دینامیک صنعت خنک کننده مایع مرکز داده

با توسعه نوآورانه فناوری هایی مانند هوش مصنوعی، محاسبات ابری، داده های بزرگ و بلاک چین، عصر ارتباطات 5G که با سرعت بالا، تاخیر کم و اتصال زیاد مشخص می شود فرا رسیده است. از آنجایی که زیرساخت های اطلاعاتی، مراکز داده و تجهیزات ارتباطی مقدار فزاینده ای از بار محاسباتی را تحمل می کنند و الزامات برای کارایی محاسبات نیز در حال افزایش است.

به منظور پاسخگویی به چالش‌های عملکرد پردازش شبکه، سرورهای مرکز داده و دستگاه‌های ارتباطی به طور مداوم قابلیت‌های پردازشی و یکپارچه‌سازی خود را بهبود می‌بخشند که منجر به افزایش مداوم چگالی توان می‌شود. این تغییرات نه تنها مشکلات مصرف انرژی زیادی را به همراه دارد، بلکه به دلیل چگالی حرارت بالا، نیازهای بیشتری را برای تجهیزات و فناوری تبرید به همراه دارد. فن‌آوری خنک‌کننده هوای سنتی در مواجهه با سناریوهای با چگالی گرمای بالا یک گلوگاه ایجاد می‌کند و راندمان اتلاف گرما دیگر نمی‌تواند با راندمان محاسباتی مطابقت داشته باشد. در این زمینه، فناوری خنک‌کننده مایع به دلیل بهره‌وری انرژی فوق‌العاده بالا، چگالی حرارتی فوق‌العاده بالا و ویژگی‌های دیگر، توجه گسترده‌ای را در صنعت به خود جلب کرده است. فن آوری خنک کننده مایع تنها راه حل چالش های فشار اتلاف گرما و حفظ انرژی است. شرکت های بیشتر و بیشتری از خنک کننده مایع به عنوان راه حل حرارتی مرکز داده برای نیازهای عملکرد بالا استفاده می کنند.

هایلندر، یک شرکت مرکز داده زیر آب، یک مرکز تجاری را در آب های نزدیک جزیره هاینان چین مستقر کرده است. این سامانه 1300 تنی (1433 تنی) در عمق 35 متری زیر آب غوطه ور شد و از اقیانوس برای خنک سازی استفاده کرد. این شرکت اظهار داشت که این ماژول می تواند بیش از 4 میلیون تصویر با وضوح بالا را در 30 ثانیه پردازش کند، معادل 60000 کامپیوتر سنتی که به طور همزمان کار می کنند. Hailan Cloud امیدوار است که در نهایت 100 ماژول از این قبیل را در محل مستقر کند که گفته می شود 68000 متر مربع زمین و همچنین 122 میلیون کیلووات ساعت برق و 105000 تن آب شیرین در سال صرفه جویی می کند.

پردازنده Gaudi اینتل به طور خاص برای آموزش هوش مصنوعی طراحی شده است و به عنوان یک "جایگزین واضح" برای Nvidia پیشرو در بازار معرفی می شود. پردازنده Gaudi2 در سال 2022 برای ابررایانه هوش مصنوعی اینتل که برای هوش مصنوعی پایدار ساخته شده بود، با تراشه های تولید شده توسط TSMC راه اندازی شد. شتاب دهنده هوش مصنوعی Gaudi3 اینتل در سال 2024 راه اندازی خواهد شد و برای توسعه خنک کننده مایع دو فاز با Vertiv همکاری خواهد کرد. این سیستم‌ها از یک سیستم خنک‌کننده پمپی دو فازی (P2P) استفاده می‌کنند که هدف آن حذف حداکثر 160 کیلووات گرما با استفاده از آب در دمای 17 درجه سانتی‌گراد تا 45 درجه سانتی‌گراد (62.6 درجه فارنهایت تا 113 درجه فارنهایت) است. راه حل جایگزین برای مراکز داده با هوا خنک می تواند تا 35 درجه سانتیگراد (95 درجه فارنهایت) و بار حرارتی تا 40 کیلو وات برسد. Vertiv اظهار داشت که این سیستم ها از PFAS استفاده نخواهند کرد و خطرات سلامتی که PFAS ممکن است به همراه داشته باشد مانع از توسعه سایر محصولات خنک کننده دو فازی می شود.

تامین کننده بریتانیایی و نوردیک Verne Global خنک کننده مایع را در پارک مرکز داده زیرزمینی خود در فنلاند معرفی کرده است. ورن با دل و اینتل همکاری کرد تا خنک‌کننده مستقیم مایع (DLC) را برای سیستم‌های نصب شده در مرکز داده راک، واقع در یک تونل نظامی سابق در بستر پولی در حدود 200 کیلومتری هلسینکی، فراهم کند.

Infosys، یک شرکت خدمات فناوری اطلاعات هند، مایع خنک کننده غوطه وری را از شرکت Shell New Energy انگلستان پذیرفته است. این شرکت قصد دارد یک محصول مرکز داده سبز یکپارچه بر اساس پلتفرم توپاز AI Infosys ایجاد کند که توسط خنک کننده غوطه وری Shell (یک خنک کننده غوطه وری مصنوعی تک فاز) خنک می شود. اعلام Infosys نشان می دهد که مراکز داده تقریباً 1.5٪ از تولید برق جهانی را تشکیل می دهند و انتشار دی اکسید کربن ممکن است 1٪ از تولید برق جهانی را تشکیل دهد. انتظار می رود هوش مصنوعی مولد این رشد را به میزان قابل توجهی افزایش دهد و Infosys ادعا می کند که خنک کننده مایع می تواند کمک کند زیرا مصرف انرژی را کاهش می دهد. این شرکت بر این باور است که خنک کننده همهجانبه می تواند مصرف انرژی سیستم های هوش مصنوعی آینده را کاهش دهد، اگرچه تأثیر کلی بیشتر سیستم های هوش مصنوعی همچنان افزایش انرژی خواهد بود. به طور خاص، این شرکت ادعا می کند که خنک کننده مایع می تواند مصرف انرژی را تا 48٪ کاهش دهد.

در حال حاضر، فناوری خنک کننده هوا یکی از بالغ ترین و پرکاربردترین راه حل های خنک کننده در مراکز داده است. در سال های اخیر، تحت سیاست "دو کربن"، شاخص PUE مراکز داده به طور مداوم کاهش یافته است و بیشتر مناطق نیاز دارند که راندمان استفاده از برق نباید از 1.25 تجاوز کند و فعالانه ارتقاء و تحول مراکز داده را ترویج می کند. با استقرار سریع سرورها، چگونگی کاهش بیشتر مصرف انرژی و دستیابی به توسعه سبز مراکز داده در کانون توجه صنعت قرار گرفته است.