5 つのサーバー温度管理テクノロジーの比較、単相 DLC の方が効果的

最近、DCD が主催した技術講演会で、デルの技術専門家ティム・シェッド博士は、「データセンターにおける 5 つのサーバー熱管理テクノロジーのパフォーマンス比較」と題した特別レポートの中で、主要なデータセンター冷却テクノロジーには空冷、単相浸漬などがあることを明らかにしました。 、二相浸漬、二相直接液冷 単相直接液冷 (DLC、コールド プレート) の研究とテストの比較。

2025 年までに、CPU または GPU チップの電力は一般に最大 500 W に達すると予想されており、人工知能と機械学習により GPU 電力は 700 W まで押し上げられ、近い将来には 1000 W になると予想されています。さらに重要なことは、電力を増加させながら、チップの正常な動作を保証するには、チップのパッケージング温度を下げ、温度差を小さくする必要があるということです。半導体技術が進歩するほど、トランジスタのサイズは小さくなり、リーク電流は大きくなり、リーク電流は温度とともに指数関数的に増加します。したがって、熱管理システムの課題は激化しています。

数年前、プロセッサーの TDP が約 250W だったとき、これら 5 つの熱管理テクノロジーは、データセンター キャビネットに 32 台のデュアル 250W ラック マウント サーバーを展開するなど、一般的なデータセンター キャビネットに非常に効率的な冷却を提供できました。 2U ラックマウントサーバーの場合、レポートでは、チップパッケージとサーバーを流れる空気の間に約 26 度の温度差があることが観察されています。したがって、わずか 25 度の冷気でチップ温度を約 51 度に維持するのは非常に合理的です。この時点で、単一サーバーの空冷効率は単相浸漬冷却と同等になります。

現在、単一プロセッサの電力は 350 W から 400 W まで増加しており、チップから施設の冷却水まで熱を除去するために必要な温度差は増加し続けています。同様に、32 台のデュアル 350W ラックマウント サーバーを備えたキャビネットが冷却用に配置されています。空冷（1U）中の空気とチップパッケージングの温度差は50度を超えます。これは、サーバーが25度の冷気で冷却されると、プロセッサの温度が75度に達し、プロセッサの動作温度限界に近づくことを意味します。プロセッサー。現在のプロセッサーの電力は 350W-400W まで増加しており、空冷は実際の限界に非常に近づいていることがわかります。これは、通常は冷たい空気が必要であることを意味し、それによって冷却エネルギーの消費が悪化しています。

今後 2 ～ 3 年で、プロセッサの TDP は一般に 500 W に増加し、空冷は大きな課題に直面しており、革新的なヒートシンク設計方法が必要になるか、より多くの空気が入ってプロセッサを冷却できるようにするための大型サイズに依存する必要があります。この時点で、空冷(1U)、単相浸漬冷却、チップパッケージング間の温度差は60℃を超えます。二相浸漬冷却は依然として有効であり、温度差は約 34 度まで増加します。二相 DLC と単相 DLC の温度差範囲 (1 lpm) はそれほど大きくなく、約 25 度です。単相 DLC (2 lpm) の温度差範囲は小さく、約 17 度です。

他の 4 つのデータセンター冷却方式と比較して、単相直接液体冷却 (DLC) は熱効率が最も高く、より優れた持続可能性を実現し、効率を向上させる潜在的な方法を提供できます。