Kas yra CDU skysčio aušinimo sistemose?
1. Kodėl aušinimas skysčiu tampa būtinas
Spartus dirbtinio intelekto augimas lemia didelius duomenų centrų infrastruktūros pokyčius. Kadangi diegiama daugiau AI serverių ir didelio{1}}tankio GPU grupių, duomenų centrai susiduria su žymiai didesne šilumine apkrova nei anksčiau.
Kai kuriuose AI mokymo projektuose vienas GPU gali viršyti 700 W energijos suvartojimą, o stovo galios tankis gali siekti 80 kW ar net daugiau. Esant tokioms sąlygoms, naudojant tradicinį oro aušinimą tampa vis sunkiau išlaikyti stabilią darbinę temperatūrą.
Lyginant su oro aušinimu, aušinimas skysčiu suteikia didelių pranašumų tiek šilumos laidumo, tiek šilumos perdavimo efektyvumo atžvilgiu. Vanduo gali nešti maždaug 4000 kartų daugiau šilumos tūrio vienete nei oras, o jo šilumos laidumas yra maždaug 30 kartų didesnis.
Kitas svarbus privalumas – erdvės efektyvumas. Norint išsklaidyti tą patį šilumos kiekį, oro aušinimo sistemoms paprastai reikia daug didesnių radiatorių, ventiliatorių sistemų ir oro srauto erdvės, o naudojant skysčių aušinimą galima pasiekti didesnį aušinimo efektyvumą kompaktiškesnėje konstrukcijoje.
Dėl šių pranašumų aušinimas skysčiu greitai tampa pageidaujamu terminiu sprendimu šiuolaikiniams AI serveriams, GPU klasteriams ir didelio našumo{0}}duomenų centrams.
Šios skysčio aušinimo sistemos centre yra CDU (aušinimo paskirstymo įrenginys), kuris atlieka svarbų vaidmenį palaikant stabilią aušinimo skysčio cirkuliaciją ir šilumos perdavimą.
2. Kas yra CDU (aušinimo paskirstymo įrenginys)?
Aušinimo paskirstymo blokas (CDU) yra aušinimo skysčio valdymo sistema, naudojama duomenų centruose ir didelio{0}}našumo skaičiavimo aplinkose.
Pagrindinė jo funkcija yra perduoti šilumą, kurią sukuria serveriai, GPU, CPU ir kita IT įranga, į aušinimo terpę, o tada pašalinti tą šilumą per išorinę aušinimo sistemą.
CDU cirkuliuoja aušinimo skystį per siurblius, vamzdynus, kolektorius ir šaltąsias plokštes, sumontuotas ant šilumą-generuojančių komponentų. Kai aušinimo skystis teka per sistemą, jis sugeria šilumą iš lustų ir per vidinį šilumokaitį perduoda į įrenginio{2}}šalinimo kilpą.
Paprastais žodžiais tariant, CDU veikia kaip visos skysčio aušinimo sistemos „aušinimo skysčio cirkuliacijos ir šilumos valdymo centras“.
Be CDU skysčio aušinimo kilpa negali veikti saugiai ar efektyviai.
3. Kodėl duomenų centrams reikalingos CDU sistemos
Duomenų centro galios tankiui ir toliau didėjant, CDU sistemos tampa vis svarbesnės stabiliam skysčių aušinimo darbui.
Didelio{0}}galingumo aušinimo iššūkių sprendimas
Keliuose GPU aušinimo skysčiu projektuose, prie kurių dirbome, vieno GPU energijos suvartojimas jau viršijo 700W.
Tradicinis oro aušinimas stengiasi išlaikyti stabilią temperatūrą didelio{0}}tankio stelažuose, ypač dirbtinio intelekto aplinkoje. Skysčio aušinimo sistemos su CDU palaikymu gali efektyviai perduoti didelius šilumos kiekius nuo lustų ir išlaikyti stabilų šiluminį našumą.
Energijos efektyvumo gerinimas (PUE)
Lyginant su tradicinėmis oro aušinimo sistemomis, aušinimas skysčiu gali žymiai pagerinti energijos vartojimo efektyvumą (PUE).
Tinkamai valdant CDU, kai kurie skysčiu{0}}aušinami duomenų centrai gali pasiekti PUE reikšmes, artimas 1,1, o tradicinės oru{2}}aušinamos patalpos dažnai yra didesnės nei 1,5. Tiksliai valdydamos aušinimo skysčio temperatūrą ir srautą, CDU sistemos taip pat gali sumažinti priklausomybę nuo kompresorinių aušinimo sistemų ir pagerinti laisvojo aušinimo efektyvumą.
Sistemos patikimumo didinimas
Šiuolaikiniai CDU paprastai apima jutiklius ir pažangias valdymo sistemas, kurios nuolat stebi: temperatūrą, slėgį, srautą, nuotėkio sąlygas. Tai padeda išlaikyti stabilią tiekiamo aušinimo skysčio temperatūrą ir sumažina riziką, pvz., perkaitimą ar kondensaciją IT įrangoje.
Lanksčios plėtros palaikymas
Centralizuotos CDU sistemos gali palaikyti kelis stovus vienu metu, o paskirstyti CDU leidžia lanksčiai naudoti atskirus stovus arba lokalizuotas aušinimo zonas.
Naudojant kintamo -dažnio siurblius ir išmaniuosius valdiklius, CDU išvestis taip pat gali dinamiškai koreguoti, atsižvelgiant į serverio apkrovas realiuoju laiku{1}}, taip pagerinant bendrą energijos vartojimo efektyvumą.
Ilgalaikių{0}}veiklos išlaidų mažinimas
Nors aušinimo skysčiu sistemoms paprastai reikia didesnių pradinių investicijų nei oro aušinimo sistemoms, jos gali žymiai sumažinti ilgalaikes{0}}eksploatavimo išlaidas, nes:
Ventiliatoriaus energijos suvartojimo sumažinimas, aušinimo efektyvumo gerinimas, priežiūros dažnumo mažinimas, triukšmo lygio mažinimas.
Daugelyje didelio{0}}masto duomenų centrų projektų papildomos investicijos dažnai gali būti susigrąžintos per 1–2 metus.
4. Kaip CDU veikia šalto plokštelės skysčio aušinimo sistemoje
Šaldymo plokštės aušinimas skysčiu šiuo metu yra vienas dažniausiai naudojamų aušinimo skysčiu sprendimų, naudojamų dirbtinio intelekto serveriuose ir didelio našumo{0}}kompiuterinėse sistemose.
Sistema paprastai yra padalinta į dvi atskiras aušinimo skysčio kilpas:
Antrinė kilpa (IT pusė)
Pirminė kilpa (įrenginio pusė)
CDU veikia kaip šiluminis tiltas tarp šių dviejų kilpų.
Antrinė kilpa (IT pusė)
Antrinė kilpa paprastai apima: CDU, šaltąsias plokštes, UQD greitąsias jungtis, kolektorius, aušinimo skysčio vamzdynus.
Serverio viduje šaltos plokštės sugeria šilumą tiesiai iš GPU ir CPU. Tada šildomas aušinimo skystis teka atgal į CDU per kolektoriaus sistemą.
Pirminė kilpa (įrenginio pusė)
Pirminė kilpa paprastai apima: aušinimo bokštus, sausuosius aušintuvus, aušintuvus, įrenginių vandens vamzdynus.
CDU viduje šiluma per šilumokaitį perduodama iš IT-pusinio aušinimo skysčio į įrenginio-šalinį aušinimo skystį. Tada atvėsęs skystis cirkuliuoja atgal į šaltas plokštes, sudarydamas nepertraukiamą uždarą -kilpos aušinimo ciklą.
Šis atskirtos{0}}kilpos dizainas yra plačiai naudojamas, nes padeda palaikyti aušinimo skysčio švarą IT pusėje ir taip pat supaprastina ilgalaikę{1}}priežiūrą.
5. Pagrindiniai CDU komponentai
Nors CDU dizainas gali skirtis priklausomai nuo programos, daugumoje sistemų yra šie pagrindiniai komponentai:
* Siurbliai
Pasukite aušinimo skysčio cirkuliaciją visoje skysčio aušinimo kilpoje ir palaikykite stabilų srautą.
* Šilumokaičiai
Skystas-į-Šilumokaitis
Perduoda šilumą tarp IT{0}}šalinės aušinimo skysčio kilpos ir įrenginio vandens kontūro.
Skysčio{0}}į-oro šilumokaitis
Naudojamas kai kuriose atskirose vėsinimo aplinkose be įrenginio vandens sistemų.
Išmanioji valdymo sistema
Šiuolaikiniuose CDU dažnai integruoti mikroprocesorių{0}}pagrįsti valdikliai, skirti automatiškai reguliuoti: srautą, aušinimo skysčio temperatūrą, siurblio veikimą, aliarmo stebėjimą.
Vandens kokybės valdymas
Išlaikomas aušinimo skysčio grynumas ir cheminis balansas, siekiant sumažinti koroziją ir užtikrinti ilgalaikį{0}}sistemos patikimumą.
Aušinimo skysčio paskirstymo kolektorius
Tolygiai paskirsto aušinimo skystį visoje skysčio aušinimo sistemoje, kad pagerintų šiluminę konsistenciją.
6. Centralizuotas vs paskirstytasis CDU
Centralizuotas CDU
Centralizuotos CDU sistemos paprastai yra dideli kabineto{0}}stiliaus įrenginiai, galintys vienu metu palaikyti kelis stelažus arba visas duomenų sales.
Paprastai juos sudaro: pagrindiniai siurbliai, šilumokaičiai, filtrai, pažangios valdymo sistemos, perteklinės galios ir siurblių konstrukcijos. Šios sistemos dažniausiai naudojamos didelio masto-AI duomenų centruose, kuriems taikomi dideli aušinimo pajėgumo reikalavimai.
Paskirstytas CDU
Paskirstyti CDU yra mažesni moduliniai įrenginiai, sumontuoti šalia atskirų serverių stelažų arba jų viduje.
Palyginti su centralizuotomis sistemomis, paskirstyti CDU siūlo: lankstų diegimą, lengvesnį mastelio keitimą, trumpesnius aušinimo skysčio vamzdynus, mažesnį srauto pasipriešinimą, mažesnes energijos sąnaudas. Jie tampa vis populiaresni diegiant modulinę AI infrastruktūrą.
7. Ryšys tarp CDU ir šaltųjų plokščių
Šaltos plokštės skysčio aušinimo sistemose šaltoji plokštė ir CDU turi veikti kartu kaip visiškai integruotas terminis sprendimas.
Šaltoji plokštė veikia kaip „priekinės linijos šilumos kolektorius“, tiesiogiai sugerianti šilumą iš procesorių ir GPU per vidinius mikrokanalus arba pelekų struktūras.
CDU veikia kaip „šilumos valdymo centras“, atsakingas už: aušinimo skysčio cirkuliaciją, srauto valdymą, temperatūros stabilumą, šilumos perdavimo valdymą.
Realiuose skysčių aušinimo projektuose šie du komponentai turi būti kruopščiai suderinti.
Pavyzdžiui:
Šaltos plokštės srauto pasipriešinimas turi įtakos reikiamam siurblio galvutės slėgiui
Šilumos apkrova lemia CDU šilumos mainų pajėgumą
CDU srauto stabilumas tiesiogiai veikia šaltos plokštės aušinimo efektyvumą
Daugelyje projektų klientai iš pradžių sutelkia dėmesį tik į šaltų plokščių šiluminį našumą. Tačiau sistemos-lygio veiksniai, tokie kaip aušinimo skysčio srauto balansas, slėgio kritimas, jungties sandarinimas ir CDU stabilumas, yra vienodai svarbūs siekiant patikimo ilgalaikio aušinimo.
8. Dažnos problemos aušinimo skysčiu projektuose
Remiantis mūsų patirtimi, susijusia su aušinimo skysčiais, didelės galios aušinimo sistemose dažnai iškyla keletas inžinerinių problemų.
Srauto disbalansas
Dėl netinkamos kolektoriaus konstrukcijos aušinimo skystis gali pasiskirstyti netolygiai, dėl to tam tikruose GPU arba CPU gali atsirasti vietinių taškų.
Per didelis slėgio kritimas
Jei šaltos plokštės mikrokanalo struktūra sukuria per didelį srauto pasipriešinimą, CDU siurblys gali stengtis išlaikyti stabilią aušinimo skysčio cirkuliaciją.
Kondensacijos rizika
Netinkama aušinimo skysčio temperatūros kontrolė gali sukelti kondensacijos pavojų, ypač aplinkoje, kurioje yra daug drėgmės.
Jungties nutekėjimas
Prastas greitos jungties sandarinimas arba netinkamas montavimas gali padidinti nuotėkio riziką ilgą laiką{0}}naudojant.
Siurblio galvutės neatitikimas
Jei siurblio specifikacijos neatitinka sistemos pasipriešinimo, aušinimo skysčio srautas gali tapti nestabilus ir sumažinti aušinimo efektyvumą.
9. PaprotysSkysčio aušinimo sprendimaiiš Awind
Kaip profesionalus šilumos valdymo gamintojas, „Awind“ daugiausia dėmesio skiria didelio našumo skysčių aušinimo sprendimų kūrimui ir gamybai.
Mes teikiame:
* Individualus šaldymo plokštės dizainas
* Šiluminio modeliavimo palaikymas
* CNC apdirbimas
* Nuotėkio patikrinimas
Mūsų skystos šaldymo plokštės yra suprojektuotos taip:
>>Mažas srauto pasipriešinimas
>>Aukštas šilumos laidumas
>>Patikimas sandarinimo efektyvumas
Siekiant užtikrinti gaminio patikimumą, visi gaminiai yra griežtai tikrinami, įskaitant sandarumo, slėgio bandymus ir vidaus valymo procesus.
Nesvarbu, ar tai būtų AI serveriai, GPU aušinimo sistemos, pramoninė elektronika ar pritaikyti aušinimo skysčiais projektai, galime padėti klientams pritaikyti šilumos valdymo sprendimus.
