å gi svært effektiv kjøling for typiske datasenterskap, for eksempel å distribuere 32 doble 250W rackmonterte servere i datasenterskap. For en 2U rackmontert server observerte rapporten en temperaturforskjell på omtrent 26 grader mellom chipemballasjen og luften som strømmer gjennom serveren. Derfor er det ganske rimelig å holde brikketemperaturen rundt 51 grader med kun 25 grader kald luft. På dette tidspunktet tilsvarer effektiviteten av luftkjøling for en enkelt server med enfase nedsenkingskjøling.

For tiden har kraften til en enkelt prosessor økt til 350W til 400W, og temperaturforskjellen som kreves for å fjerne varmen fra brikken til kjølevannet til anlegget øker stadig. På samme måte er et skap med 32 doble 350W rackmonterte servere utplassert for kjøling. Temperaturforskjellen mellom luft- og brikkeemballasjen under luftkjøling (1U) overstiger 50 grader, noe som betyr at når serveren kjøles med 25 grader kald luft, vil temperaturen på prosessoren nå 75 grader, og nærmer seg driftstemperaturgrensen til prosessor. Det kan sees at den nåværende prosessoreffekten har økt til 350W-400W, og luftkjøling er svært nær den faktiske grensen, noe som betyr at det vanligvis kreves kjøligere luft, og dermed forverres energiforbruket for kjøling.

I løpet av de neste to til tre årene vil TDP for prosessorer generelt øke til 500W, og luftkjøling står overfor betydelige utfordringer, som krever innovative designmetoder for kjøleribbe eller stole på større størrelser for å la mer luft komme inn og avkjøle prosessorene. På dette tidspunktet overstiger temperaturforskjellen mellom luftkjøling (1U), enfaset nedsenkingskjøling og chipemballasje 60 grader C; Den tofasede nedsenkingskjølingen er fortsatt effektiv, og temperaturforskjellen vil øke til ca. 34 grader; Temperaturforskjellen mellom to-fase DLC og en-fase DLC (1 lpm) er ikke signifikant, ca. 25 grader; Temperaturdifferanseområdet for enfase DLC (2 lpm) er mindre, omtrent 17 grader.

Sammenlignet med de fire andre datasenterkjølemetodene har enkeltfase direkte væskekjøling (DLC) den høyeste termiske effektiviteten og kan gi en potensiell måte å oppnå bedre bærekraft og forbedre effektiviteten på.