Una panoramica dello sviluppo dei sistemi di raffreddamento dei server

Pompa di raffreddamento per server, produttore di pompe di raffreddamento per server ad alta densità

Con il continuo sviluppo della tecnologia informatica, l'aumento della scala e della densità del data center e l'aumento della potenza e dell'integrazione dei server, i sistemi di raffreddamento dei server hanno attraversato un processo di sviluppo da inesistente a tradizionale a nuovo.

Inizialmente, i data center utilizzavano metodi con ventilazione naturale e senza aria condizionata per raffreddare i server, ma con l'aumentare della densità di potenza e dei requisiti di dissipazione del calore, il raffreddamento ad aria ha iniziato a fallire. A questo punto, iniziò ad essere applicata la tecnologia di raffreddamento a liquido, che si sviluppò gradualmente in un metodo più efficiente e affidabile per il raffreddamento dei server. Oggi, la tecnologia di raffreddamento a liquido è stata utilizzata nei data center di grandi dimensioni, diventando il metodo principale di raffreddamento dei server.

Questo articolo si concentrerà sulla storia dei sistemi di raffreddamento dei server.

1. Informazioni sui sistemi di raffreddamento dei server

A. Che cos'è un sistema di raffreddamento del server

Un sistema di raffreddamento a liquido per server è un sistema che fa circolare il refrigerante attraverso i componenti del server per assorbire il calore e trasferirlo alle apparecchiature di raffreddamento. Il principio è quello di trasferire e dissipare il calore generato dal server attraverso il refrigerante liquido, in modo da ottenere l'effetto di raffreddamento del server. Il sistema di raffreddamento a liquido del server è solitamente costituito da raffreddatori a liquido, raffreddatori, tubazioni di raffreddamento a liquido e pompe di raffreddamento a liquido ecc.

Pompa di raffreddamento del server

Refrigerante liquido: solitamente con elevata capacità termica, elevata conducibilità termica, bassa viscosità, liquido non tossico e non infiammabile, come acqua, olio, freon, ecc.

Raffreddatori: si riferiscono principalmente a radiatori, teste di raffreddamento ad acqua, ecc. La funzione del radiatore è quella di scambiare calore tra il liquido refrigerante e l'aria esterna, dissipando il calore. La testina di raffreddamento ad acqua trasferisce principalmente il calore dai componenti del server al radiatore attraverso il flusso del liquido refrigerante.

Tubo di raffreddamento a liquido: tubo che trasferisce il liquido di raffreddamento dal liquido di raffreddamento al radiatore. È generalmente realizzato in materiale ad alta resistenza e resistente alla corrosione.

Pompa di raffreddamento a liquido: utilizzata per guidare la circolazione del refrigerante liquido nella tubazione di raffreddamento a liquido per garantire l'effetto di scambio termico del radiatore. La pompa di raffreddamento del server è uno dei componenti chiave del sistema di raffreddamento a liquido del server. La sua funzione è quella di trasferire il liquido refrigerante dalla zona a bassa temperatura a quella ad alta temperatura attraverso la rotazione della girante, formando un processo di flusso circolante. La pompa svolge il ruolo di sopportare la pressione e aumentare il flusso nel sistema di raffreddamento a liquido, ma ha anche uno stato di funzionamento stabile e un'elevata efficienza, al fine di ottenere un efficace effetto di raffreddamento.

B. Perché hai bisogno di sistemi di raffreddamento per server

L'apparecchiatura del server genererà molto calore quando è in funzione per lungo tempo. Se il calore non può essere dissipato in tempo, la temperatura dell'apparecchiatura sarà troppo elevata, l'efficienza operativa e la durata dell'apparecchiatura saranno ridotte e anche l'apparecchiatura si guasterà. Per garantire il normale funzionamento del data center, è necessario utilizzare un adeguato sistema di raffreddamento per ridurre la temperatura delle apparecchiature del server.

2. Sistema di raffreddamento del server iniziale

A. Anni '50 - '70: Senza aria condizionata, sistema di raffreddamento a ventilazione naturale

Nell'era precedente alla diffusione dei computer, il problema della dissipazione del calore dei data center non era rilevante a causa del numero limitato di dispositivi. La maggior parte di essi utilizzava la ventilazione naturale o semplici ventilatori per la dissipazione del calore.

B. Anni '80: apparve l'aria condizionata e iniziarono ad essere utilizzati gli armadietti

Con la diffusione dei computer e l'aumento del numero di apparecchiature, il modo tradizionale di dissipazione del calore gradualmente fallisce e il data center ha iniziato a utilizzare il sistema di condizionamento dell'aria per controllare la temperatura. In questo momento, l'uso di armadi diventa una tendenza comune, il flusso d'aria è più ragionevole e l'efficienza di dissipazione del calore è migliorata.

C. Anni '90: la densità di potenza aumenta e il raffreddamento ad aria inizia a fallire

Con il continuo miglioramento delle prestazioni del computer, anche la densità di potenza delle apparecchiature è sempre più alta, il tradizionale metodo di raffreddamento ad aria è stato difficile da soddisfare la domanda, la ricerca di un nuovo metodo di dissipazione del calore è diventata una questione chiave nel settore dei data center. Anche la bassa efficienza di dissipazione del calore, l'elevato consumo energetico e l'elevato tasso di guasto dei server sono diventati punti deboli per il settore dei data center.

3.Nuovi metodi di raffreddamento del server

R. Primi anni 2000: inizia ad essere applicata la tecnologia del raffreddamento a liquido

La tecnologia di raffreddamento a liquido sta attirando sempre più attenzione a causa della sua elevata efficienza e del basso consumo energetico. La prima tecnologia di raffreddamento a liquido utilizzava principalmente il vantaggio del trasferimento di calore liquido per migliorare l'efficienza di dissipazione del calore del server. Nel 2003, ad esempio, IBM ha introdotto un server basato sulla tecnologia di raffreddamento ad acqua che ha sostituito le ventole dirigendo l'acqua nei radiatori.

B. Anni 2010: la tecnologia di raffreddamento a liquido continua a migliorare e il suo ambito di applicazione si espande gradualmente

Con il continuo progresso della tecnologia, la gamma di applicazioni della tecnologia di raffreddamento a liquido continua ad espandersi.

Ad esempio, nel 2012 INTEL ha introdotto una tecnologia chiamata "Thermal Zone", che migliora l'efficienza di dissipazione del calore e riduce il consumo energetico collegando direttamente il dissipatore di calore al chip. Inoltre, la tecnologia di raffreddamento a liquido viene utilizzata anche nei campi di calcolo ad alte prestazioni come i supercomputer per migliorare le prestazioni e la stabilità dei computer.

Nel 2014, uno dei più grandi operatori di data center al mondo, il data center di Google in Finlandia, ha utilizzato una tecnologia chiamata "raffreddamento tutto liquido", il che significa che tutti i server sono immersi in un liquido, quindi il calore viene trasferito al liquido, che viene dissipato da uno scambiatore di calore esterno.

Microsoft sta inoltre utilizzando un sistema di raffreddamento a liquido chiamato "Liquid Module" nel suo data center di Dublino, in Irlanda, per ridurre il consumo energetico e migliorare le prestazioni del server.

L'applicazione della tecnologia di raffreddamento a liquido può non solo migliorare l'efficienza di dissipazione del calore, ma anche ridurre il consumo energetico e le emissioni di carbonio dei data center. Secondo le statistiche, il consumo di energia e le emissioni di carbonio dei data center che utilizzano la tecnologia di raffreddamento a liquido possono essere ridotti rispettivamente di oltre il 40% e il 90%. Pertanto, la tecnologia di raffreddamento a liquido è considerata una delle importanti direzioni di sviluppo dei futuri data center.

4.Tendenze e prospettive future

In futuro, con l'applicazione diffusa di tecnologie emergenti come 5G, intelligenza artificiale e cloud computing, i data center dovranno affrontare requisiti di densità di potenza e dissipazione del calore più elevati. Pertanto, lo sviluppo di sistemi di raffreddamento dei server sarà ancora più critico. Con il continuo progresso della tecnologia, la tecnologia di raffreddamento a liquido diventerà più matura e la sua gamma di applicazioni sarà più ampia.

In qualità di azienda specializzata nella produzione di micropompe, la pompa di raffreddamento per server ad alta densità TOPSFLO TDC è ampiamente utilizzata nel sistema di raffreddamento a liquido del data center. Le pompe di raffreddamento del server GPU TDC possono fornire con precisione il liquido all'apparecchiatura che deve essere raffreddata, migliorando così l'efficienza e le prestazioni del sistema. Allo stesso tempo, presenta anche i vantaggi di dimensioni ridotte, basso rumore e alta affidabilità ed è molto adatto per l'applicazione in data center ad alta densità.

In conclusione, i sistemi di raffreddamento dei server sono una parte fondamentale del funzionamento dei data center e il loro continuo sviluppo riflette pienamente il progresso della tecnologia umana e lo spirito di continua ricerca di efficienza e affidabilità. In futuro, abbiamo motivo di credere che i sistemi di raffreddamento dei server continueranno a innovare e migliorare, fornendo un supporto migliore per il funzionamento efficiente, affidabile e sostenibile dei data center.