データセンター液冷および冷媒業界の分析
人工知能、クラウドコンピューティング、ビッグデータ、ブロックチェーンなどのテクノロジーの革新的な発展により、高速、低遅延、大規模な接続を特徴とする5G通信の時代が到来しました。 情報インフラとして、データセンターや通信機器のコンピューティング負荷は増大しており、コンピューティング効率に対する要求も高まっています。
ネットワーク処理パフォーマンスの課題に対処するために、データセンターのサーバーと通信デバイスは、その処理能力と統合を継続的に改善し、その結果、電力密度が継続的に増加しています。 これらの変化は、膨大なエネルギー消費の問題を引き起こすだけでなく、高い熱密度による冷凍装置と技術に対するより高い要件ももたらします。 従来の空冷テクノロジーは、高熱密度シナリオに直面するとボトルネックとなり、熱放散効率が計算効率に追いつくことができなくなります。 これに関連して、液体冷却技術は、その超高エネルギー効率、超高熱密度などの特性により、業界で広く注目を集めています。 液体冷却技術は、放熱圧力とエネルギー節約の課題を解決する唯一の方法です。
コンピューティング能力の継続的な増加により電力密度の増大が促進され、冷凍技術に対する新たな要件が生じています。 コンピューティング能力の継続的な増加により、通信機器のパフォーマンスの継続的な向上が促進され、チップの消費電力と熱流束密度も継続的に増加しています。 製品の進化の各世代の電力密度は 30-50 パーセント増加します。 最新の X86 プラットフォーム CPU の最大消費電力は 300-400W で、業界最高のチップ熱流束密度は 120W/cm2 を超えています。 チップの電力密度の継続的な向上は、チップの放熱と信頼性を直接制限しており、従来の空冷による放熱機能を維持することがますます困難になってきています。 チップの電力密度の増加により、キャビネット全体の電力密度も増加し、現在の最大値はラックあたり 30kW を超えています。 コンピューター室の冷凍技術にも、より高い課題が突きつけられています。 液体冷却は、データセンターの新しい冷却技術として、高電力密度キャビネットの放熱ニーズを解決するために適用されます。
液体冷却には、低エネルギー消費、高放熱、低騒音、低 TCO などの利点があります。 液体の冷却能力は空気の冷却能力の 1000-3000 倍です。 液体冷却技術は、高密度、低ノイズ、低い熱伝達温度差、および一般的な自由冷却の利点を実現できます。 空冷技術と比較すると、比類のない技術的利点があります。 これは、コンピューティング能力、エネルギー効率、展開密度を大幅に改善する必要があるシナリオに適用できる優れた冷却ソリューションです。
液体冷却剤は液体冷却技術の重要な要素の 1 つです。 浸漬 (接触) 液体冷却技術の適用では、ハードウェア機器の要件に加えて、液体冷却剤も最も重要な要素の 1 つです。 適切な接触液冷クーラントには、次のものが必要です。
1) 良好な熱物性。 相変化には、高い熱伝導率、比熱容量、低い粘度、高い蒸発潜熱が必要です。
2) 凝固点と膨張係数が低い。
3) 単相液体冷却には高い沸点が必要です。
4) 二相液体冷却には適切な沸点と狭い沸点範囲が必要です。
5) 電子機器に対する化学的および熱的安定性が良好です。
6) 引火点と自己発火温度が高い。
7) システム材料（金属、非金属、その他の有機物）に対する腐食性がありません。
8) 規制上の制限はまったく必要ないか、最小限しか必要ありません (環境に優しい、非毒性、生分解性など)。
9) 経済性。
現在、空冷技術は最も成熟しており、データセンターで広く使用されている冷却ソリューションの 1 つです。 近年、「デュアルカーボン」政策のもと、データセンターのPUE指数は継続的に低下しており、ほとんどの地域では電力利用効率が1.25を超えないよう要求しており、データセンターのアップグレードや変革を積極的に推進している。 サーバー導入の加速に伴い、エネルギー消費をさらに削減し、データセンターのグリーン開発を実現する方法が業界の注目の的となっています。
