Диэлектрическая жидкость для охлаждения: Диэлектрические жидкости для охлаждения станков

Диэлектрические жидкости для охлаждения станков

Диэлектрическая жидкость значительно повышает показатели электроэрозионной обработки, одновременно замедляя износ оборудования. Физико-химические свойства средства остаются неизменными независимо от скачков температур и характеристик электрических разрядов.

TECHLUBE GMBH представляет линейку TECHCUT EDM. Эти диэлектрические жидкости покупают многие российские и европейские предприятия. Все продукты TECHCUT EDM соответствуют TRGS 900 – стандарту, регламентирующему допустимые концентрации потенциально опасных веществ в рабочей зоне. По классификации (VbF) о воспламеняющихся и горючих веществах, диэлектрическая жидкость не относится к опасным составам. Температура вспышки ее паров значительно выше минимально допустимого показателя – + 61°C и превышают 100 °C

Особенности EDM

• Универсальность: предприятия полного цикла покупают диэлектрические жидкости, применимые при черновой, чистовой, суперчистовой отделке. Также доступны составы специализированного назначения, оптимальные для определенных этапов производства.
• Защитные свойства: диэлектрическая жидкость для охлаждения поверхностей предотвращает развитие коррозии и на узлах станка, и на обрабатываемой поверхности.
• Низкая испаряемость: благодаря этому свойству EDM-жидкость расходуется крайне экономно, что снижает себестоимость электроэрозионной обработки.
• Комфорт при эксплуатации: диэлектрическая жидкость для охлаждения станков практически не имеет запаха.
• Безопасность
  : состав не формирует шламы, что снижает риск возникновения дугового разряда.

Многие предприятия, чьи производственные процессы предполагают охлаждение поверхностей, покупают диэлектрические жидкости универсального типа. Другие выбирают узкоспециализированные средства для определенных этапов или типов операций. Например, для черновой обработки рекомендуют более густые и вязкие составы. EDM-жидкость с вязкостью 5-8 мм2/с эффективно удаляет отходы электроэрозии, значительно ускоряя процесс обработки деталей. Средства с вязкостьют1,8-3,1 мм2/с оптимальны для финишной обработки. Они обеспечивают максимальную точность форм и гладкость поверхностей.

Чтобы купить диэлектрические жидкости для охлаждения станков, запросите прайс-лист или позвоните нам. Склад представительства TECHLUBE GMBH в РФ находится в Санкт-Петербурге, при необходимости мы организуем доставку в любую точку РФ.

Связаться с нами

Иммерсионное охлаждение электроники

Взрывной рост Интернета, искусственного интеллекта, облачных сервисов и высокопроизводительных вычислительных систем привел к кардинальным изменениям не только в работе дата-центров (ЦОД), но и в самом качестве жизни. Но все имеет свою цену. Сегодня дата-центры потребляют колоссальное количество электроэнергии, в США оно доходит до 2% от общего объема энергопотребления страны. Энергия, расходуемая подсистемой охлаждения, может варьироваться от 2–6% до 60–70% от общего количества энергии ЦОДа.

В день одному дата-центру требуется столько же электроэнергии, сколько и небольшому городу в 9 тыс. жителей. При этом основная часть электричества уходит на работу охлаждающих устройств и вентиляторов. Поэтому проблема эффективности отвода тепла в современном ЦОДе — вопрос построения максимально эффективной системы отвода тепла от массива серверов.

Иммерсионное охлаждение осуществляет теплоотвод методом непосредственного погружения печатных плат в непроводящую диэлектрическую жидкость. Тепло, выделяемое комплектующими, напрямую и эффективно передается жидкости, устраняя необходимость в активных компонентах охлаждения, таких как термоинтерфейсы, радиаторы и вентиляторы. Данная организация теплоотвода повышает эффективность расходуемых энергоресурсов и уплотняет размещение серверов в стойках. А «собранное» тепло можно использовать для последующих инноваций.

В США энергоэффективность государственных дата-центров регулируется указом президента от 2015 года, согласно которому PUE всех дата-центров должна составлять менее 1,5, а к 2025‑му новые дата-центры должны достичь уровня 1,2–1,4.

В 2014 году компания 3М получила бронзовую медаль Эдисона (награда, вручаемая институтом инженеров электротехники и электроники IEEE) за технологию двухфазного охлаждения посредством жидкостей Novec.

 

Основные типы иммерсионного охлаждения

Основными методами охлаждения электроники являются воздушное (преимущественно) и жидкостное.

Рис. 1. Преимущества двухфазного охлаждения перед воздушным

Сегодня большинство ЦОДов построено на воздушном или воздушно-водяном охлаждении. Сравнение с воздушным методом охлаждения приведено на рис. 1 и в таблице 1.

Таблица 1. Сравнение воздушного и жидкостного охлаждения (данные ГК РСК)

Метод охлаждения	Воздушное	Жидкостное	Разница
Время выполнения теста	63 мин 21 с	59 мин 29 с	6,5%
Средняя электрическая мощность, Вт	491	425	15,5%
Потребленная сервером энергия, кВт/ч	0,518	0,421	23%
PUE	1,6	1,06	50%
Оценка общей потребленной энергии для теста, кВт·ч	0,83	0,44	88%

Сегодня для жидкостного охлаждения применяются различные вещества: вода, деионизированная вода, ингибированные гликоли (этиленгликоль и пропиленгликоль), диэлектрические жидкости. Принципиальное значение при выборе типа жидкости имеет вопрос ее совместимости со смачиваемыми материалами, что позволит избежать коррозии при долгосрочном использовании (табл. 2).

Таблица 2. Совместимость материалов с различными охлаждающими жидкостями

Материал	Вода	Гликоли	Деионизированная вода	Диэлектрические жидкости
Медь	+	+		+
Алюминий		+		+
Нержавеющая сталь	+	+	+	+

Вода является отличным решением для охлаждения, она имеет хорошую теплопроводность и совместима с медью. Для ее использования в системе охлаждения необходимо озаботиться дополнительными фильтрами или деионизаторами воды, поскольку примеси в водопроводной воде очень быстро приведут к образованию коррозии.

Для защиты от коррозии в воду добавляют фосфаты — эффективную антикоррозионную добавку для нержавеющей стали и большинства алюминиевых компонентов, а также обеспечивают pH-контроль. Их единственный недостаток — выпадение осадка вместе с кальцием.

Этиленгликоли широко распространены в автомобильной промышленности (антифриз), однако их нельзя использовать для охлаждения электроники, поскольку они содержат ингибиторы с силикатами, которые разрушают герметизирующие прокладки и способствуют гелеформированию. Сегодня этот тип охлаждения предназначен для оборудования пищевой промышленности.

По сравнению с водопроводной водой деионизированная вода служит хорошим изолятором, но отличается высокой резистивностью и коррозийностью, поэтому в нее добавляют антикоррозионные составляющие. Кроме того, трубки должны быть выполнены из сверхчистого материала, а любая арматура — иметь покрытие никелем.

Технические жидкости Novec обладают преимуществами перед другими диэлектрическими жидкостями, например минеральным маслом. Помимо того что жидкости 3М являются невоспламеняющимися и невзрывоопасными, они имеют необходимую точку кипения и термостабильность для построения двухфазной системы охлаждения. Обслуживание и ремонт оборудования не вызовет проблем — ведь погруженные в жидкость платы остаются чистыми и сухими (именно сухими, несмотря на то, что они погружены якобы в «жидкость»). Кроме того, масло вызывает множество проблем с очисткой как охлаждаемой аппаратуры, так и помещений, где оно расположено (в случае протечки).

Диэлектрические жидкости 3М совместимы с любыми материалами (табл. 3), в то время как масло плохо сочетается с пластиковыми кабелями и может оставлять осадок на компонентах. Также масло долго сохраняет тепло, что затрудняет быстрое и своевременное обслуживание оборудования.

Таблица 3. Совместимость жидкостей Novec с различными материалами

Металлы	Пластмассы	Эластомеры
Алюминий	Акрил (РММА)	Бутиловый каучук
Медь	Полиэтилен	Натуральный каучук
Углеродистая сталь	Полипропилен	Нитрильный каучук
Нержавеющая сталь 302	Поликарбонат	EPDM
Латунь	Полиэстер
Молибден	Эпоксидная смола
Тантал	PEТ
Вольфрам	Фенол
Cu/Be-сплав С172	ABS
Mg-сплав AZ32B

В 1950‑е годы компания 3М выпустила первую фторсодержающую охлаждающую жидкость для военной авионики (Fluorinert). А 1970–1980‑е стали эрой расцвета материалов для прямого контактного охлаждения, благодаря чему появилась возможность развивать радарную технику, силовую электронику и суперкомпьютеры.

В 1996 году специалисты 3М создали новый тип жидкости для замены озоноразрушающих веществ (таких как CFC, HFC) — жидкости под торговой маркой Novec.

Жидкости Fluorinert

Жидкости Fluorinert относятся к классу полностью фторированных жидкостей, известных как перфторуглероды (PFC). Прозрачные, без цвета и запаха, невоспламеняемые жидкости имеют ряд особенностей, делающих их привлекательными для иммерсионного охлаждения печатных плат, и характеризуются отличными диэлектрическими свойствами, широким диапазоном точек кипения и хорошей совместимостью с различными материалами. На протяжении более 50 лет эти жидкости используются для решения сверхсложных и ответственных задач теплоотвода, например, в пассажирских экспрессах в Японии и в экспериментальном космическом модуле Kibo (Hope) на МКС. Также они широко распространены как практический материал для прямого охлаждения силовых конвертеров и в испытательных лабораториях.

Несмотря на то, что жидкости Fluorinert не разрушают озоновый слой, они имеют долгий срок жизни в атмосфере и высокий потенциал глобального потепления. По этой причине, как и все перфторуглероды, они должны применяться только в тех приложениях, где необходимы их уникальные свойства, причем особое внимание надо уделить контролю выбросов и их минимизации.

Жидкости Fluorinert (табл. 4) следует использовать только в закрытых резервуарах и системах, особые меры безопасности требуются для предотвращения попадания в глаза и на кожу. И хотя данная жидкость инертна, практика ее применения в суперкомпьютерах Cray‑2 показала, что в течение продолжительного срока эксплуатации она расщепляется и выделяет высокотоксичный перфторизобутан, для удаления которого понадобятся катализаторные очистители.

Таблица 4. Технические характеристики жидкостей Fluorinert

Техническая жидкость Fluorinert	FC-40	FC-770
Технология	1-фазное охлаждение
Температура кипения, °С	+155	+95
Температура застывания, °С	–57	–127
Критическая температура, °С	+270	+238
Молекулярная масса, г/моль	650	399
Критическое давление, МПа	1,18	2,47
Давление пара, кПа	0,43	6,6
Теплота парообразования, кДж/кг	68	86
Плотность жидкости, кг/м3	1850	1793
Коэффициент расширения, К	0,0012	0,0015
Кинематическая вязкость, сСт	1,8	0,79
Удельная теплота, кДж/кг·К	1100	1038
Теплопроводность, Вт/м·К	0,065	0,063
Поверхностное натяжение, мН/м	16	15
Диэлектрическая прочность, зазор 0,1°, кВ	>40	>40
Диэлектрическая постоянная при 1 кГц	1,9	1,9

Практика употребления перфторуглеродных жидкостей была показана в научно-фантастическом фильме «Бездна» (1989), где насыщенная кислородом жидкость Fluorinert использовалась дайверами для погружения на большие глубины. Проводился эксперимент с крысами, которые дышали в банке с такой жидкостью, но сцена была вырезана из фильма как факт жестокого обращения с животными.

Жидкости Novec

Поскольку перфторуглероды (Fluorinert) имеют высокий потенциал глобального потепления, компания 3М разработала новый тип охлаждающей жидкости, который не наносит вреда окружающей среде (рис. 2).

Рис. 2. Сравнение формул жидкостей Fluorinert и Novec

Это жидкости Novec 7100 (табл. 5) на основе метокси-нонафторбутана (C₄F₉OCH₃). Жидкость Novec 7100 (C₄F₉OCH₃) состоит из двух неразделимых изомеров с практически идентичными свойствами. Это (CF₃)₂CFCF₂OCH₃ (CAS-номер 163702-08-7) и CF₃CF₂CF₂CF₂OCH₃ (CAS-номер 163702-07-6).

Таблица 5. Технические характеристики жидкостей Novec

Техническая жидкость	Novec 7000	Novec 7100	Novec 7200	Novec 7300	Novec 7500
Технология	2-фазное охлаждение			1-фазное охлаждение
Температура кипения, °С	+34	+61	+76	+98	+128
Температура застывания, °С	–122	–135	–138	–38	–100
Критическая температура, °С	+165	+195	+210	+243	+261
Молекулярная масса, г/моль	200	250	264	350	414
Критическое давление, МПа	2,48	2,23	2,01	1,88	1,55
Давление пара, кПа	65	27	16	5,9	2,1
Теплота парообразования, кДж/кг	142	112	119	102	89
Плотность жидкости, кг/м3	1400	1520	1420	1660	1614
Коэффициент расширения, К	0,0022	0,0018	0,0016	0,0013	0,0013
Кинематическая вязкость, сСт	0,32	0,38	0,41	0,71	0,77
Удельная теплота, кДж/кг·К	1300	1183	1220	1140	1128
Теплопроводность, Вт/м°К	0,075	0,069	0,068	0,063	0,065
Поверхностное натяжение, мН/м	12,4	13,6	13,6	15	16,2
Диэлектрическая прочность, зазор 0,1°, кВ	–40	–40	–40	–40	–40
Диэлектрическая постоянная при 1 кГц	7,4	7,4	7,3	6,1	5,8

Жидкости Novec позволяют создавать двухфазные (2PIC) иммерсионные системы охлаждения с полуоткрытыми контейнерами (open bath immersion, OBI). Уже сегодня применение этих жидкостей в дата-центрах демонстрирует непревзойденные результаты, экономя до 95% электроэнергии и сокращая в 10 раз занимаемые оборудованием площади. Благодаря эффективному теплоотводу достигается хороший разгон процессора. Двухфазные системы не требуют охладителей, вентиляторов или герметичных корпусов.

 

Система однофазного охлаждения

Охлаждающие жидкости можно применять в одной из двух систем — однофазной или двухфазной. Различие между ними заключается в наличии или отсутствии фазового перехода, то есть перехода жидкости в пар. В однофазной системе (рис. 3) жидкость циркулирует посредством дополнительного насоса и не переходит в пар. Для таких систем выбирают жидкости с высокой точкой кипения (более +80 °C). Двухфазная система не требует насоса, использует фазовый переход и считается более эффективным методом охлаждения.

Рис. 3. Схема однофазного типа охлаждения без фазового перехода

Для правильного выбора охлаждающей жидкости необходимо учитывать рабочий температурный диапазон. К примеру, нужно охлаждать полупроводниковый тестер, его рабочая температура находится в диапазоне –40…+40 °С. Следовательно, можно предположить, что температура охлаждающей жидкости не поднимется выше +40 °С (она не должна закипать при данной температуре), в то время как в чиллере (охладителе) она может доходить до –50 °С. Таким образом, понадобится жидкость, способная работать в этом диапазоне (рис. 4). Здесь, в частности, подойдет FC‑72. Из характеристик следует, что при –50 °С вязкость ее составит 1,5 cСт — чуть выше, чем у воды при комнатной температуре. Поэтому жидкость будет достаточно легко поддаваться насосной перекачке без дополнительных затрат электроэнергии.

Рис. 4. Рекомендуемый диапазон температур для насосных однофазных систем

Однако применение FC‑72 может привести к лишним потерям жидкости. Поскольку система работает в широком температурном диапазоне, жидкость будет значительно расширяться и сжиматься (обычно 1% от объема на каждые 10 °С). Большинство расширительных резервуаров чиллеров вентилируется для подачи и очистки воздуха посредством расширительных отсеков. Воздух в этих резервуарах насыщается парами жидкости, а потому единственный путь уменьшить количество жидкости, переносимой воздухом за каждый термоцикл, — сократить давление пара в жидкости. Это можно сделать, выбрав жидкость с более высокой температурой кипения.

Рассмотрим жидкость FC‑84, у которой точка кипения составляет +80 °С, а при +40 °С давление пара у нее достигает только 40% от FC‑72. Хотя реальные потери испарений необходимо рассчитывать на основании отношения давления пара и температуры, применение FC‑84 позволит значительно сократить потери жидкости. Вязкость FC‑84 при –40 °С равна 3 сСт (рис. 5), следовательно, жидкость достаточно подвижна для насосной перекачки. Употребление жидкости с еще более высокой точкой кипения (FC‑77) сократит давление пара при +40 °С до 20% по отношению к FC‑72; вязкость FC‑77 равна 6,6 сСт, что также вполне допустимо для данного приложения.

Рис. 5. Зависимость вязкости от температуры жидкости

Несмотря на достаточно узкий диапазон рабочих температур, выбор фторсодержащих жидкостей Fluorinert или Novec для однофазного охлаждения обычно предусматривает компромисс между летучестью высокого порога температуры и теплопередачей, или эффективностью насосной подкачки, на нижнем пороге температуры.

 

Система двухфазного охлаждения

Двухфазная система охлаждения предполагает наличие резервуара, где размещены серверные платы, наполненного жидкостью Novec 7100 с температурой кипения +61 °C. Когда процессы излучают тепло, жидкость нагревается и закипает, горячий пар поднимается вверх к крышке резервуара. В верхней части резервуара размещается охлаждающий змеевик (с водным охлаждением), на котором пар конденсируется и снова превращается в жидкость. Таким образом, жидкость повторно возвращается в резервуар без помощи насосов (рис. 6). Подобная система позволяет экономить до 95% энергии с минимальными потерями жидкости.

Рис. 6. Механизм двухфазного охлаждения:
1 — пар конденсируется на крышке или катушке радиатора;
2 — жидкость стекает в резервуар;
3 — пар поднимается вверх;
4 — жидкость, нагретая от работы компонентов, переходит в пар

Печатные платы, предназначенные для охлаждения иммерсионным способом, не содержат радиаторов или охлаждающих площадок. Компоненты на них могут устанавливаться более плотно, а процессоры разгоняться быстрее (например, 500 Вт ASIC можно разогнать до 750 Вт).

Выбор жидкости для двухфазного охлаждения обычно основан на ее точке кипения. Для оборудования пайки струей горячего пара точку кипения жидкости выбирают так, чтобы ее уровень соответствовал точке эвтектики припоя. Для систем охлаждения электроники точка кипения жидкости должна поддерживать требуемый рабочий температурный режим компонентов.

Также следует учитывать температуру оконечного радиатора. В некоторых случаях жидкость FC‑72 используется не потому, что ее точка кипения +56 °С идеальна для работы электроники, а потому, что позволяет конденсатору выбрасывать тепло в окружающую среду без компрессора. Следует учитывать, что для поддержки кипения жидкостям Fluorinert и Novec нужны тепловые потоки более 2 Вт/см². Перегрев стенок обычно составляет 15–25 °С в процессе кипения, и критические тепловые потоки достигают 15–20 Вт/см² для кипящего резервуара. Более подробно построение системы двухфазного охлаждения рассмотрено во второй части статьи.

 

Экологичность и безопасность для обслуживающего персонала

Организация дата-центров с иммерсионным охлаждением не должна идти в ущерб безопасности рабочей среды для обслуживающего персонала. Все технические жидкости 3М (табл. 6) отвечают всем требованиям по безопасности, имеют низкую токсичность и не воспламеняются.

Таблица 6. Данные о безопасности жидкостей 3М

Острая летальная ингаляционная концентрация	Более 100 000 ppm (4 ч)
Пероральное воздействие	Практически не токсична (более 5 г/кг)
Раздражение глаз и кожи	Практически не вызывает раздражения
Вдыхание (90 дней)	Норматив воздействия 750 ppm, имеются подробные данные о результатах исследования
Сердечная сенсибилизация	Отсутствие признаков сенсибилизации при уровне воздействия до 100 000 ppm
Испытания на экотоксичность	Очень низкая токсичность в воде

Снижение энергопотребления не только хорошо само по себе, но и позволяет улучшить нашу экологию. Уменьшение потребляемой энергии означает сокращение выработки электроэнергии, меньшее использование нефтепродуктов и сокращение выбросов в атмосферу. Меньшие площади дата-центров экономят строительные материалы и ресурсы на обслуживание. «Зеленый» дата-центр с жидкостями 3М обладает следующими преимуществами:

• благоприятный экологический профиль;
• низкий потенциал глобального потепления;
• нулевой потенциал разрушения озонового слоя Земли.

 

Примеры внедрения

Сегодня иммерсионное охлаждение посредством жидкостей 3М только выходит на российский рынок. Однако на мировом рынке компания уже имеет 50‑летнюю историю успеха. Эта технология сегодня находит применение в суперкомпьютерах Intel и SGI — ведущих игроков на рынке высокопроизводительных вычислений. В демонстрации технологии 3М используются чипы ES‑2600 Xeon Intel. Тестовые испытания серверов Intel показали энергоэффективность 1,02–1,03 PUE.

Приведем несколько примеров успешного внедрения.

Суперкомпьютер Suiren («водяная лилия»), разработанный японской компанией PEZY Computing и ExaScaler Inc. (рис. 7), использует однофазное охлаждение на основе жидкости 3М Fluorinert, что помогло ему войти в лист Green 500 самых высокопроизводительных компьютеров. Этот рейтинг ведется с 2007 года, в основе критерия производительности лежит число операций, выполненных за 1 Вт. В 2014 году они заняли второе место, достигнув производительности 4,95 Гфлопс/Вт, затратив на это 37,38 кВт.

Рис. 7. Суперкомпьютер Suiren, разработанный японской компанией PEZY Computing и ExaScaler Inc.

Прорыв в эффективности дата-центров был сделан компанией Allied Control (сегодня принадлежит BitFury Group), ведущим провайдером Blockchain-технологии. В 2014 году компания, уже имеющая опыт двух проектов по иммерсионному охлаждению, запустила самый крупный проект — масштабируемую систему 40+ МВт на 160 емкостей с плотностью мощности 250 кВт на емкость и эффективностью энергопотребления 1,02 PUE (отметим, что сегодня лучшими мировыми стандартами являются значения 1,5). Это будет самый мощный дата-центр с погружным охлаждением в мире. В качестве охлаждающей жидкости выбрана Novec 7100.

Примеры не ограничиваются лишь зарубежным опытом, в России уже несколько компаний успешно применяют охлаждающие жидкости 3М. В частности, с 2010 года интегратор и разработчик суперкомпьютерных решений компания РСК использует прямое жидкостное охлаждение в своей линейке оборудования для ЦОДов (рис. 8).

Рис. 8. Сравнение жидкостного охлаждения РСК с воздушным охлаждением.
Источник: собственные оценки РСК. Анализ проведен для ЦОД с высокопроизводительной системой

Технология, применяемая РСК, позволяет реализовать жидкостное охлаждение не только для стандартных серверных плат, процессоров и памяти, но и для дополнительных карт расширения, таких как ускорители или сопроцессоры, карты ввода/вывода и прочее. На основе технологии прямого жидкостного охлаждения РСК была создана архитектура высокоплотного размещения серверов в стойке с прямым жидкостным охлаждением всех серверов — «РСК Торнадо» (рис.  9), обеспечивающая плотность упаковки до 128 серверов в стойке размером 80x80x200 см. Такая архитектура позволяет отвести до 100 кВт тепловой энергии от одной стойки. Коэффициент эффективности использования энергии равен 1,06, то есть на охлаждение тратится не более 6% электроэнергии, потребляемой вычислителем. Суммарная экономия расходов на охлаждение составляет до 68% по сравнению с воздушной или воздушно-водяной системой охлаждения, у которых типичный коэффициент PUE равен 1,5–2.

Рис. 9. Узел «РСК Торнадо»

Другой пример отечественной разработки — суперкомпьютеры «СКИФ-Аврора ЮУрГУ», созданные компанией «РСКСКИФ» при участии института программных систем РАН.

 

Заключение

Суммируем основные преимущества построения ЦОДов и вычислительных центров на иммерсионном охлаждении:

• уменьшение энергопотребления, используемого для охлаждения серверов, возможность построения «зеленых» дата-центров;
• требуется лишь несколько подвижных элементов для обслуживания и ремонта;
• увеличение плотности размещения серверов, поскольку жидкость более эффективно отводит тепло;
• возможность максимального расходования ресурсов процессоров, так как температура поддерживается ниже термального предела;
• простота обслуживания, не требуется чистка и сушка;
• значительное сокращение шумового фона в серверных зонах;
• защита IT-оборудования от загрязнений окружающей среды, таких как пыль и сера.

Иммерсионное охлаждения диэлектрическими жидкостями 3М — это новый этап в развитии систем охлаждения не только вычислительных центров, но и силовой электроники и железнодорожного транспорта, о чем пойдет речь в следующих статьях. 

Литература

1. habrahabr.ru/company/3mrussia/blog/206658/

Система иммерсионного охлаждение майнинг ферм

Иммерсионное охлаждение майнинг ферм — процесс, при котором от функционирующего оборудования отводится тепло посредством погружения этого самого оборудования в контейнер со специализированной жидкостью. Иммерсионная жидкость является технической и характеризуется определенной формулой. Большинство производителей асик охлаждения получают на формулу патент.

Отличают жидкость для охлаждения асиков такие свойства как:

• отсутствие токсичности;
• негорючесть;
• диэлектрические свойства;
• абсолютная инертность.

Они обеспечивают отсутствие химических реакций с майнинг фермами и не наносят вред электронной технике.

Обратите внимание! Специализированное иммерсионное охлаждение абсолютно безопасно не только для майнинг ферм, но и для людей, работающих с жидкостью.

В каких случаях используется иммерсионное охлаждение

Перегрев — серьезная проблема для столь дорогостоящего оборудования как майнинг ферма. Именно он становится причиной потери стабильности работы техники, общего снижения ее производительности и даже выхода из строя.

И если с мощностями в 5-15 кВт легко справиться при помощи регулярного проветривания помещения и включения кондиционеров, то крупные фермы с мощностью от 50 кВт без профессионального майнинг охлаждения с использованием иммерсионных жидкостей проблему не решить. Используется только оно и в случаях, когда речь идет о мощности в несколько МВт.

Виды иммерсионных жидкостей для майнинга

Наиболее популярными на рынке составами для охлаждения ферм являются полиметилсилоксан, теплоемкость которого составляет 1,63 при массовой доле воды в 0,004% и сухой Novec 7300 теплоемкостью в 1,3 с массовой долей воды 0,001%. В жидкости ТМ SUVOIL вода отсутствует полностью. Все эти жидкости бесцветны, пожаробезопасны, практически полностью диэлектрически непроницаемы.

При выборе жидкости и оборудования для охлаждения важна консультация специалистов и максимально точный расчет будущей системы охлаждения с учетом размеров, объемов производительности и мощности вашей фермы.

Ключевые преимущества асик охлаждения

+ Отсутствие необходимости оборудовать помещение сложными вентиляционными системами и техникой для фильтрации воздуха от пыли.

+ Существенное снижение шума во время работы фермы.

+ Возможность увеличить производительности асика до 20%.

+ Гарантия стабильности эксплуатации майнинг оборудования в течение всего срока службы ванны с иммерсионной жидостью.

+ Снижение рисков сбоев в работе асиков.

+ Высокая скорость охлаждения.

+ Сокращение затрат на обслуживание помещения (в том числе, на электроэнергию, которая необходима для работы большого количества кондиционеров и принудительной вентиляции воздуха).

+ Отсутствие пыли в майнинг ферме (за счет диэлектрических свойств жидкости).

+ Компактность размещения модулей.

Параметры для сравнения	Охлаждение воздушное	Охлаждение иммерсионное
Риск перегрева майнинг фермы	высокий	отсутствует
Уровень токсичности	нулевой	нулевой
Диэлектричность	пропадают со временем	сохраняются в течение всего срока эксплуатации жидкости
Риск возгорания	существует	отсутствует
Качество охлаждения	среднее	высокое (30 лет используется в сфере IT)
Средний срок службы	точные данные отсутствуют	5 лет

Минусы иммерсионного охлаждения, которые необходимо учитывать клиенту

Система иммерсионного охлаждения — не панацея для работы майнинг ферм. Требуется очень точный, грамотный расчет этого оборудования, строгий подбор его с учетом нюансов вашей техники. Самостоятельно ставить жидкостное охлаждение нельзя. Пропуск любой незначительной на первый взгляд детали может привести к серьезным последствиям. Следует обязательно помнить, что:

— Цепь управления вентиляторов необходимо обходить при помощи дополнительных блоков (обманки вентиляторов).

— Иммерсионная жидкость способна со временем повредить отдельные виды пластика (материал станет хрупким, существенно сократится срок его службы).

— Чтобы контролировать температуру жидкости, устанавливаются контроллеры с температурными датчиками. В случае перегрева иммерсионной жидкости питание майнинг ферм должно быть незамедлительно отключено.

— Невозможно на 100% предсказать, каким образом иммерсионная жидкость действует на майнинг ферму в течение длительного срока эксплуатации, поскольку сама технология сравнительно новая и не исследована до конца. Время от времени жидкость требует полной замены.

— Производитель вашей фермы автоматически откажет в гарантийном ремонте оборудования в случае его эксплуатации в жидкостной среде. К оплачиваемому ремонту нужно быть готовым.

Оставить заявку на индивидуальный расчет

в Китае сделают доступные погружные системы охлаждения для ПК

Идея охлаждения компьютерных компонентов погружением в жидкость давно используется в серверном сегменте, а в потребительском секторе всё ограничивается экспериментами отдельных энтузиастов. Но китайская компания Blueocean надеется в корне переломить ситуацию с популярностью этого вида охлаждения.

Источник изображения: Blueocean

Сейчас для погружного охлаждения компонентов применяются диэлектрические жидкости, которые отличаются не только высокой ценой, но и токсичностью. Основанная в 2019 году китайская компания Blueocean работает над химическим составом хладагентов и компоновочными решениями, рассчитывая повысить доступность подобных систем охлаждения. Помимо применения в серверах и базовых станциях сетей 5G, такие системы охлаждения могут прижиться в настольном сегменте и даже смартфонах, как считают представители компании, на которых ссылается ресурс Nikkei Asian Review.

Отмечается, что смартфоны с поддержкой сетей 5G будут потреблять в три раза больше электроэнергии, чем модели для сетей 4G. Компания Blueocean была основана китайскими инженерами, которые имеют опыт исследовательской работы в Японии. По словам источника, Blueocean рассчитывает наладить выпуск погружных систем охлаждения, которые по цене не будут сильно превосходить традиционные воздушные. Существующие изделия конкурентов не только используют токсичные хладагенты, но и создают шум из-за кипения жидкости, а также грешат большими габаритными размерами. Эти недостатки также планируется устранить.

Разработанная Blueocean охлаждающая жидкость не требует замены на протяжении 18‒25 лет, обладая высокой теплопроводностью, текучестью и изолирующей способностью, а также стабильностью химического состава. В ряде экспериментов с настольной системой, погружённой в эту жидкость, удалось добиться разницы не более 50 градусов Цельсия между температурой окружающей среды и графического или центрального процессоров. Прототип системы охлаждения использовал внешний теплообменник и принудительную циркуляцию жидкости с целью уменьшения общих габаритных размеров. В течение трёх месяцев с момента основания компании Blueocean удалось получить инвестиции в размере $1,5 млн на своё развитие.

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Облачная платформа immers.cloud

Самый экологичный облачный сервис

С использованием иммерсионного охлаждения серверного и коммутационного оборудования. Иммерсионное охлаждение (от англ. immerse — погружать) — метод охлаждения тепловыделяющего оборудования за счет погружения в жидкость. В случае с облачной платформой immers.cloud мы погружаем все серверы и коммутационное оборудование в специальную диэлектрическую жидкость, которая в 1200 раз эффективней отводит тепло от греющихся элементов сервера.
Подробнее

Процессоры Intel

^® Xeon^® класса Gold

Оптимизированная производительность, повышенная надежность и аппаратные функции безопасности в новом семействе процессоров Intel® Xeon® Gold 2-го поколения. До 4 ГГц на физическое ядро с поддержкой скоростей памяти до 2933 MHz.

Эти процессоры оптимизированы для ресурсоемких ЦОД массовой категории, мультиоблачных вычислений и использования в современных высокоскоростных сетях и системах хранения. Поддержка до 4 процессоров обеспечивает масштабирование для широкого ряда задач.

Облачные серверы с CPU

Семейство масштабируемых процессоров Intel® Xeon® Gold 2-го поколения обеспечивает основу для мощной платформы центра обработки данных, которая создает эволюционный скачок в гибкости и масштабируемости.

• cpu.2.4.20

  2 ядра Intel® Xeon®
  4096 МБ ОЗУ
  20 ГБ SSD

  1587,2 ₽ в месяц

  Запустить

• cpu.4.4.100

  4 ядра Intel® Xeon®
  4096 МБ ОЗУ
  100 ГБ SSD

  2939,2 ₽ в месяц

  Запустить

• cpu.16.32.160

  16 ядер Intel® Xeon®
  32768 МБ ОЗУ
  160 ГБ SSD

  11 941,6 ₽ в месяц

  Запустить

CPU-серверы

NVIDIA

^® Tesla и GeForce RTX™

Графические процессоры NVIDIA® Tesla позволяют использовать вычислительный ресурс тысяч CUDA ядер для решения ресурсоемких задач (параллельной обработки данных), например, обучения нейросетей, симуляции свертывания молекул белка, секвенирования ДНК, моделирования погоды, анализ финансового риска и т. п.

Чипы семейства GeForce RTX 20 и RTX 30 основаны на новейших архитектурах Turing и Ampere. Серии GeForce RTX 20 и RTX 30 поддерживают трассировку лучей в реальном времени, которая реализована с помощью новых RT-ядер. Используйте NVIDIA RTX для майнинга и работы с блокчейн.

Облачные серверы с GPU

Виртуальные машины с монопольным доступом к графическими адаптерами NVIDIA® Tesla или GeForce RTX™ способны вести параллельную обработку данных для ресурсоемких задач.

• rtx2080ti-1.4.8.40

  1 NVIDIA® RTX2080TI
  8192 МБ ОЗУ
  40 ГБ SSD

  от 26,3 ₽ в час

  Запустить

• rtx2080ti-2.4.8.40

  2 NVIDIA® RTX2080TI
  8192 МБ ОЗУ
  40 ГБ SSD

  от 48,3 ₽ в час

  Запустить

• rtx2080ti-4.8.32.40

  4 NVIDIA® RTX2080TI
  32768 МБ ОЗУ
  40 ГБ SSD

  от 99,0 ₽ в час

  Запустить

GPU-серверы

Предустановленные образы

Создавайте виртуальные машины на базе любой из предустановленных операционных систем с необходимым набором дополнительного программного обеспечения. Посмотрите все предустановленные образы в Маркетплейсе.

Оригинальный API OpenStack

Для разработчиков и системных администраторов доступно управление облаком с помощью полноценного API OpenStack.

Пример аутентификации ninja_user: $ curl -g -i -X POST https://api.immers.cloud:5000/v3/auth/tokens \
-H "Accept: application/json" \
-H "Content-Type: application/json" \
-H "User-Agent: YOUR-USER-AGENT" \
-d '{"auth": {"identity": {"methods": ["password"], "password": {"user": { "name": "ninja_user", "password": "ninja_password", "domain": {"id": "default"}}}}, "scope": {"project": {"name": "ninja_user", "domain": {"id": "default"}}}}}'

Пример создания ninja_vm: $ curl -g -i -X POST https://api.immers.cloud:8774/v2.1/servers \
-H "Accept: application/json" \
-H "Content-Type: application/json" \
-H "User-Agent: YOUR-USER-AGENT" \
-H "X-Auth-Token: YOUR-API-TOKEN" \
-d '{"server": {"name": "ninja_vm", "imageRef": "8b85e210-d2c8-490a-a0ba-dc17183c0223", "key_name": "mykey01", "flavorRef": "8f9a148d-b258-42f7-bcc2-32581d86e1f1", "max_count": 1, "min_count": 1, "networks": [{"uuid": "cc5f6f4a-2c44-44a4-af9a-f8534e34d2b7"}]}}'

Пример удаления ninja_vm: $ curl -g -i -X DELETE https://api.immers.cloud:8774/v2.1/servers/{server_id} \
-H "User-Agent: YOUR-USER-AGENT" \
-H "X-Auth-Token: YOUR-API-TOKEN"


Пример создания ninja_network: $ curl -g -i -X POST https://api.immers.cloud:9696/v2.0/networks \
-H "Content-Type: application/json" \
-H "User-Agent: YOUR-USER-AGENT" \
-H "X-Auth-Token: YOUR-API-TOKEN" \
-d '{"network": {"name": "ninja_net", "admin_state_up": true, "router:external": false}}'

Вся документация

Подпишитесь на нашу рассылку

Получайте уведомления о новых акциях и спецпредложениях на электронную почту.

Дата Центр использующий технологию иммерсионного охлаждения начал работу в России.Это технологический прорыв в строительстве и модернизации Дата Центров и Серверных.

Новости

28.10.2019 Компания «DТL» приняла участие в «Московском Хакатоне».

 Компания «DТL» приняла участие в «Московском Хакатоне». Подробнее о мероприятии можно ознакомиться по ссылке  

24.10.2019 Компания «DТL» приняла участие в Восьмом Международном форуме «Открытые инновации».

 Компания «DТL» приняла участие в Восьмом Международном форуме «Открытые инновации», прошедшем  в технопарке «Сколково».

10.10.2019 Компания «ДТЛ» заключила важное партнёрское соглашение

  Компания «ДТЛ» заключила важное партнёрское соглашение с «Национальным исследовательским университетом МИФИ».

28.08.2019 Точно в срок. Компания DTL ввела в эксплуатацию первый в России иммерсионный центр обработки данных в г. Москва

 Мы с гордостью объявляем, о запуске в эксплуатацию анонсированный нами 01.07. 2019 г проект по строительству ЦОД, использующий однофазное иммерсионное охлаждение.

27.08.2019 Компания «DTL» с гордостью объявляет о получении государственного патента № 2692569 «Система иммерсионного охлаждения серверного оборудования».

Изобретение является уникальным для России и единственным в своём роде, так как не только касается технологии охлаждения диэлектрической жидкостью серверного оборудования, но и предлагает наиболее экономичные решения в разрезе капитальных и эксплуатационных затрат на строительство Центров Обработки Данных.
 

01.07.2019 Компания DTL запускает строительство первого в России инновационного центра обработки данных в г. Москва

Компания DTL осуществила амбициозный проект по постройке иммерсионного центра обработки данных на территории г. Москвы. Новизна данного ЦОД заключается в использовании прорывной технологии охлаждения – полном погружении электронного оборудования в жидкость-диэлектрик собственного производства.

09.04.2019 Компания DTL представила инновационную рабочую станцию c иммерсионным охлаждением на CPS expo 2019

Компания «DTL» приняла участие в 16 «Международной выставке оборудования, услуг и новых технологий для кино- и телепроизводства — CPS-2019» на территории киностудии Амедиа, представив на выставке один из своих инновационных продуктов – погружную рабочую станцию для рендеринга.

Чтобы охлаждать серверы центров обработки данных, Microsoft погружает их в кипящую жидкость – Новости и истории Microsoft

Куинси, Вашингтон – Пинг!

Электронные письма и другие сообщения, которые сотрудники Microsoft отправляют друг другу, буквально заставляют кипеть жидкость внутри стального резервуара, заполненного серверами. Это происходит в центре обработки данных на восточном берегу реки Колумбия.

В отличие от воды, жидкость внутри резервуара, имеющего форму дивана, безвредна для электронного оборудования и кипит при температуре 50 градусов Цельсия, что на 50 градусов меньше температуры кипения воды.

Эффект кипения, создаваемый во время работы серверов, отводит тепло от компьютерных процессоров. Низкотемпературное кипение позволяет серверам непрерывно работать на полной мощности без риска отказа из-за перегрева.

Внутри резервуара пар, поднимающийся из кипящей жидкости, контактирует с охлаждаемым конденсатором в крышке резервуара, в результате чего снова превращается в жидкость и выпадает дождем обратно на затопленные серверы, создавая замкнутую систему охлаждения.

«Мы — первый поставщик облачных услуг, который использует двухфазное иммерсионное охлаждение в производственной среде», — говорит Хусам Алисса, главный инженер по аппаратному обеспечению группы перспективных разработок для центров обработки данных Microsoft в Редмонде, штат Вашингтон.

Иоаннис Манусакис, главный инженер по программному обеспечению Azure (слева), и Хусам Алисса, главный инженер по аппаратному обеспечению группы перспективных разработок для центров обработки данных Microsoft (справа), осматривают внутреннюю часть погруженного резервуара с двухфазным охлаждением в ЦОД Microsoft. Фото: Джин Тведт для Microsoft.

Закон Мура для центров обработки данных

Внедрение двухфазного иммерсионного охлаждения в производственную среду — следующий шаг в долгосрочном плане Microsoft по удовлетворению спроса на более быстрые и мощные компьютеры для центров обработки данных в то время, когда стабильные продвижения в технологиях компьютерных микросхем с воздушным охлаждением замедлились.

На протяжении десятилетий развитие в области микросхем шло благодаря возможности размещать больше транзисторов на микросхеме того же размера, и скорость компьютерных процессоров увеличивалась примерно вдвое каждые два года без роста их потребности в электроэнергии.

Такой феномен удвоения называется законом Мура в честь соучредителя Intel Гордона Мура, который наблюдал эту тенденцию в 1965 году и предсказал, что она будет продолжаться как минимум десять лет. Она продержалась до 2010-х и теперь пошла на спад.

Это произошло потому, что размеры транзисторов сократились до атомных масштабов и достигли физического предела. Между тем, как отмечает Алисса, спрос на более быстрые компьютерные процессоры для высокопроизводительных приложений, таких как искусственный интеллект, увеличился.

Чтобы удовлетворить потребность в производительности, компьютерная индустрия обратилась к архитектуре микросхем, способной перерабатывать больше электроэнергии. Например, мощность центральных процессоров (CPU) увеличилась со 150 до более 300 Вт на одну микросхему. Мощность графических процессоров (GPU) увеличилась до более 700 Вт на микросхему.

Чем больше электроэнергии проходит через процессоры, тем горячее становятся микросхемы. Усиленный нагрев привел к увеличению требований к охлаждению, чтобы предотвратить сбои в работе микросхем.

«Воздушного охлаждения недостаточно, — говорит Кристиан Белади, известный инженер, вице-президент группы перспективных разработок для центров обработки данных Microsoft в Редмонде. — Это побуждает нас использовать иммерсионное охлаждение, при котором мы можем выпаривать жидкость непосредственно с поверхности микросхемы».

Кристиан отметил, что теплопередача в жидкостях в десятки раз эффективнее, чем в воздухе.

Более того, он добавил, что переход на жидкостное охлаждение позволяет смотреть на эффективность всего центра обработки данных с точки зрения, похожей на закон Мура.

«Жидкостное охлаждение позволяет нам увеличивать плотность и продолжать тенденцию, описанную законом Мура, на уровне центров обработки данных», — сказал Кристиан.

Кристиан Белади, известный инженер, вице-президент группы перспективных разработок для центров обработки данных Microsoft, стоит рядом с резервуаром с двухфазным иммерсионным охлаждением в ЦОД Microsoft. Фото: Джин Тведт для Microsoft.

Урок, извлеченный из майнинга криптовалюты

Жидкостное охлаждение — отработанная технология, отметил Белади. Сегодня она используется в большинстве автомобилей для предотвращения перегрева двигателя. Несколько технологических компаний, включая Microsoft, экспериментируют с технологией Cold plate, в которой жидкость подается через металлические пластины к серверам для охлаждения.

Участники индустрии криптовалют первыми стали применять жидкостное иммерсионное охлаждение для вычислительного оборудования, чтобы охлаждать микросхемы, которые регистрируют транзакции с цифровой валютой.

Microsoft исследовала погружение в жидкость в качестве решения для охлаждения оборудования при высокопроизводительных вычислениях, например, необходимых для искусственного интеллекта. Среди прочего исследование показало, что двухфазное иммерсионное охлаждение снижает энергопотребление любого сервера на 5–15%.

Полученные данные побудили команду Microsoft работать с Wiwynn, производителем и разработчиком ИТ-систем для центров обработки данных, над созданием решения для двухфазного иммерсионного охлаждения. Первое такое решение сейчас используется в центре обработки данных Microsoft в Куинси.

Резервуар в форме дивана заполнен специальной жидкостью от компании 3M. Охлаждающие жидкости 3M обладают диэлектрическими свойствами, что делает их эффективными изоляторами и позволяет серверам нормально работать при полном погружении в жидкость.

Как говорит Маркус Фонтура, технический специалист, корпоративный вице-президент Microsoft и главный архитектор вычислительных технологий Azure, переход на двухфазное жидкостное иммерсионное охлаждение обеспечивает повышенную гибкость для эффективного управления облачными ресурсами.

Например, программное обеспечение, управляющее облачными ресурсами, может распределять резкие всплески вычислительной нагрузки на серверы, расположенные в резервуарах с жидкостным охлаждением в центре обработки данных. Эти серверы могут работать с завышенной тактовой частотой процессоров (что повышает их мощность) без риска перегрева.

«В частности, мы знаем, что примерно к часу или двум дня происходит огромный всплеск нагрузки на Teams, потому что люди начинают собрания в одно и то же время, — говорит Фонтура. — Иммерсионное охлаждение дает нам больше гибкости, чтобы справляться с такими резкими скачками».

Кипящая жидкость отводит тепло, выделяемое серверами в центре обработки данных Microsoft. Microsoft — первый поставщик облачных услуг, запустивший двухфазное иммерсионное охлаждение в производственной среде. Фото: Джин Тведт для Microsoft.

Экологичные центры обработки данных

«Добавление к доступным вычислительным ресурсам серверов с двухфазным иммерсионным охлаждением также позволит программному обеспечению для машинного обучения более эффективно управлять ресурсами центра обработки данных — от питания и охлаждения до обслуживающего персонала», – отметил Фонтура.

«Мы окажем огромное влияние не только на эффективность, но и на устойчивость, потому что все развернутое нами ИТ-оборудование будет использоваться эффективно», — сказал он.

Кроме того, жидкостное охлаждение — безводная технология, что помогает Microsoft выполнить свое обязательство к концу этого десятилетия восполнить больше запасов воды, чем компания потребляет.

Охлаждающие спирали, которые проходят через резервуар и позволяют пару конденсироваться, подключены к отдельной системе с замкнутым контуром, которая использует жидкость для передачи тепла от резервуара к сухому охладителю за пределами резервуара. Как пояснил Алисса, поскольку жидкость в этих спиралях всегда теплее, чем окружающий воздух, нет необходимости распылять воду, чтобы подготовить воздух для испарительного охлаждения.

Microsoft вместе с партнерами, прокладывающими инженерные коммуникации, также изучает, как эксплуатировать резервуары таким образом, чтобы уменьшить потерю жидкости и практически не влиять на окружающую среду.

«Если все сделать правильно, двухфазное иммерсионное охлаждение будет соответствовать сразу всем нашим требованиям к стоимости, надежности и производительности, а также существенно сократит энергозатраты по сравнению с воздушным охлаждением», — говорит Иоаннис Манусакис, главный инженер по программному обеспечению Azure.

Команда Microsoft, которая изучает технологию двухфазного иммерсионного охлаждения. На фото слева направо: Дэйв Старкенбург, управляющий операциями центра обработки данных, Кристиан Белади, выдающийся инженер и вице-президент группы перспективных разработок для ЦОД Microsoft, Иоаннис Манусакис, главный инженер по программному обеспечению Azure, и Хусам Алисса, главный инженер по аппаратному обеспечению группы перспективных разработок для центров обработки данных Microsoft. Фото: Джин Тведт для Microsoft.

«Мы подвели море к серверам»

Исследование двухфазного иммерсионного охлаждения — часть многосторонней стратегии Microsoft, направленной на то, чтобы сделать центры обработки данных более устойчивыми и эффективными в построении, эксплуатации и обслуживании.

Например, группа перспективных разработок для центров обработки данных кроме прочего изучает возможность использования водородных топливных элементов вместо дизельных генераторов для резервного электроснабжения ЦОД.

Проект жидкостного охлаждения похож на проект Microsoft Project Natick, посвященный исследованию потенциала подводных центров обработки данных, которые быстро развертываются и могут годами работать на морском дне, запечатанные внутри труб, похожих на подводные лодки и не требующих какого-либо обслуживания на месте людьми.

• Вместо специальной жидкости подводный центр обработки данных заполнен сухим воздухом с избытком азота. Серверы охлаждаются вентиляторами и водопроводной системой теплообмена, которая перекачивает морскую воду, подаваемую по трубопроводу, сквозь герметичную трубу.

Ключевой вывод Project Natick заключается в том, что серверы в ЦОД на морском дне выходят из строя в восемь раз реже, чем такие же серверы в наземном ЦОД. Предварительный анализ показывает, что серверы в подводном центре работают лучше в основном благодаря отсутствию влажности и коррозионного воздействия кислорода.

Алисса ожидает, что серверы внутри жидкостного погружного резервуара будут иметь такую же превосходную производительность. «Мы не погружали центр обработки данных под воду, а подвели море к серверам», — сказал он.

Иоаннис Манусакис, главный инженер по программному обеспечению Azure, извлекает блейд-сервер из резервуара с двухфазным иммерсионным охлаждением в центре обработки данных Microsoft. Фото: Джин Тведт для Microsoft.

Будущее

Если серверы в погружном резервуаре покажут ожидаемую пониженную частоту отказов, Microsoft сможет перейти к модели, в которой компоненты не заменяются немедленно при выходе из строя. Это сократит потерю пара, а также позволит размещать резервуары в удаленных, труднодоступных для обслуживания местах.

«Более того, возможность плотно упаковывать серверы в резервуар позволит переосмыслить серверную архитектуру, оптимизированную для высокопроизводительных приложений с малой задержкой, а также для работы с низкими эксплуатационными расходами», – отметил Белади.

Такой резервуар, например, можно было бы разместить под вышкой сотовой связи 5G в центре города для обслуживания беспилотных автомобилей.

Сейчас у Microsoft есть один резервуар, выполняющий рабочие нагрузки в гипермасштабируемом центре обработки данных. В течение следующих нескольких месяцев команда Microsoft проведет серию тестов, чтобы доказать жизнеспособность резервуара и технологии.

«Этот первый шаг направлен на то, чтобы люди познакомились с концепцией и увидели, что мы можем выполнять производственные нагрузки», — сказал Белади.

Лучшие теплоносители для жидкостного охлаждения

В то время как пищевая промышленность с большей вероятностью выберет PGW, а не EGW для теплопередачи, в силовой электронике, лазерной и полупроводниковой промышленности, возможно, предпочтительнее будут диэлектрические жидкости, а не вода. Диэлектрическая жидкость не является проводящей и поэтому предпочтительнее воды при работе с чувствительной электроникой. Перфторированные угли, такие как диэлектрическая жидкость Fluorinert ™ от 3M, негорючие, невзрывоопасные и термически стабильны в широком диапазоне рабочих температур.Хотя деионизированная вода также не является проводящей, Fluorinert ™ менее агрессивен, чем деионизированная вода, и поэтому может быть лучшим выбором для некоторых применений. Однако вода имеет теплопроводность приблизительно 0,59 Вт / м ° C (0,341 БТЕ / час фут ° F), в то время как Fluorinert ™ FC-77 имеет теплопроводность всего около 0,063 Вт / м ° C (0,036 БТЕ / час фут ° F). ⁵ Fluorinert ™ также намного дороже, чем деионизированная вода.

PAO — это синтетический углеводород, который часто используется в военной и авиакосмической промышленности благодаря своим диэлектрическим свойствам и широкому диапазону рабочих температур.Например, радары управления огнем на современных истребителях имеют жидкостное охлаждение с использованием PAO. Для тестирования холодных пластин и теплообменников, в которых в качестве теплоносителя будет использоваться ПАО, также доступны рециркуляционные охладители, совместимые с ПАО. ПАО имеет теплопроводность 0,14 Вт / м ° C (0,081 БТЕ / час фут ° F). Таким образом, хотя диэлектрические жидкости обеспечивают жидкостное охлаждение с низким уровнем риска для электроники, они, как правило, имеют гораздо более низкую теплопроводность, чем вода и большинство водных растворов.

Вода, деионизированная вода, гликоль / водные растворы и диэлектрические жидкости, такие как фторуглероды и ПАО, являются теплоносителями, наиболее часто используемыми в высокоэффективных системах жидкостного охлаждения.Важно выбрать жидкий теплоноситель, совместимый с вашим трактом прохождения жидкости, обеспечивающий защиту от коррозии или минимальный риск коррозии и отвечающий конкретным требованиям вашего приложения. При правильном химическом составе ваш жидкий теплоноситель может обеспечить очень эффективное охлаждение вашего контура жидкостного охлаждения. Для получения дополнительной информации о технологиях жидкостного охлаждения и подходящей рабочей жидкости для использования в вашей системе, свяжитесь с Aavid, Thermal Division of Boyd Corporation.

¹ Мохапатра, Сатиш К., «Обзор жидких охлаждающих жидкостей для охлаждения электроники», ElectronicsCooling, май 2006 г., стр. 22.

² Компания Dow Chemical, «Важность использования качественной воды в растворах теплоносителя», www.Dow.com, форма № 180-01396-1099QRP, октябрь 1999 г.

³ Компания Dow Chemical, «Как выбрать правильный теплоноситель», «Технологическое отопление», январь 2008 г., Трой, Мичиган, с. 52.

⁴ Компания Dow Chemical, «Руководство по проектированию и эксплуатации для DOWTHERM SR-1 и DOWTHERM 4000 ингибированных теплоносителей на основе этиленгликоля», www.Dow.com, форма № 180-1190-0901 AMS, сентябрь 2001 г., стр. 6.

⁵ 3M, «3M Fluorinert ™ Electronic Liquid FC-77», www.3M.com, 98-0212-2309-8 (HB), май 2000 г., стр. 1.

Технические жидкости | Диэлектрические охлаждающие жидкости для жидкостного иммерсионного охлаждения

Наша миссия …

Разрабатывать, производить и поставлять самые качественные, безопасные и наиболее экономичные диэлектрические жидкости для терморегулирования и охлаждающие решения, разработанные для однофазного жидкостного иммерсионного охлаждения.

Мы защищаем окружающую среду

Мы защищаем вас, наших клиентов

Мы защищаем ваше оборудование

Это то, чем мы занимаемся …

Мы — частная компания, базирующаяся в Тайлере, штат Техас. Наша управленческая команда имеет более чем 60-летний опыт разработки новых технологий и более 30-летний опыт разработки безопасных и эффективных охлаждающих жидкостей и промышленных функциональных жидкостей.

Наша цель проста — мы хотим изменить способ, которым мир охлаждает все электронные устройства, и в то же время помочь нашей планете! Мы считаем, что можем снизить потребление энергии и повысить производительность любого электрического устройства, выделяющего отходящее тепло (а это все они!).Наша однофазная технология жидкостного иммерсионного охлаждения — это самый простой и наиболее эффективный метод охлаждения, доступный для электрических устройств. Кроме того, SLIC на сегодняшний день является наиболее эффективным средством удержания и транспортировки отработанного тепла для повторного использования в сотнях случаев использования для предварительного нагрева котловой воды, отопления зданий / теплиц / прудов, а также предотвращения образования льда на дорогах, тротуарах и крышах.

Наши товары разные! Другие диэлектрические жидкости для терморегулирования никогда не предназначались для использования в качестве диэлектрических охлаждающих жидкостей или в системах охлаждения электроники, на самом деле большинство из них были фактически разработаны как мощные растворители, смазочные материалы или даже косметические основы.Наши диэлектрические жидкости были разработаны специально для использования в качестве диэлектрических охлаждающих жидкостей, не более того! Мы инвестировали более пяти лет и миллионы долларов в разработку самых передовых, безопасных и высокопроизводительных диэлектрических охлаждающих жидкостей на рынке.

Наши диэлектрические охлаждающие жидкости поражают своей простотой использования и теплоемкостью. Все наши охлаждающие жидкости являются биоразлагаемыми, нетоксичными, неаллергенными, неагрессивными и негорючими. И теперь они оценены Национальным научным фондом США как Food Grade! Мы уделяем первоочередное внимание вашей безопасности и защите окружающей среды, предоставляя вам максимально широкий индекс совместимости материалов с максимально достижимыми характеристиками теплопередачи.

Есть специальное приложение? Не проблема, мы рады работать над специальными рецептурами наших стандартных продуктов или заниматься разработкой индивидуальных и уникальных жидкостей. Мы стремимся работать с вами над энергоэффективными, экологически безопасными решениями и снижать эксплуатационные и капитальные затраты.

Для нас лучшая часть нашего дня — это сотрудничество с вами, чтобы использовать наши революционные технологии новыми и инновационными способами!

Сообщите нам, чем мы можем помочь! Просто нажмите ссылку электронной почты ниже и начните разговор.

Надеемся на сотрудничество с вами!

С уважением,

Gary & Dr. Dave

Охлаждающая жидкость для диэлектрика ElectroCool | Engineered Fluids

Разработано для однофазного жидкостного охлаждения электроники

Серверы, графические процессоры, FPGA и другие полупроводники работают со все более высокой плотностью энергии и во все меньших размерах.

Эти факторы в сочетании с увеличением рабочей частоты и выходной мощности делают эффективный отвод отработанного тепла ключевым ограничивающим фактором в конструкции и эффективности большей части электроники.

Однофазное жидкостное иммерсионное охлаждение (SLIC) — это наиболее эффективный способ управления, удаления и контроля отходящего тепла для электроники.

Полное иммерсионное охлаждение электроники в технических жидкостях Диэлектрические охлаждающие жидкости — это самый простой и надежный способ обеспечить поддержание оптимальных рабочих температур полупроводников и электроники без необходимости использования вентиляторов, сложной конструкции и ограничения воздуха в качестве охлаждающей среды.

Проблема охлаждения с погружением в диэлектрическую жидкость заключалась в отсутствии специальных охлаждающих жидкостей, которые были бы просты в использовании и безопасны для обычного пользователя и окружающей среды.

Это было дополнительно осложнено необходимостью обеспечить и гарантировать совместимость материалов с погружаемыми компонентами и охлаждающими жидкостями, обеспечивая при этом рабочее здоровье и безопасность персонала, а также устраняя любые негативные воздействия на окружающую среду, связанные с производством и использованием охлаждающих жидкостей.

Диэлектрические охлаждающие жидкости ElectroCool

Engineered Fluids эффективно решают все эти проблемы. Охлаждающие жидкости ElectroCool Dielectric Coolant на 98% биоразлагаемы, нетоксичны, не содержат галогенов, подходят для пищевых продуктов и на 100% безопасны для озона.

Кроме того, использование и производство диэлектрических охлаждающих жидкостей ElectroCool не выделяет токсичных отходов или паров на рабочее место или в окружающую среду, что делает охлаждающие жидкости ElectroCool от Engineered Fluids простыми в транспортировке, использовании и очистке.

Технические характеристики охлаждающих жидкостей для диэлектриков ElectroCool

ElectroCool

Таблица Excel с важными характеристиками продукта в диапазоне рабочих температур

Паспорта безопасности материалов для всех продуктов

Доступ к нашему Руководству по совместимости материалов

Др.Сундин объясняет, чем наши диэлектрические охлаждающие жидкости значительно отличаются и более эффективны, чем минеральные и белые масла в системах электронного охлаждения.

Узнайте, как встречающиеся в природе коррозионные серы в минеральном масле разрушают ваши устройства

Основные характеристики охлаждающих жидкостей для диэлектриков ElectroCool

Специальные жидкости — стандартные рабочие характеристики Гарантия на охлаждающие жидкости для диэлектриков

Компания

Engineered Fluids («EF») гарантирует, что ее диэлектрические охлаждающие жидкости («Продукты») при получении конечным пользователем в новых, запечатанных, закрытых контейнерах с оригинальной этикеткой продукта Engineered Fluids, включая дату производства и номер партии, будут соответствовать требованиям. эксплуатационные характеристики указанного Продукта, опубликованные на веб-сайте Engineered Fluids (www.Engineeredfluids.com) («Эксплуатационные характеристики»).

1. Клиенты могут в течение пяти (5) дней с момента получения Продукта связаться с Engineered Fluids и уведомить Engineered Fluids о предполагаемом дефекте Продукта.

2. Конечный пользователь затем предоставит EF образец продукта Product Engineered Fluids объемом 500 куб. См для анализа и тестирования. EF проведет тестирование, чтобы определить, соответствуют ли продукты эксплуатационным характеристикам, и вернет Заказчику письменный отчет с результатами тестирования.

   1. Свяжитесь с Engineered Fluids по телефону +1.281.205.0162 или [email protected] и предоставьте следующую информацию:

      1. Имя клиента

      2. Имя контактного лица службы поддержки, адрес электронной почты и номер телефона

      3. Название места и физический адрес

      4. Возьмите 1 образец продукта объемом 500 куб. См из контейнера для тестирования.

      5. Проба должна быть взята и отправлена ​​воздушным транспортом в компанию Engineered Fluids в чистом незагрязненном герметичном стеклянном контейнере.Компания Engineered Fluids может продавать и предоставлять такие контейнеры конечному пользователю по запросу.

3. Средство правовой защиты — Если Engineered Fluids определит, что отобранный Продукт не соответствует опубликованным Рабочим характеристикам, вся ответственность Engineered Fluids перед Заказчиком будет по собственному усмотрению EF:

   1. предоставить клиенту скидку на полную закупочную цену за приобретенное количество Продукта, включая любые расходы на доставку, и организовать либо возврат Продукта компании Engineered Fluids, либо его безопасную утилизацию; или

   2. замените дефектный Продукт новым соответствующим Продуктом.

Обзор жидких охлаждающих жидкостей для охлаждения электроники

Введение

Охлаждение электронных компонентов стало серьезной проблемой в последнее время из-за достижений в разработке более быстрых и компактных компонентов. В результате были разработаны различные технологии охлаждения для эффективного отвода тепла от этих компонентов [1, 2]. Использование жидкого хладагента стало привлекательным из-за более высокого коэффициента теплопередачи по сравнению с воздушным охлаждением.Охлаждающие жидкости используются как в однофазных, так и в двухфазных системах. Однофазный контур охлаждения состоит из насоса, теплообменника (холодная пластина / мини- или микроканалы) и радиатора (радиатор с вентилятором или жидкостно-жидкостной теплообменник с водяным охлаждением) [3 ]. Источник тепла в системе электроники прикреплен к теплообменнику. Жидкие теплоносители также используются в двухфазных системах, таких как тепловые трубы, термосифоны, системы кипячения с переохлаждением, распылительное охлаждение и системы прямого погружения [2, 4].

Требования к жидкой охлаждающей жидкости для электроники

К жидкостному хладагенту для электроники предъявляется множество требований. Требования могут различаться в зависимости от типа приложения. Ниже приводится список некоторых общих требований:

• Хорошие теплофизические свойства (высокая теплопроводность и удельная теплоемкость; низкая вязкость; высокая скрытая теплота испарения для двухфазного применения)
• Низкая точка замерзания и точка разрыва (иногда для транспортировки и / или хранения требуется защита от разрыва при -40 ° C или ниже)
• Высокая температура кипения при атмосферном давлении (или низкое давление пара при рабочей температуре) для однофазной системы; узкая желаемая точка кипения для двухфазной системы
• Хорошая химическая и термическая стабильность в течение всего срока службы электронной системы
• Высокая температура вспышки и температура самовоспламенения (иногда требуется негорючесть)
• Не вызывает коррозии конструкционных материалов (металлов, а также полимеров и других неметаллов)
• Отсутствуют или минимальные нормативные ограничения (экологически чистые, нетоксичные и, возможно, биоразлагаемые)
• Экономичный

Лучшая охлаждающая жидкость для электроники — это недорогая и нетоксичная жидкость с отличными теплофизическими свойствами и длительным сроком службы.Желательны высокая температура вспышки и температура самовоспламенения, чтобы жидкость была менее восприимчива к возгоранию. Хорошие теплофизические свойства требуются для получения высоких коэффициентов теплопередачи и низкой мощности откачки, необходимых для протекания жидкости через трубку или канал.

Электропроводность (не указанная в списке) охлаждающей жидкости становится важной, если жидкость вступает в прямой контакт с электроникой (например, при прямом погружном охлаждении), или если она вытекает из охлаждающего контура или проливается во время обслуживания и поступает. контактирует с электрическими цепями [5].В некоторых приложениях диэлектрический хладагент является обязательным, тогда как во многих других применениях он не является обязательным из-за очень малой вероятности утечки хладагента (или в случае утечки хладагент не контактирует с электроникой).

Таблица 1: Свойства различных химических составов жидкого хладагента при 20 ° C

В следующих разделах различные химические составы охлаждающей жидкости разделены на диэлектрические и недиэлектрические жидкости, и их свойства обсуждаются более подробно (см. Также Таблицу 1).

Диэлектрические жидкие охлаждающие жидкости

Ароматические соединения: Синтетические углеводороды ароматической химии (например, диэтилбензол [DEB], дибензилтолуол, диарилалкил, частично гидрогенизированный терфенил) являются очень распространенными теплоносителями и охлаждающими жидкостями, используемыми в различных областях [6]. Однако эти соединения нельзя отнести к категории нетоксичных. Кроме того, некоторые из этих жидкостей (например, алкилированный бензол) имеют сильный запах, который может раздражать персонал, работающий с ними.

Сложный силикатный эфир: Этот химический состав (например, Coolanol 25R) широко использовался в качестве диэлектрического хладагента в бортовых радиолокационных и ракетных системах ВВС и ВМФ. Эти жидкости вызывают значительные, а иногда и катастрофические проблемы из-за их гигроскопичности и последующего образования легковоспламеняющихся спиртов и силикагеля. Поэтому эти жидкости были заменены более стабильными и диэлектрическими алифатическими химическими веществами (полиальфаолефины или ПАО) [7].

Алифатика: Алифатические углеводороды парафинового и изопарафинового типа (включая минеральные масла) используются в различных системах прямого охлаждения электронных компонентов, а также в охлаждающих трансформаторах [6].Многие алифатические соединения на нефтяной основе соответствуют критериям Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) и Министерства сельского хозяйства США (USDA) в отношении случайного контакта с пищевыми продуктами. Эти жидкости на нефтяной основе не образуют опасных побочных продуктов разложения. Большинство этих жидкостей имеют незаметный запах и нетоксичны в случае контакта с кожей или проглатывания. Как упоминалось ранее, жидкости на основе алифатических полиальфаолефинов заменили жидкости на основе силикатно-сложных эфиров в различных системах охлаждения военной электроники (и авионики) за последнее десятилетие.

Силиконы: Еще один класс популярных химикатов охлаждающих жидкостей — это диметил- и метилфенилполи (силоксан) или обычно известное как силиконовое масло [6]. Поскольку это синтетическое полимерное соединение, молекулярную массу, а также теплофизические свойства (точку замерзания и вязкость) можно регулировать, варьируя длину цепи. Силиконовые жидкости используются при температурах от -100 ° C до 400 ° C. Эти жидкости имеют отличный срок службы в закрытых системах в отсутствие кислорода.Кроме того, известно, что нетоксичные силиконовые жидкости практически не имеют запаха и удобны для рабочих мест. Однако низкое поверхностное натяжение придает этим жидкостям тенденцию течь вокруг трубопроводной арматуры, хотя низкое поверхностное натяжение улучшает смачиваемость. Подобно алифатическим соединениям, силиконовые масла с высоким молекулярным весом также нашли применение в охлаждающих трансформаторах.

Фторуглероды: Фторированные соединения, такие как перфторуглероды (например, FC-72, FC-77), гидрофторэфиры (HFE) и перфторуглероды (PFE), обладают определенными уникальными свойствами и могут использоваться в контакте с электроникой [4, 8].Прежде всего, эти жидкости негорючие и нетоксичные. Некоторые фторированные соединения обладают нулевым озоноразрушающим потенциалом и другими экологическими свойствами. Во-вторых, некоторые из этих жидкостей имеют низкие точки замерзания и низкую вязкость при низких температурах. Однако эти жидкости очень дороги, имеют плохие термические свойства, некоторые из них обладают потенциалом глобального потепления (парниковый эффект), а из-за чрезвычайно низкого поверхностного натяжения могут возникать утечки вокруг фитингов.

Жидкие хладагенты без диэлектрика
Жидкие хладагенты без диэлектрика часто используются для охлаждения электроники из-за их превосходных тепловых свойств по сравнению с диэлектрическими хладагентами.Не диэлектрические охлаждающие жидкости обычно представляют собой растворы на водной основе. Поэтому они обладают очень высокими удельной теплоемкостью и теплопроводностью [9]. Деионизированная вода — хороший пример широко используемой охлаждающей жидкости для электроники. Некоторые другие популярные недиэлектрические химические составы охлаждающей жидкости обсуждаются ниже:

Этиленгликоль (EG): Обычно EG используется в качестве антифриза при охлаждении автомобильных двигателей, а также во многих промышленных системах охлаждения. Общие области применения включают технологическое охлаждение при более низких температурах.Этиленгликоль бесцветен, практически не имеет запаха и полностью смешивается с водой. При правильном ингибировании он имеет относительно низкую коррозионную активность. Однако эта охлаждающая жидкость классифицируется как токсичная и требует осторожного обращения и утилизации. Качество воды, используемой для приготовления раствора гликоля, очень важно для системы. Обычно рекомендуется вода с низкой концентрацией хлорид- и сульфат-ионов (<25 частей на миллион). Кроме того, следует поддерживать график мониторинга, чтобы избежать истощения ингибитора и обеспечить постоянство pH раствора.После того, как ингибитор израсходован, рекомендуется удалить старый гликоль из системы и установить новую заправку.

Пропиленгликоль (PG): В ингибированной форме PG обладает теми же преимуществами низкой коррозионной активности, что и этиленгликоль. Кроме того, пропиленгликоль считается нетоксичным. Помимо отсутствия токсичности, он не имеет преимуществ перед этиленгликолем, поскольку он дороже и более вязкий.

Метанол / Вода: Это недорогой раствор антифриза, который находит применение в холодильных установках и тепловых насосах с грунтовым источником.Как и в случае с гликолями, это можно предотвратить, чтобы остановить коррозию. Эту жидкость можно использовать при температурах до -40 ° C из-за ее относительно высокой скорости теплопередачи в этом диапазоне температур. Его основными недостатками в качестве теплоносителя являются токсикологические соображения. Он считается более вредным, чем этиленгликоль, и поэтому нашел применение только в технологических процессах, расположенных на открытом воздухе. Кроме того, метанол является легковоспламеняющейся жидкостью и, как таковой, представляет потенциальную опасность возгорания там, где он хранится, обрабатывается или используется.

Этанол / вода: Это водный раствор денатурированного зернового спирта. Его главное преимущество в том, что он не токсичен. Поэтому он нашел применение на пивоваренных заводах, винных заводах, химических предприятиях, заводах по заморозке пищевых продуктов и тепловых насосах с грунтовым питанием. Как легковоспламеняющаяся жидкость, она требует определенных мер предосторожности при обращении и хранении.

Раствор хлорида кальция: Водные растворы хлорида кальция находят широкое применение в качестве циркулирующих охлаждающих жидкостей на пищевых предприятиях. Он негорючий, нетоксичный и термически более эффективен, чем растворы гликоля.29% (по массе) раствор хлорида кальция имеет температуру замерзания ниже -40 ° C. Основным недостатком этой охлаждающей жидкости является то, что она вызывает сильную коррозию даже в присутствии ингибиторов коррозии.

Раствор формиата / ацетата калия: Водные растворы солей формиата и ацетата калия негорючие и нетоксичные, а также гораздо менее агрессивны и термически более эффективны, чем раствор хлорида кальция [5]. Поэтому, даже имея более высокую цену, чем хлорид кальция, они нашли большое количество применений в последние годы.Хотя в основном эти жидкости применяются в пищевых продуктах, напитках, фармацевтике, химических и климатических камерах, недавно эти жидкости были исследованы для однофазного конвекционного охлаждения микропроцессоров.

Жидкие металлы: В последнее время жидкие металлы, относящиеся к химическому составу Ga-In-Sn, использовались с магнитно-жидкостным динамическим (MFD) насосом [2]. Он использует высокую теплопроводность и плотность металлического сплава для отвода очень высокого теплового потока от микропроцессоров.

Другая химия экзотических охлаждающих жидкостей

Помимо химического состава, описанного выше, есть некоторые новые разработки в области жидкого хладагента. Наножидкости (дисперсии наночастиц, таких как оксид металла, металл, углеродные нанотрубки или алмаз в охлаждающей жидкости для увеличения теплопроводности) были исследованы как метод улучшения тепловых характеристик существующих химических веществ [10].

Количество журнальных публикаций в этой области за последние годы выросло в геометрической прогрессии.Тем не менее, существует еще большое количество неизвестных факторов (например, долговременная надежность, агломерация, оседание и закупорка микроканалов), существующих при использовании наночастиц в охлаждающей жидкости. Материалы с фазовым переходом (PCM) в их микро- или наноинкапсулированной форме используются в охлаждающей среде для увеличения удельной теплоемкости. Опять же, надежность была проблемой при их использовании.

Ионные жидкости (жидкие соли комнатной температуры) также продемонстрировали некоторый потенциал стать охлаждающими жидкостями следующего поколения на основе их термической стабильности, чрезвычайно низкого давления пара и других свойств.В настоящее время их применение ограничено растворителями в химических реакциях и экстракциях. Потребуется несколько лет, чтобы эти химические составы стали технически и экономически конкурентоспособными с существующими охлаждающими жидкостями.

Выводы

В продаже имеется несколько охлаждающих жидкостей (как диэлектрических, так и недиэлектрических). Однако выбор лучшей охлаждающей жидкости для конкретного применения требует правильного понимания всех характеристик и теплофизических свойств этих жидкостей.Диэлектрические жидкости могут использоваться в контакте с электроникой, тогда как не диэлектрические охлаждающие жидкости используются с охлаждающей пластиной. В будущем могут появиться охлаждающие жидкости с лучшими свойствами (теплопроводность, удельная теплоемкость, термическая стабильность), но их популярность будет зависеть от их надежности и экономичности.

Список литературы

1. Incropera, F., Жидкостное охлаждение электронных устройств с помощью однофазной конвекции, Нью-Йорк: John Wiley & Sons, 1999, стр. 1-14.
2. Ласанс, К. и Саймонс, Р., «Достижения в области высокоэффективного охлаждения для электроники», ElectronicsCooling, Vol. 11, No. 4, 2005, pp. 22-39.
3. Шмидт Р., «Жидкостное охлаждение возвращается», ElectronicsCooling, Vol. 11, No. 3, 2005, pp. 34-38.
4. Chrysler, GM, Chu, R., and Simons, RE, «Струйное вскипание диэлектрической охлаждающей жидкости в узких зазорах», IEEE Transactions CHMT-Part A., Volume 18, No. 3, 1995, pp. 527-533 .
5. Мохапатра, С. и Лойкиц, Д., «Достижения в технологиях жидкого хладагента для охлаждения электроники», Труды 21-го симпозиума IEEE Semiconductor по измерениям и управлению полупроводниками, Сан-Хосе, Калифорния, 2005 г., стр.354-360.
6. Мохапатра, С., «Выбор теплоносителей для низкотемпературных применений», «Прогресс химической инженерии», август 2001 г., стр. 47-50.
7. Ghajar, A., Tang, W. и Beam, J., «Сравнение гидравлических и тепловых характеристик жидких охлаждающих жидкостей на основе PAO и Coolanol 25R», 6-я совместная конференция по теплофизике и теплопередаче AIAA / ASME, Колорадо-Спрингс, Колорадо, 20 июня -23, 1994, с. 1-14.
8. Мэддокс Д.Э. и Мудавар, И., «Критический тепловой поток при кипении переохлажденного потока фторуглеродной жидкости на смоделированном электронном чипе в прямоугольном канале», Международный журнал тепло- и массообмена, том 32, 1989 г., стр.379-394.
9. Основы справочника ASHRAE, Атланта: Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха, Inc, 2001.
10. Маркиз Ф. и Чибанте Л., «Улучшение теплопередачи наножидкостей и наносмазочных материалов с помощью углеродных нанотрубок», JOM, 57 (12), стр. 32-43, 2005.

Охлаждающая жидкость для диэлектрика ElectroCool® EC-100 — Специальные жидкости

Загрузить паспорт безопасности и технические данные ElectroCool

Синтетическая однофазная охлаждающая жидкость с жидким диэлектриком для компенсации давления.смазка и передача энергии в водной среде. Низкая водная токсичность и отличное биоразложение.

Разработан для однофазного жидкостного иммерсионного охлаждения электроники.
Серверы, графические процессоры, ПЛИС и другие полупроводники работают со все более высокой плотностью энергии и во все более компактных корпусах.

Эти факторы в сочетании с увеличением рабочей частоты и выходной мощности делают эффективный отвод отработанного тепла ключевым ограничивающим фактором в конструкции и эффективности большей части электроники.

Однофазное жидкостное иммерсионное охлаждение (SLIC) — это наиболее эффективный способ управления, удаления и контроля отходящего тепла для электроники.

Полное иммерсионное охлаждение электроники в технических жидкостях Диэлектрические охлаждающие жидкости — это самый простой и самый надежный способ поддержания оптимальных рабочих температур полупроводников и электроники без необходимости использования вентиляторов, сложной конструкции и ограничений, связанных с воздухом в качестве охлаждающей среды.

Проблема охлаждения с погружением в диэлектрическую жидкость заключается в отсутствии специальных охлаждающих жидкостей, которые были бы просты в использовании и безопасны для обычного пользователя и окружающей среды.

Это еще больше усложнялось необходимостью обеспечить и гарантировать совместимость материалов с погружаемыми компонентами и охлаждающими жидкостями, обеспечивая при этом рабочее здоровье и безопасность персонала, а также устраняя любые негативные воздействия на окружающую среду, связанные с производством и использованием охлаждающих жидкостей.

Диэлектрические охлаждающие жидкости ElectroCool Engineered Fluids эффективно решают все эти проблемы. Охлаждающие жидкости ElectroCool Dielectric Coolant на 98% биоразлагаемы, нетоксичны, не содержат галогенов, подходят для пищевых продуктов и на 100% безопасны для озона.

Кроме того, использование и производство диэлектрических охлаждающих жидкостей ElectroCool не выделяет токсичных отходов или паров на рабочее место или в окружающую среду, что делает охлаждающие жидкости ElectroCool от Engineered Fluid простыми в транспортировке, использовании и очистке.

Иммерсионные охлаждающие жидкости

| Shell Global

Название: OCP TV — Rolf & Sundeep

Продолжительность: 18:22 минуты

Описание:

Лаура Ноланд из OCP TV взяла интервью у Эдуардо Де Азеведо из Shell и Майкла Бурисиуса из Asperitas, которые рассказали о своем присутствии на мероприятии. предстоящий Виртуальный саммит OCP 12-15 мая.

Виртуальный саммит — это богатый интерактивный опыт, к которому можно получить доступ из любой точки мира, который включает в себя все ключевые компоненты глобального саммита OCP, включая основные доклады, выступления руководителей, выставочный зал с переговорами в выставочном зале, инженерные семинары , Центр опыта OCP и симпозиум OCP Future Technologies.

OCP TV — Rolf & Sundeep Transcript

[Играет фоновая музыка]

Без музыки

[Анимированная последовательность]

Без анимации

[Отображается текст]

Это интервью

[Заголовок разговора / речи]

{Имя докладчика}

Лаура Ноланд — OCP TV’s

Рольф Бринк — генеральный директор Asperitas

Сандип Камат — менеджер по глобальному маркетингу, Shell

[Визуальные эффекты]

3 видеоэкрана на рабочем столе, на котором показаны 3 выступающих

[Лаура Ноланд]

Добро пожаловать на OCP TV, отдел новостей Open Compute Project Foundation.Я Лаура Ноланд на виртуальном саммите OCP 2020 года. Сегодня ко мне присоединяется Рольф Бринк, генеральный директор Asperitas, и Сандип Камат, менеджер по глобальному маркетингу Shell. Добро пожаловать на OCP TV.

[Рольф Бринк]

[Сандип Камат]

Спасибо, действительно рад быть здесь

[Лаура Ноланд]

Замечательно, у нас есть о чем поговорить сегодня, так что давайте начнем. Сначала расскажите нашим зрителям об Asperitas и Shell. Чем вы занимаетесь по отдельности, а затем вместе как партнер?

[Рольф Бринк]

Asperitas — компания по иммерсионному охлаждению, базирующаяся в Нидерландах, в настоящее время базирующаяся даже в Амстердаме. Мы работаем на рынке, фокусируясь на оптимизации ИТ-оборудования для погружения, а также на продаже наших погружных систем, которые вполне достаточно уникальны во многих отношениях, потому что нам не требуются какие-либо движущиеся части для циркуляции жидкостей или наши системы работают под воздействием тепла, а частью нашего внимания является аспект устойчивости, поэтому одной из наших задач является оптимизация ИТ-платформ, вычисление платформы таким образом, чтобы они могли генерировать полноценное тепло, и это то, что пользуется большим спросом, особенно в Европе, но и во многих других регионах мира.

То, что мы в основном делаем возможным, заключается в том, что мы обеспечиваем переход от центров обработки данных к производителям энергии различными способами, поэтому с помощью наших технологий центры обработки данных могут генерировать горячую воду, которую можно напрямую вводить в системы централизованного теплоснабжения или напрямую повторно используются целыми городами, и это внимание уделяется высокому качеству тепла, также позволяет нам развертывать наши системы с учетом климатической независимости. Это также означает, что мы очень терпимы к высокотемпературному охлаждению, а это означает, что для системы не имеет значения, находится ли она в арктической зоне или в пустыне Сахара, что в зависимости от ИТ-платформы, что является довольно уникальным .

[Sundeep Kamath]

Shell — глобальная энергетическая компания, и наша миссия — вместе способствовать прогрессу, предлагая все больше и больше экологически чистых энергетических решений. Дело в том, что всем нужна энергия для процветания, и отсутствие энергии ограничивает прогресс, но то, как люди в настоящее время производят и потребляют энергию, создает CO2 и глобальное потепление. Мы считаем, что межотраслевое сотрудничество является основополагающим для оказания помощи обществу в достижении цели нулевого чистого выброса, и в Shell мы привержены своей роли.

Наше партнерство с Asperitas для нас является демонстрацией этой приверженности. Как мы знаем, глобальная отрасль центров обработки данных является одной из самых быстрорастущих отраслей, потребляющих энергию, и в 2018 году на нее приходится около одного процента мирового спроса на энергию, и, по прогнозам, она будет расти. Технология, разработанная Asperitas, помогает снизить энергопотребление центров обработки данных до сорока пяти процентов за счет погружения ИТ-оборудования в жидкость, специально разработанную Shell для технологии иммерсионного охлаждения серверов данных.Мы считаем, что у этой технологии есть фантастический потенциал, чтобы полностью революционизировать эту отрасль, и это очень интересно для нас, и поэтому мы стали партнерами Asperitas.

[Рольф Бринк]

Одна из вещей, которую мы также должны выделить здесь, — это тот факт, что мы совместно разрабатываем жидкости для всей отрасли, чтобы использовать их в качестве диэлектрической жидкости, с глобальной возможностью поставок Shell, а также с большим снова сосредоточимся на повторном использовании энергии, Shell также является энергетической стороной.Глобальная энергетическая партия может помочь в развитии такого рода устойчивого развития центров обработки данных.

[Лаура Ноланд]

Вау, я просто слушала, как каждый из вас объясняет свое партнерство и то, что вы делаете вместе. Это окажет огромное влияние на индустрию. Это будет захватывающая платформа. Виртуальный саммит OCP станет для вас захватывающей платформой, чтобы по-настоящему поделиться этим с сообществом, поэтому я очень рад узнать больше наверняка, и я уверен, что многие люди на саммите тоже будут.Итак, в этом году вас спонсируют, так почему было важно быть частью саммита и быть более заметным?

[Рольф Бринк]

Что ж, это важно, поскольку это глобальное событие для всех гипермасштаберов и главное событие года OCP. Asperitas возглавляет усилия по погружению в OCP, и в этом качестве мы также участвуем в организации самого саммита, поэтому для этого есть веские причины, потому что вокруг технологии погружения происходит много всего.В этом году также и особенно в следующем году, поэтому действительно важно обеспечить, чтобы отрасль собралась вместе и начала принимать идею о достоинствах жидкости и, что еще более важно, даже об устойчивости, во многом, поскольку это ее окружает, потому что это очень тесно связано с жидкостью. сообщение об охлаждении.

[Сандип Камат]

Действительно. В Shell, как я уже упоминал, проблема, с которой мы все сталкиваемся в связи с изменением климата, требует фундаментального сдвига в мышлении и межотраслевого сотрудничества, как мы считаем.OCP — ведущий форум, на котором мы надеемся взаимодействовать с ключевыми участниками отрасли, чтобы определить и задействовать пути снижения выбросов углекислого газа, чтобы они могли следовать к будущему с чистым нулевым уровнем выбросов.

[Лаура Ноланд]

Что нового? Что происходит в Asperitas и Shell в последнее время, чем вы можете поделиться с нашим сообществом? Есть какие-нибудь важные новости, какие-нибудь важные анонсы?

[Sundeep Kamath]

Shell недавно объявила о наших пересмотренных амбициях. Мы значительно повысили наши амбиции в отношении изменения климата, поэтому наша цель, о которой только что было объявлено на прошлой неделе, теперь состоит в том, чтобы к 2050 году или раньше достичь нулевого уровня выбросов в энергетическом бизнесе, что, как вы понимаете, будет непросто. .Это вызов для энергетической компании, но партнерство Shell и Asperitas является реальной демонстрацией этого.

Мы только что запустили Shell Immersion Cooling Fluid S5X, жидкость, специально разработанную для приложений и условий погружных вычислений. Он разработан с использованием нашей запатентованной технологии преобразования газа в жидкость, поэтому базовая жидкость, которую мы используем для производства этой жидкости, на самом деле производится из газа, а не из нефти. Мне нравится визуализировать это так, будто это похоже на сборку блоков Lego, поэтому мы в основном берем молекулы газа и соединяем их вместе, чтобы получить жидкость, которая нам нужна, так что она абсолютно чистая.Он абсолютно чистый и лечебного качества. На самом деле жидкость является продуктом стратегического партнерства обеих компаний в области разработки гибких технологий, и мы провели вместе множество исследований и разработок. Это снова соответствует лидирующей роли Asperitas в технологии иммерсионного охлаждения, подпроекта по усовершенствованным решениям для охлаждения OCP и желанию Shell поддерживать инновационные решения в области энергетики.

[Рольф Бринк]

Если вы посмотрите на совместную разработку иммерсионной охлаждающей жидкости, я хотел бы добавить кое-что из моей точки зрения на развитие жидкости на стороне Shell с процессом GTL, переход газа в жидкость.Одна из вещей, которые Asperitas высоко ценит, — это качество. Качество наших систем — это тип требований, которые мы предъявляем к нашей собственной технологии, чрезвычайно высоки, и ценность, которую добавляют жидкости Shell, также связана с этим уровнем качества. Процесс преобразования газа в жидкость позволяет в основном производить жидкости на молекулярном уровне, как и блоки Lego, которые только что объяснил Sundeep. В итоге мы получаем такую ​​высокую консистенцию, такую ​​предсказуемость и такую ​​высокую стабильность жидкостей, что она безопаснее, чем любая другая жидкость на рынке, и, поверьте мне, мы протестировали довольно много, когда работали с большим количеством жидкостей. их.Но в этом случае ничто не могло сравниться с жидкостями Shell. Причина, по которой это очень важно, — это невероятная ценность ИТ, стоимость оборудования, а также ценность платформы, которая должна работать на нем. Эти значения действительно очень высоки, особенно на наших рынках, и это то, что нам нужно защищать, и именно для этого эта жидкость оптимизирована и улучшена.

Одна из вещей, которыми Asperitas делится в качестве новостей на цифровом саммите, — это шасси с открытым исходным кодом, на котором мы публикуем (которым мы делимся с сообществом), которое также сочетается с новым и более крупным решением для иммерсионного охлаждения. который мы запускаем сейчас, чтобы использовать весь потенциал нашей концепции погруженных вычислений.Система предлагает OEM-производителям полную гибкость, а также возможность использования шасси с открытым исходным кодом, а также системных интеграторов и конечных пользователей для обеспечения высокоплотных вычислений и 21-дюймовых серверных решений с поддержкой OCP. На саммите мы делимся своими усилиями по дизайну кассеты открытого сервера для погружения и продвигаем ее использование. Итак, на основе этого шасси с открытым исходным кодом мы также запускаем и объявляем о нескольких новых отношениях с OEM-производителями и совместных проектах разработки с некоторыми очень известными поставщиками, которые также являются частью домена OCP.

Мы также сосредоточены на аспектах устойчивости, и это жидкость для иммерсионного охлаждения, и оборудование, которое мы создаем, также являются строительными блоками, как и способность Shell предоставлять концепции возобновляемой энергии и повторного использования тепла, и это то, что нас движет. действуют вместе и на саммите.

[Лаура Ноланд]

Вау, так много новостей, которыми можно поделиться на виртуальном саммите OCP. Вы пригласили меня в «блоки Lego», потому что, чтобы не умалять масштабности того, о чем вы говорите, потому что это очень увлекательно и очень новаторски, и я знаю, что многие люди хотят узнать больше, но это было отличное изображение, отличный способ понять что-то настолько сложное, чтобы мы могли быстро понять, как это работает, ценить это.Вы, конечно, много делитесь на саммите — много важных новостей от вас, ребята. Что ты надеешься забрать? Потому что вы вносите немалый вклад. Что вы надеетесь оторваться от вершины и унести с собой?

[Рольф Бринк]

В основном это возможность продемонстрировать решения, связанные с деятельностью OCP по стандартизации технологий иммерсионного охлаждения и спецификаций ИТ-оборудования, при поддержке крупномасштабного внедрения технологии иммерсионного охлаждения облачными гипер-масштабами, поставщиками телекоммуникационных услуг и другие пользователи OCP.X-вычисления — это область, которую мы рассматриваем как сильное развитие, движимое поставщиками телекоммуникационных услуг и поставщиками общедоступного облака, и в прошлом году OCP объявила, что мы увидим наибольший рост в этой области.

Мы ожидаем увидеть гораздо больше интересных разработок в этом направлении, и, конечно, устойчивость — это глобальная вещь, поэтому возможность работать в любом месте в любом климате, а также реализация концепций в нейтральных центрах обработки данных — это область, в которой мы много надеемся больше. В области OCP происходит много всего, есть много других компаний.Microsoft даже объявила об отрицательных углах углерода, и мы надеемся, что это произойдет и в других случаях. Я думаю, что гиперкалярная среда играет ведущую роль для всей отрасли центров обработки данных, и все смотрят на то, как они это делают, что они делают, и это то, что я хотел бы увидеть и надеюсь перенять у OCP. Виртуальный саммит.

[Лаура Ноланд]

Давайте поговорим о том, как вы начали работу с проектом открытых вычислений. Почему вы решили стать частью этого сообщества, когда вы доводите до сообщества отношения с Asperitas и Shell?Зачем быть частью сообщества и какие выгоды вы получили от этого?

[Рольф Бринк]

Asperitas продвигает целую экосистему новых технологий, а не только технологию сама по себе. Технология может существовать только в экосистеме, и часть стратегии состоит в том, чтобы развивать эту экосистему. Мы не только сосредоточены на росте компании и увеличении доли рынка, нет, мы на самом деле сосредоточены на росте самого рынка. Это принципиально другой подход, чем просто попытка конкурировать с вашими конкурентами, мы пытаемся сделать что-то другое, чтобы облегчить.

По мере роста рынков многое должно произойти, и это необходимо развивать, чтобы рынок мог внедрять технологии жидкостного охлаждения в действительно значительных масштабах. Это необходимо, необходимо, если мы хотим, чтобы все сделали эту отрасль устойчивой, и поскольку никто не предпринимал никаких усилий для такого масштабирования самого рынка, и никто не брал на себя эту руководящую роль, чтобы вывести отрасль на новый уровень, мы в основном решили, что мы должны занять это место.Если никто этого не делает, давайте просто сделаем это сами и позаботимся о том, чтобы мы разработали некоторые базовые стандарты, некоторые базовые системы отсчета, и сделаем это в сообществе, и будем делать это вместе с людьми, которые придерживаются единомышленников и которые заинтересованы в этом. промышленность в более широком масштабе, и именно это произошло с несколькими публикациями, которые у нас есть, с которыми мы помогли и содействовали, а некоторые из них являются авторами или соавторами. Это должно помочь отрасли прийти к единому мнению, начать работать на центральной линии.Это также фундаментальная часть нашего подхода к разработке, при котором мы разработали нашу технологию для масштабирования, поэтому, когда дело доходит до стандартизации и открытых инноваций, мы должны принять это, чтобы убедиться, что они могут полностью раскрыть свой потенциал.

И последнее, но не менее важное: многие из самых сильных и ближайших партнеров также являются частью консорциума, и это отличная платформа для обмена информацией о прогрессе, как мы делаем сейчас с Shell.

[Лаура Ноланд]

Итак, где наши зрители могут узнать больше?

[Рольф Бринк]

Мы на виртуальном стенде OCP Virtual Summit.Они могут найти нас на сайте www.asperitas.com и по ссылке Shell с нашей страницы на Shell Immersion Fluid.

веб-сайт саммитов, где мы можем найти вас

у нас есть виртуальная будка, честно говоря, мы собираемся присутствовать на виртуальной будке, так что там вы можете поговорить с нами. Поговорите с нами, узнайте о нас больше. К сожалению, сейчас мы не можем продемонстрировать наши системы в реальном времени в физическом месте из-за текущей глобальной ситуации, но на веб-сайте Asperitas и Shell вы можете найти всю необходимую информацию о жидкостях для иммерсионного охлаждения, а также захватывающий процесс преобразования газа в жидкость Shell.

[Sundeep Kamath]

Shell будет присутствовать вместе с Asperitas на нашем виртуальном стенде. Мы с нетерпением ждем возможности лично присутствовать в Сан-Хосе, но я думаю, вы знаете, что виртуальная ситуация с Covid-19 — это то, что мы можем сделать сейчас, и да, приходите к нам там, гораздо больше, чтобы прийти от духа, не показать

[Лаура Ноланд]

Большое спасибо за то, что присоединились к нам сегодня.

Диэлектрическое охлаждение использует 7% мощности традиционного воздушного охлаждения и появится в продуктах в 2018 году

IBM, Georgia Tech и DARPA разработали новую технологию охлаждения для преодоления теплового барьера стекирования чипов, решение на кристалле, которое может помочь даже охладить целые центры обработки данных.

Ожидается, что эти технологии появятся в коммерческих продуктах и ​​военном снаряжении уже в 2018 году.

Сегодня чипы охлаждаются вентиляторами, которые пропускают воздух через радиаторы, расположенные наверху чипов, для отвода избыточного тепла. Усовершенствованные подходы к водяному охлаждению, которые более эффективны, чем подходы к воздушному охлаждению, заменяют радиатор на холодную пластину, которая находится ближе к микросхеме. Но из-за электропроводности воды для этого подхода требуется барьер для защиты чипа.ICECool использует непроводящую жидкость, чтобы сделать следующий шаг по подаче жидкости в чип (как показано на изображении ниже). Это устраняет необходимость в барьере между чипом и жидкостью. Это не только обеспечивает более низкую температуру перехода устройства (Tj), но также уменьшает размер, вес и энергопотребление системы (SWaP). Наши тесты на чипах IBM Power 7+ продемонстрировали снижение температуры перехода на 25 ° C и снижение энергопотребления чипа на 7 процентов по сравнению с традиционным воздушным охлаждением

.

Программа улучшенного охлаждения Intrachip / Interchip Enhanced Cooling (ICECool) Агентства передовых исследовательских проектов Министерства обороны США, в которой IBM и Технологический институт Джорджии объединили усилия для решения проблемы жидкостного охлаждения для 3-D пакетов микросхем, привела к подходу, в котором вместо этого используется изолирующий диэлектрический хладагент. воды.Исследователи, работавшие над прототипом, говорят, что такой подход снизит стоимость охлаждения центральных процессоров суперкомпьютеров за счет прокачки хладагента через микрожидкостные каналы на кристалле и охладит внутреннюю часть даже самых толстых трехмерных стеков микросхем за счет безопасной подачи хладагента между каждым кристаллом.

Диэлектрическая жидкость, используемая в ICECool, может контактировать с электрическими соединениями, поэтому не ограничивается одной частью микросхемы или стека. Эта возможность «перемещаться куда угодно» приносит пользу стекам микросхем с точки зрения материалов и архитектуры, например, размещение памяти непосредственно в стеке, что повышает скорость всего, от рендеринга графики до алгоритмов глубокого обучения.

ICECool работает так же, как охлаждающая жидкость в автомобильном кондиционере. Он закачивается в стружку, где отводит тепло от стружки путем кипения из жидкой фазы в паровую. Затем он повторно конденсируется, сбрасывая тепло в окружающую среду, где процесс начинается снова. А вот машинам нужен компрессор для охлаждения воздуха ниже температуры окружающей среды (потому что опускание окна не очень помогает в час пик). Чипы, в отличие от людей, могут работать при температуре 85ᵒC или 185ᵒ F. Таким образом, температура окружающей среды уже ниже, чем у чипов.Следовательно, нашему процессу ICECool не нужен компрессор (один из многих элементов, которые способствуют снижению расхода энергии в центре обработки данных).

Центры обработки данных расслабляются с ICECool, тоже

центров обработки данных в США — часто неописуемые здания площадью в миллионы квадратных футов — заполненных серверами, которые, помимо прочего, обеспечивают питание Интернета, ежегодно потребляют около 70 миллионов мегаватт электроэнергии. Эти МВт составляют около 2 процентов энергии страны. Два процента могут показаться не очень большими, но это больше электроэнергии, чем в 29 штатах, а также в округе Колумбия, потребляемом в индивидуальном порядке за год.

Исследовательские группы IBM упорно трудились над сокращением тепла, производимого центрами обработки данных, на долю которого приходится треть из этих 70 миллионов МВт. В то время как большинство центров обработки данных сегодня имеют воздушное охлаждение, IBM разработала водяное охлаждение с такими проектами, как проект Министерства энергетики (жидкостное охлаждение центра обработки данных на базе экономайзера) и центр обработки данных с водяным охлаждением SuperMUC в Мюнхене. Хотя вода является эффективным хладагентом и, как доказано, обеспечивает значительную экономию энергии на охлаждение, она требует изоляции от электроники.Поскольку ICECool использует непроводящую диэлектрическую жидкость, она может напрямую контактировать с электроникой и отводить тепло, переходя из жидкой фазы в паровую при прохождении через корпус электроники.

Устройства

CRAC (кондиционирование воздуха в компьютерном зале) и CRAH (устройство обработки воздуха в компьютерном зале), которые подобны «радиаторам» для современных центров обработки данных, продувают охлажденным воздухом ряды серверов. Этот охлажденный воздух поддерживается компрессорным чиллером (например, автомобильным кондиционером). Чиллер отводит тепло через башню на внешней стороне центра обработки данных.Думайте о башне как о гигантском радиаторе, отводящем тепло в атмосферу, как показано в левом верхнем углу диаграммы ниже. Это цикл, на который приходится треть затрат центра обработки данных.

Аннотация:

Было проведено экспериментальное исследование охлаждения центра обработки данных и повышения вычислительной энергоэффективности за счет расширенного управления температурным режимом. Была разработана система жидкостного охлаждения центра обработки данных без охладителя, которая передает тепло, вырабатываемое компьютерными системами, в окружающую среду, устраняя необходимость в энергоемком охлаждении с компрессией пара.В этой системе жидкостного охлаждения используется метод прямого подключения холодных пластин, который позволяет использовать теплую воду с температурой на несколько градусов выше температуры окружающей среды для достижения более низких температур стыка стружки, чем охлаждаемый воздух. Используя этот подход, мы продемонстрировали сокращение энергии охлаждения более чем на 90% и сокращение вычислительной энергии до 14% по сравнению с традиционными центрами обработки данных с воздушным охлаждением. Чтобы обеспечить повышение вычислительной эффективности в будущем за счет наложения 3-D чипов с высокой плотностью, мы разработали 3-D совместимую технологию двухфазного жидкостного охлаждения, встроенную в чип, при которой диэлектрический хладагент прокачивается через микромасштабные полости для обеспечения терморегулирования чипов внутри куча.При двухфазном охлаждении жидкость превращается в пар, что увеличивает способность отводить тепло, а жидкий диэлектрик обеспечивает интеграцию с электрическими соединениями микросхемы. Был изготовлен тестовый автомобиль, имитирующий восьмиъядерный микропроцессор, со встроенными каналами охлаждения. Результаты показывают, что это эффективное по объему решение для охлаждения, совместимое со стеками трехмерных микросхем, может управлять удельной мощностью ядра в три раза по сравнению с сегодняшним процессором высокой мощности, сохраняя при этом температуру устройства в определенных пределах.

ИСТОЧНИКИ — транзакции IBM, DARPA, IEEE, IEEE по компонентам, упаковке и технологии производства — повышение энергоэффективности центра обработки данных с помощью расширенного управления температурным режимом

Брайан Ван — идейный лидер футуризма и популярный блоггер в области науки с 1 миллионом читателей в месяц. Его блог Nextbigfuture.com занимает первое место среди новостных научных блогов. Он охватывает многие прорывные технологии и тенденции, включая космос, робототехнику, искусственный интеллект, медицину, биотехнологию против старения и нанотехнологии.

Известный тем, что выявляет передовые технологии, он в настоящее время является соучредителем стартапа и сборщиком средств для компаний с высоким потенциалом на ранней стадии.