Esplorazione della tecnologia di raffreddamento a liquido Cold Plate e del suo ruolo nella gestione termica del data center
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Esplorazione della tecnologia di raffreddamento a liquido Cold Plate e del suo ruolo nella gestione termica del data center

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La rapida evoluzione della tecnologia nel panorama odierno ha alimentato la crescita dei data center, spinta da progressi come la comunicazione mobile 5G, i big data e il cloud computing.Questa espansione ha portato a un aumento sostanziale sia delle dimensioni che della capacità dei data center.Di conseguenza, i dispositivi elettronici ospitati all’interno di questi centri sono diventati altamente integrati, determinando un aumento significativo della potenza di generazione del calore e della densità del flusso di calore.Mentre i data center tradizionali consumano tipicamente circa 7 kW per rack, l’avvento dei server ad alte prestazioni ha spinto questa cifra a 50 kW per rack, con l’aspettativa di superare i 100 kW entro i prossimi cinque anni.Questa crescita della densità di potenza ha portato in primo piano la sfida della dissipazione del calore, ponendo un ostacolo significativo allo sviluppo sostenibile dei data center.


Il sistema di raffreddamento svolge un ruolo fondamentale nella gestione del calore generato dai dispositivi elettronici, garantendo che funzionino entro l'intervallo di temperatura richiesto.Tuttavia, rappresenta anche oltre il 40% del consumo energetico di un data center, rendendolo uno dei componenti a maggior consumo energetico.Pertanto, l’adozione di una tecnologia di raffreddamento efficiente è essenziale non solo per prevenire il surriscaldamento dei componenti elettronici, ma anche per ridurre il consumo energetico complessivo.La tradizionale tecnologia raffreddata ad aria si è rivelata inadeguata nel soddisfare le esigenze di dissipazione del calore dei data center ad alta potenza, spesso causando problemi come punti caldi localizzati e consumo energetico eccessivo.

Tecnologia di raffreddamento a liquido Cold Plate-0-copertura

La tecnologia di raffreddamento a liquido emerge come un’alternativa promettente, offrendo capacità termiche specifiche da 1.000 a 3.500 volte superiori a quelle dell’aria e conducibilità termiche da 15 a 25 volte superiori a quelle dell’aria.Grazie alla sua affidabilità superiore e al minor consumo energetico, la tecnologia di raffreddamento a liquido è meglio attrezzata per soddisfare le esigenze di raffreddamento dei moderni data center ad alta densità.Tra le varie tecnologie di raffreddamento a liquido, la tecnologia di refrigerazione a liquido basata su piastre fredde si distingue come il metodo più antico e più ampiamente adottato, offrendo effetti di raffreddamento significativamente superiori rispetto alla tecnologia di raffreddamento ad aria.


Nelle applicazioni pratiche, l'integrazione della tecnologia di raffreddamento a liquido Cold Plate con i sistemi di raffreddamento ad aria facilita la rapida rimozione del calore dai server riducendo al tempo stesso l'efficacia del consumo energetico del data center.Questo approccio combinato è considerato la soluzione tecnica principale per affrontare le sfide poste dall'elevato flusso di calore e dal consumo energetico nei sistemi di raffreddamento dei data center.


Questo documento fornisce una panoramica dello stato di sviluppo della tecnologia di refrigerazione liquida basata su piastre fredde e discute i potenziali problemi e sfide nella sua applicazione futura, ponendo le basi per la costruzione di data center ecologici e ad alta efficienza.


Stato di sviluppo della tecnologia di raffreddamento a liquido Cold Plate

Il sistema di refrigerazione a liquido standard basato su piastre fredde è costituito principalmente da una piastra fredda, un'unità di distribuzione del raffreddamento, una pompa di circolazione e un refrigeratore.Questa tecnologia trasporta il calore dai dispositivi elettronici al refrigerante nel tubo di circolazione tramite la piastra fredda, e il refrigerante trasmette quindi il calore al refrigeratore, dove viene dissipato nell'ambiente esterno o riciclato.


Nel sistema di raffreddamento basato sulla tecnologia di refrigerazione a liquido Cold Plate, il refrigerante non entra direttamente in contatto con il server, rendendolo una tecnologia di raffreddamento a liquido indiretto.A seconda che il liquido refrigerante subisca evaporazione nella piastra fredda, questa tecnologia può essere classificata in tecnologia di refrigerazione liquida basata su piastre di raffreddamento monofase e bifase.I backplane raffreddati ad acqua sono comunemente utilizzati nella tecnologia di raffreddamento a piastre fredde, essendo i due tipi principali i backplane raffreddati ad acqua aperti e chiusi.


I backplane aperti raffreddati ad acqua possono raggiungere una potenza di raffreddamento di 8-12 kW, mentre i backplane chiusi raffreddati ad acqua fanno circolare l'aria all'interno dell'armadio chiuso, offrendo un elevato utilizzo del raffreddamento e una potenza di raffreddamento di 12-35 kW.Rispetto ai backplane basati sui metodi tradizionali di raffreddamento ad aria, gli armadi per data center con backplane chiusi raffreddati ad acqua possono risparmiare quasi il 35% del consumo energetico annuale e consentire un raffreddamento preciso.La tecnologia del backplane chiuso raffreddato ad acqua può ottimizzare gli armadi aperti esistenti, migliorare le capacità del sistema di raffreddamento, ridurre il consumo energetico del data center e abbassare il PUE (Power Usage Effectiveness) del data center.


Il cabinet IBM basato sul backplane chiuso raffreddato ad acqua soddisfa con successo i requisiti di dissipazione del calore dei server ad alto flusso di calore, con un'efficienza di raffreddamento del calore superiore dell'80% rispetto a quella della tecnologia con raffreddamento ad aria a strato singolo.Sebbene queste soluzioni consentano un raffreddamento preciso per armadi specifici e risolvano le sfide di dissipazione del calore degli armadi ad alto flusso di calore, possono presentare inconvenienti come elevati costi di personalizzazione e manutenzione.


Con l'obiettivo di guidare i limiti della tecnologia di raffreddamento verso una vita migliore, Mstirling si sta dedicando a essere un terminatore della tua soluzione di raffreddamento per la tua applicazione.

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