השוואה של חמש טכנולוגיות ניהול תרמי של שרתים, DLC חד פאזי יעיל יותר
לאחרונה, בהרצאה טכנית שאורגנה על ידי DCD, המומחה הטכני של Dell, ד"ר טים שד, חשף בדו"ח מיוחד שכותרתו "השוואת ביצועים של חמש טכנולוגיות ניהול תרמיות של שרתים במרכזי נתונים" שטכנולוגיות קירור מרכזי נתונים מובילות כוללות קירור אוויר, טבילה חד פאזי , טבילה דו-פאזית, קירור נוזל ישיר דו-פאזי השוואה של מחקר ובדיקה של קירור נוזלי חד-פאזי (DLC, פלטה קרה).
עד שנת 2025, הספק של שבבי מעבד או GPU יגיע בדרך כלל ל-500 W, ובינה מלאכותית ולמידת מכונה העלו את הספק ה-GPU ל-700 W, עם 1000 W צפוי בעתיד הקרוב. חשוב מכך, תוך הגדלת הספק, נדרשות טמפרטורות נמוכות יותר של אריזת שבבים והפרשי טמפרטורה קטנים יותר כדי להבטיח את הפעולה הרגילה של השבב. ככל שטכנולוגיית המוליכים למחצה מתקדמת יותר, כך גודל הטרנזיסטור קטן יותר, וזרם הדליפה גדול יותר, שגדל באופן אקספוננציאלי עם הטמפרטורה. לכן, האתגר של מערכות ניהול תרמי מתעצם.
לפני מספר שנים, כאשר המעבד TDP היה סביב 250W, חמש טכנולוגיות הניהול התרמי הללו הצליחו לספק קירור יעיל מאוד עבור ארונות מרכז נתונים טיפוסיים, כגון פריסת 32 שרתים כפולים 250W מותקנים במדף בארונות מרכזי נתונים. עבור שרת מותקן ב-2U, הדוח ראה הבדל טמפרטורה של כ-26 מעלות בין אריזת השבבים לאוויר הזורם דרך השרת. לכן, זה די סביר לשמור על טמפרטורת השבב סביב 51 מעלות עם אוויר קר של 25 מעלות בלבד. בשלב זה, היעילות של קירור אוויר עבור שרת בודד שווה ערך לקירור טבילה חד פאזי.
נכון להיום, הספק של מעבד בודד גדל ל-350W עד 400W, והפרש הטמפרטורות הנדרש להוצאת החום מהשבב למי הקירור של המתקן גדל כל הזמן. באופן דומה, ארון עם 32 שרתים כפולים 350W מותקן על מתלים לקירור. הפרש הטמפרטורה בין אריזת האוויר והשבב במהלך קירור האוויר (1U) עולה על 50 מעלות, כלומר כאשר השרת מקורר באוויר קר של 25 מעלות, טמפרטורת המעבד תגיע ל-75 מעלות, ומתקרבת לגבול טמפרטורת הפעולה של מעבד. ניתן לראות שהספק המעבד הנוכחי גדל ל-350W-400W, וקירור האוויר קרוב מאוד לגבול בפועל, מה שאומר שבדרך כלל נדרש אוויר קריר יותר, ובכך מחמיר את צריכת אנרגיית הקירור.
בשנתיים-שלוש הקרובות, ה-TDP של המעבדים יגדל בדרך כלל ל-500W, וקירור האוויר עומד בפני אתגרים ניכרים, הדורשים שיטות עיצוב חדשניות של גוף קירור או הסתמכות על גדלים גדולים יותר כדי לאפשר ליותר אוויר להיכנס ולקרר את המעבדים. בשלב זה, הפרש הטמפרטורה בין קירור אוויר (1U), קירור טבילה חד פאזי ואריזת שבבים עולה על 60 מעלות צלזיוס; קירור הטבילה הדו-פאזי עדיין יעיל, והפרש הטמפרטורה יגדל לכ-34 מעלות; טווח הטמפרטורה בין DLC דו-פאזי ל-DLC חד-פאזי (1 lpm) אינו משמעותי, בערך 25 מעלות; טווח הפרש הטמפרטורות של DLC חד פאזי (2 lpm) קטן יותר, בערך 17 מעלות.
בהשוואה לארבע שיטות הקירור האחרות של מרכז הנתונים, לקירור נוזל ישיר חד-שלבי (DLC) יש את היעילות התרמית הגבוהה ביותר והוא יכול לספק דרך פוטנציאלית להשיג קיימות טובה יותר ולשפר את היעילות.
