کدام فناوری خنک‌کننده مایع برای سازمان شما مناسب است؟ کریس کریرو، مدیر ارشد فناوری Park Place Technologies، رایج‌ترین فناوری‌های خنک‌کننده مایع را مقایسه می‌کند. با توجه به اینکه بازار جهانی خنک کننده مایع مراکز داده تا سال ۲۰۲۳ به نزدیک به ۵ میلیارد دلار خواهد رسید (و انتظار می رود تا سال ۲۰۳۰ از ۲۰ میلیارد دلار فراتر رود)، رقابت برای اتخاذ آخرین فناوری‌ها روی خنک‌کننده مایع است.
با این حال، در حالی که سازمان‌ها مزایای کلی خنک‌کننده مایع (عملکرد سرور بهتر، تراکم رک بالاتر، هزینه‌های انرژی کمتر، کاهش مصرف آب و موارد دیگر) را درک می‌کنند، بسیاری از آن‌ها در انواع به ظاهر بی‌شماری از فناوری‌های خنک‌کننده مایع و محصولات خاص (مخازن، صفحات سرد، سرورهای با قابلیت غوطه‌وری و غیره) ارائه شده توسط تولیدکنندگان.
در حالی که همه فناوری‌های خنک‌کننده مایع از خنک‌کننده هوای سنتی (یا CRAC) بهتر عمل می‌کنند، بهترین گزینه برای شما احتمالاً به موارد استفاده خاص و پارامترهای عملکردی که برای شما مهم‌تر هستند بستگی دارد. برای اختصار، ما این بحث را به رایج ترین فناوری‌های خنک‌کننده مایع محدود می‌کنیم: غوطه‌وری و خنک‌کننده مستقیم به تراشه یا مستقیم به تراشه.
با خنک‌کننده غوطه‌وری، سرورها به طور کامل در یک مایع دی الکتریک (یا عایق) قرار می‌گیرند که در داخل یک مخزن طراحی شده مخصوص قرار می‌گیرد. در خنک‌سازی غوطه‌وری تک‌فاز، سیال از طریق یک پمپ خنک‌کننده که از یک مبدل حرارتی عبور می‌کند، از مخزن غوطه‌وری خارج می‌شود و در دمای پایین‌تری به مخزن غوطه‌وری بازمی‌گردد، جایی که این چرخه انتقال حرارت ادامه می‌یابد. خنک‌کننده غوطه‌وری تک‌فاز به طور گسترده در مراکز داده برای کاهش مصرف انرژی و بهبود پایداری با کاهش ردپای کربن مرتبط با روش‌های خنک‌کننده هوای سنتی استفاده می‌شود.
همچنین در عملیات‌های محاسباتی و استخراج با کارایی بالا (مانند ارزهای دیجیتال) که گرمای بسیار زیادی تولید می‌کنند، استفاده می‌شود. خنک کننده غوطه وری بهترین نتایج عملکرد را در بین هر فناوری خنک‌کننده مایع ارائه می‌دهد. بالاترین تراکم قفسه (تا ۱۰ برابر خنک‌کننده هوا) را امکان‌پذیر می‌کند، بهترین راندمان انرژی را ایجاد می‌کند (تا ۵۰٪ صرفه‌جویی در انرژی) و بیشترین کاهش نویز را در مقایسه با خنک‌کننده آبی ایجاد می‌کند.
در خنک‌سازی غوطه‌وری دو مرحله‌ای، گرمای اجزای سرور غوطه‌ور شده باعث می‌شود تا سیال غوطه‌وری مخصوص بجوشد. بخار حاصل یک سیم پیچ کندانسور را در بالای محفظه مهر و موم شده گرم می‌کند. مبرد از سیم پیچ کندانسور از محفظه به مکانیزم دفع حرارت (برج خنک‌کننده و غیره) خارج می‌شود. سپس مایع خنک‌کننده به محفظه آب‌بندی شده با دمای پایین بازگردانده می‌شود و آماده ادامه چرخه انتقال حرارت است.
خنک‌کننده غوطه‌وری دو فاز امکان حذف گرما را حتی کارآمدتر (۲-۳ بار) نسبت به تک‌فاز فراهم می‌کند. با این حال، گران‌تر هستند، نگهداری آن‌ها دشوارتر است و سیالات فلوئوردار مورد استفاده در خنک‌سازی غوطه‌وری دو فازی می‌توانند برای محیط زیست مضرتر باشند. موارد استفاده برای خنک‌سازی دو فاز شامل اینترنت اشیا و مکان‌هایی است که ممکن است فضا و توان در دسترس محدود باشد.
با خنک‌کننده مستقیم تراشه (DTC)، خنک‌کننده از صفحه سردی عبور می‌کند که مستقیماً به اجزایی که بیشترین گرما را تولید می‌کنند مانند CPU و GPU اعمال می‌شود. در فرآیند DTC تک‌فاز، یک واحد (توزیع خنک‌کننده (یا CDU) مبرد) را در سراسر صفحه سرد به گردش در می آورد. سپس سیال گرم شده از طریق یک سیستم حلقه بسته به یک مبدل حرارتی در مکان دیگری عبور می‌کند.
در حالی که عملکرد خنک کننده DTC با سطوح به دست آمده با خنک کننده غوطه‌وری قابل مقایسه نیست، تعادل عالی عملکرد، هزینه ورودی نسبتاً پایین‌تر و تعمیر و نگهداری آسان‌تر را فراهم می‌کند. در واقع، برنامه‌های DTC می‌توانند ۵۰ تا ۱۰۰۰ برابر کارآمدتر از خنک‌کننده هوا باشند، در نتیجه پردازنده‌ها و پردازنده‌های گرافیکی با هزاران در هر تراشه کار می‌کنند، در مقایسه با ۲۰۰ تا ۳۰۰ با خنک‌کننده هوا. نکته منفی این است که DTC تک‌فاز می‌تواند باعث نشت مایع شود که می‌تواند منجر به خوردگی مادربردها شود.
همانند خنک‌کننده غوطه‌وری، خنک‌سازی دو مرحله‌ای DTC شامل تغییر فاز مایع خنک‌کننده است که منجر به خنک‌سازی کارآمدتر می‌شود و تراکم توان بالاتری را ممکن می‌سازد. با این حال، این کارایی‌ها به قیمت سیستم‌های پیچیده‌تر است که مدیریت و نگهداری آن‌ها دشوارتر است.
DTC به طور فزاینده‌ای در مراکز داده با استفاده از راه‌حل‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، در مشاغل مخابراتی ۲۴ ساعته و در صنایعی که به شدت به سیستم‌های کامپیوتری و الکترونیک پیشرفته متکی هستند، استفاده می‌شود.
فناوری خنک‌کننده مایع مناسب برای شما مستلزم در نظر گرفتن دقیق معیارهای عملکردی است که برای سازمان شما مهم است، بودجه‌ای که برای پیاده‌سازی سیستم‌ها در اختیار دارید و توانایی شما برای مدیریت و نگهداری آن‌ها در طول زمان، چه در داخل یا چه در خارج از طریق شریک.
