خنک کننده مایع غوطه وری دو فاز بر چالش نشت مایع خنک کننده غلبه می کند

به منظور برآورده کردن نیازهای محاسباتی در زمان واقعی داده های عظیم و تقاضای فزاینده برای برنامه های کاربردی هوش مصنوعی، صنعت کامپیوتر به سمت معماری تراشه هایی رفته است که می توانند قدرت بالاتری را اداره کنند. در حال حاضر، قدرت یک CPU تک تراشه از 150 وات به بیش از 300 وات افزایش یافته است. قدرت یک واحد پردازش گرافیکی به بیش از 700 وات افزایش یافته است. خنک کننده سنتی هوا با چالش رسیدن به حد خنک کننده در سرورهای با چگالی توان بالا مواجه است، بنابراین استفاده و تحقیق خنک کننده مایع در مراکز داده به یک نیاز فوری تبدیل شده است.

از یک طرف، خنک کننده مایع غوطه وری دو فاز می تواند به ظرفیت پردازش با چگالی بالاتر در فضاهای محدود دست یابد، که در نظر گرفته می شود که روند توسعه خنک کننده مایع را هدایت کند. از سوی دیگر، با توجه به مسائل مهم سازگاری مواد، تعادل حرارتی، بازیابی بخار و مزایای اقتصادی، بسیاری از مردم بر این باورند که خنک‌کننده مایع غوطه‌وری دو فاز هنوز یک پروژه علمی چالش برانگیز است.

سیستم های خنک کننده غوطه ور دو فازی که در حال حاضر مورد بررسی قرار می گیرند، اغلب برای ارگانیسم ها و محیط زیست مضر هستند. اگرچه سازندگان اقدامات سختگیرانه‌ای را برای جلوگیری از اتلاف مقدار زیادی مایع خنک‌کننده در محیط انجام داده‌اند، اما باید پیشرفت‌هایی در زمینه نشت مایع خنک‌کننده، هزینه‌های استفاده کمتر و قابلیت نگهداری بهتر برای قفسه‌های مرکز داده خنک‌کننده غوطه‌ور شده دو فاز ایجاد شود.

مایکروسافت یک طرح مفهومی مبتکرانه برای سیستم رک مرکز داده خنک‌شده با مایع غوطه‌ور شده دو فازی آماده کرده است تا به مشکلات فوق رسیدگی کند. یک ماژول شاسی مهر و موم شده جداگانه می تواند شامل یک یا چند جزء الکترونیکی غوطه ور در یک خنک کننده دو فاز باشد. هنگامی که قطعات الکترونیکی کار می کنند و گرم می شوند، خنک کننده اطراف قطعات الکترونیکی تحت یک انتقال فاز از فاز مایع به فاز گاز قرار می گیرد و از طریق یک کوپلینگ بخار به مخزن کندانسور دو فاز می رسد. سپس در مخزن کندانسور دو فاز سرد می شود و پس از انتقال فاز به حالت مایع باز می گردد. یک ماژول شاسی مهر و موم شده جداگانه را می توان از جعبه کندانسور دو فاز بدون آزاد کردن مایع خنک کننده دو فاز جدا کرد و قفسه می تواند شامل چندین ماژول شاسی مهر و موم شده و جعبه کندانسور به عنوان یک کل باشد.

در سال‌های اخیر، خنک‌کننده مایع غوطه‌وری دو فاز به دلیل راندمان خنک‌کننده عالی و عملکرد مصرف انرژی مورد علاقه مایکروسافت قرار گرفته است. در آوریل 2021، مایکروسافت اعلام کرد که خنک‌کننده مایع غوطه‌وری دو فاز می‌تواند مصرف انرژی هر سرور معین را در صورت استفاده به عنوان یک راه‌حل خنک‌کننده برای برنامه‌های کاربردی با کارایی بالا مانند هوش مصنوعی، بین 5 تا 15 درصد کاهش دهد.
بر اساس این نتیجه، تیم مایکروسافت با سازنده و طراح سیستم فناوری اطلاعات مرکز داده همکاری کرد تا اولین راه حل خنک کننده غوطه وری دو فازی خود را در مرکز داده Azure مایکروسافت در کوئینسی، واشنگتن اعمال کند.