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水冷技术的应用:以人为本 技术先行 使用户真正安心的水冷技术来了

顺晟科技

2023-02-22 15:11:55

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资料来源:IDC圈

纵观人类历史,每次技术革新都伴随着生产要素和生产力的飞跃发展。今天,随着全球计算能力的增加,数据中心单位空间产生的热量不断增加,功率密度不断增加。赛迪顾问预计,快速增长的数据中心计算能力将促进大功率单机柜的快速普及,到2025年全球数据中心的平均功率将达到25千瓦。& ampquot双碳& ampquot以为背景,数据中心的& ampquot减少消费,提高效率& ampquot急需对的绿色开发需求。水冷是一种具有更强冷却功能的冷却技术,受到市场的持续关注。

计算力庆州热机冷板水冷应用广泛。

近年来,随着英特尔、华为、浪潮、联想、阿里等企业不断探索水冷领域,水冷数据中心基础设施的商业化进程正在加快。科学地咨询预测,到2025年,中国水冷数据中心应用市场规模将从2019年的114.7亿韩元达到849.5亿韩元。

2019-2025年中国水冷数据中心应用市长/市场规模(单位:亿韩元)

v2_ff4c9ea894ae47359c691e6d065268cc_oswg28503oswg834oswg490_img_png资料来源:科学和技术咨询

注:水冷数据中心应用市长/市场规模包括机械设备、水冷解决方案、水冷服务器等。

目前一般的数据中心水冷方式主要有冷盘、喷雾、浸没式三种。其中冷板型水冷主要应用于普通高密度数据中心领域,该技术是目前成熟度最高、应用最广泛的水冷冷却方案,对促进当前数据中心的绿色发展、降低PUE具有不可或缺的重要作用。

但是在应用阶段,用户总是有两大疑虑。一个是费用仍然高于风冷,另一个是存在泄漏风险问题。英特尔于2022年发布了《英特尔高效能数据中心白皮书》 《绿色数据中心创新实践——冷板液冷系统设计参考》(以下简称《冷板液冷系统设计参考》)白皮书,在最大限度地提高冷板水冷技术的同时,解决了这两大难题。

v2_73242c2a609d4ff2a44f776897a7c0f0_oswg841190oswg1090oswg613_img_png英特尔高性能数据中心白皮书:

https://www . Intel . cn/content/www/cn/zh/now/data-centric/high-performance-DC-GS

绿色数据中心创新实践参考——冷板水冷系统设计

https://www . Intel . cn/content/www/cn/zh/now/data-centric/liquid-cooling-cold-PP

以科学技术的全方位守护消除一站式用户的疑虑。

近年来,围绕PUE减少这一关键指标,整个ICT产业积极采用创新的技术和模式。英特尔还在芯片、服务器、数据中心产品等方面不断进行创新的技术迭代。数十年来,基于数据中心领域的创新和领导地位,英特尔提供了可持续的数据中心处理器技术,新的可扩展处理器通过内置加速器更有效地实现了领先的性能,从而实现了平台级的节能。另一方面,基于英特尔及其生态合作伙伴多年的积累和实践& amp# 039;4宽3岁& amp# 039;矩阵绿色数据中心技术框架(& amp# 039;绿色菜单& amp# 039;)引入,提供多种完整的解决方案和参考设计,将冷却技术放在核心位置,数据中心的& amp# 039;减少消费的效率& amp# 039;旨在有效地实现,并将PUE保持在1.25以内。

v2_a2c0db6b43a94a7e85c946d2d3e0d098_oswg89914oswg1317oswg703_img_png技术能力,系统地解决冷盘水冷的两大难题。

1、综合性、立体化的解决方案,应对高成本。

1)简单的设计,可满足冷却需求并降低成本

冷板水冷是一种非接触液体冷却技术,它将液体用热热工质通过冷板内部流道流动的热源冷却。在一般设计中,为了提高冷却性能,必须最大限度地增加冷板内部的微通道和液体的接触区域,因此在冷板设计结构中也会很复杂。但是问题也随之而来,设计越复杂,成本就越高。面对这些难题,英特尔通过众多生态合作伙伴发布的《冷板液冷系统设计参考》 & AMP;# 039;水冷部件设计注意事项& amp# 039;在中,冷板设计主要通过具有简单内部流体通道的模块结构,提供了提高冷却性能、降低成本的绿色高效解决方案。

2)模块化生产,提高生产效率

数据中心& ampquot模块化& ampquot部署方法为数据中心部署提供了实现碳中和的有力支持。与传统数据中心机型相比,模块化设计的冷盘水冷解决方案和专业冷媒可以涵盖CPU、内存等主要部件,从而显着降低成本。英特尔通过积极的行动和创新技术与生态合作伙伴开放,推进全栈联动节能,系统地减少了碳足迹。

在合作伙伴维赫的《数据中心液冷整体解决方案》中,为了响应数据中心广泛的水冷需求,使用模块化标准化生产一站式解决方案,快速整合数据中心冷盘水冷项目。作为英特尔认证的唯一冷板水冷计划集成商(截至2022年底),毕赫将在项目落地过程中进行各模块的独立设计、工厂内预制、独立包装、现场工程安装。整个模块化工作方式包括外部冷却设备和管道模块、一侧CDU和管网模块、第二侧CDU和管网模块、集群环网模块4个模块组件,所有4个模块都是独立包装和安装的。

v2_ecf08d1b32294521929dc457d3c5a0ce_oswg386765oswg866oswg495_img_png3)提高标准化质量,降低规模成本,实现差异化合作共赢。

根据《冷板液冷系统设计参考》白皮书,标准化是促进水冷数据中心发展的关键。通过标准化,可以有效降低水冷应用的技术门槛和成本门槛,实现产业化和规模化。

目前,英特尔正与水冷部件供应商、OXM供应商和众多最终用户一起推动冷板型水冷各部件的标准化。通过制定零部件设计质量要求和验证方法,将整个行业的质量标准从合格提高到质量。而且,随着从质量上升到优秀,英特尔将提倡生态伙伴创新,以差异化的方式吸引更多的上下游客户进入流量行业,不断降低整个行业的平均成本,最终为用户提供更低的价格。以铲子产品为例,在实现规模化之前,整个生产过程经历了很多阶段,耗费了很多时间,非常麻烦。规模化后直接使用压铸压力机,可以节省大量的时间和流程,降低工艺成本,从而间接降低用户成本。

v2_1fb9c05942bc4118b46a21ecb14ede41_oswg389785oswg802oswg448_img_png2,稳健的防泄漏战略,技术拆解泄漏风险问题。

对于冷板型水冷技术,成本和漏水这两个问题本身也有内部逻辑。换句话说,实际上解决泄漏风险是降低成本的根本。简单来说,泄漏风险越低,用户就越放心,使用的人越多,规模效应就越大,成本就越低。

1)通过新的技术设计和制造工艺降低泄漏风险

冷板型水冷系统主要包括水冷板(water cold plate)、管子(tube)、快速交换连接器(quick disconnect coupling)、分液器(Manifold)、冷却剂分配装置

对于冷板型水冷,泄漏可能性最大的地方是各个接口位置,而飞赫采用改进的接口设计流程,最大限度地减少了操作过程中接口泄漏的概率。为了减少手动操作失误造成泄漏的风险,产品采用防简易设计,通过扣压机进行自动安装。此外,还制作了根据英特尔UQD规范设计的快速换线连接器,使单个插头泄漏量小于1/6滴(连续6次插头,允许下降)或小于0.5ml。此快速变换连接器可在数据中心水冷系统操作期间进行液体插头,从而显着提高了维护效率。

v2_2266f7a05d1c4c36a5fea423901374c6_oswg182012oswg866oswg568_img_png2)全方位泄漏检测和干预系统安全

为了最大限度地减少泄漏带来的风险,英特尔和ECO合作伙伴BEHAC可以对用户采用最佳的泄漏检测和干预系统,立即识别泄漏发生的位置,并通过服务器自我保护设计实现自动保护和警报。

通过泄漏传感器LEAK SENSORS(包括泄漏检测绳LEAK SENSORS Rope)直接检测泄漏量,在第一时间发送警报,并向系统管理员提交泄漏信息,包括时间、位置等。

:考虑到v2_61fc8a531e3547689a60f4a5b101e05c_oswg241728oswg866oswg489_img_png员工反应期间仍然存在泄漏造成损失的危险,《冷板液冷系统设计参考》白皮书提出了其他自动干预方法,包括自动电气和流体干预,即检测到泄漏通知后,IT设备自动关闭,冷却剂自动停止工作。这样可以进一步防止大量硬件设施暴露在流出的液体中,便于维修,进一步减少损失。

以人为本、以用户为中心、体验极致

1、低毒防腐冷却制冷剂

本着以人为本的原则,实践用户导向,充分考虑制冷工质对人、自然环境、服务器的污染和腐蚀问题,《冷板液冷系统设计参考》主要推荐纯液(水系统冷却工质)和毒性低的丙烷二醇(防冻液)等作为冷却工质。为了弥补冷却工质的质量和系统腐蚀带来的风险,防止雾霾、碎屑、细菌污染造成的运行可靠性问题,考虑维护的便利性,规划定期维护和意外突发维护干预,采用冗余设计,确保水冷系统的在线维护。

2、高压防溅设计

在冷板型水冷系统中,冷却工质流动过程中压力过大会增加泄漏风险,对员工和设备造成潜在风险。根据《冷板液冷系统设计参考》,水冷系统及其部件必须符合当地安全规范,并且必须按照国际电子委员会(IEC)的IT设备安全标准(IEC60950-1和IEC62368-1)进行设计为了防止高压飞溅的危险,必须在服务器的进水口位置放置专用防水锤阀,全方位保证用户安全。

为未来收集绿色的可持续发展。

& ampquot东门,汽车东轨,东轮。& ampquot节能、碳减排、绿色、可持续性是英特尔作为国际领先技术公司的重要战略目标。为了未来,英特尔及其生态伙伴们正在深化合作创新,深入探讨水冷技术,进一步降低IT设备、计算设施、特别是作为数字经济基础的数据中心的消费效率,发挥整个产业生态和技术生态的力量,帮助中国为全球的可持续发展做出更大贡献。

春夏秋冬,周期反复。数据中心内持续发热的电子组件需要24小时持续冷却。一滴冷却剂的安静流动离不开科学技术和人性的加倍照顾。

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