CDU ในระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวคืออะไร?

1. เหตุใดการทำความเย็นด้วยของเหลวจึงกลายเป็นสิ่งจำเป็น

การเติบโตอย่างรวดเร็วของการประมวลผล AI กำลังผลักดันให้เกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในโครงสร้างพื้นฐานของศูนย์ข้อมูล เมื่อมีการปรับใช้เซิร์ฟเวอร์ AI และคลัสเตอร์ GPU ความหนาแน่นสูง-มากขึ้น ศูนย์ข้อมูลจึงเผชิญกับภาระความร้อนที่สูงขึ้นกว่าเดิมอย่างมาก

ในโครงการฝึกอบรม AI บางโครงการ GPU ตัวเดียวสามารถใช้พลังงานเกิน 700W ในขณะที่ความหนาแน่นของพลังงานแร็คอาจสูงถึง 80kW หรือสูงกว่านั้นอีก ภายใต้สภาวะเหล่านี้ การระบายความร้อนด้วยอากาศแบบเดิมกลายเป็นเรื่องยากมากขึ้นในการรักษาอุณหภูมิการทำงานให้คงที่

เมื่อเปรียบเทียบกับการระบายความร้อนด้วยอากาศ การระบายความร้อนด้วยของเหลวมีข้อได้เปรียบที่สำคัญทั้งในด้านการนำความร้อนและประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน น้ำสามารถพาความร้อนต่อหน่วยปริมาตรได้มากกว่าอากาศประมาณ 4,000 เท่า ในขณะที่ค่าการนำความร้อนนั้นสูงกว่าประมาณ 30 เท่า

ข้อดีที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือประสิทธิภาพของพื้นที่ เพื่อกระจายความร้อนในปริมาณที่เท่ากัน ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศมักจะต้องใช้ฮีทซิงค์ ระบบพัดลม และพื้นที่ไหลเวียนของอากาศที่ใหญ่กว่ามาก ในขณะที่การระบายความร้อนด้วยของเหลวสามารถบรรลุประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่สูงขึ้นภายในการออกแบบที่กะทัดรัดยิ่งขึ้น

เนื่องจากข้อดีเหล่านี้ การระบายความร้อนด้วยของเหลวจึงกลายเป็นโซลูชันระบายความร้อนที่ต้องการอย่างรวดเร็วสำหรับเซิร์ฟเวอร์ AI สมัยใหม่ คลัสเตอร์ GPU และศูนย์ข้อมูลประสิทธิภาพสูง-

ที่ศูนย์กลางของระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวนี้คือ CDU (หน่วยกระจายความเย็น) ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการรักษาการไหลเวียนของน้ำหล่อเย็นและการถ่ายเทความร้อนให้คงที่

2. CDU (หน่วยกระจายความเย็น) คืออะไร?

หน่วยกระจายการทำความเย็น (CDU) คือระบบการจัดการการระบายความร้อนด้วยของเหลวที่ใช้ในศูนย์ข้อมูลและสภาพแวดล้อมการประมวลผลประสิทธิภาพสูง-

หน้าที่หลักคือการถ่ายเทความร้อนที่เกิดจากเซิร์ฟเวอร์, GPU, CPU และอุปกรณ์ไอทีอื่นๆ ไปยังตัวกลางทำความเย็น จากนั้นนำความร้อนนั้นออกผ่านระบบทำความเย็นภายนอก

CDU หมุนเวียนสารหล่อเย็นผ่านปั๊ม ท่อ ท่อร่วม และแผ่นเย็นที่ติดตั้งบน-ส่วนประกอบที่สร้างความร้อน เมื่อสารหล่อเย็นไหลผ่านระบบ มันจะดูดซับความร้อนจากชิปและถ่ายโอนไปยังลูปการทำความเย็นด้านข้างของโรงงาน-ผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อนภายใน

พูดง่ายๆ ก็คือ CDU ทำหน้าที่เป็น "ศูนย์หมุนเวียนน้ำหล่อเย็นและควบคุมความร้อน" ของระบบทำความเย็นด้วยของเหลวทั้งหมด

หากไม่มี CDU ลูปการทำความเย็นด้วยของเหลวจะไม่สามารถทำงานได้อย่างปลอดภัยหรือมีประสิทธิภาพ

3. เหตุใดศูนย์ข้อมูลจึงต้องการระบบ CDU

เนื่องจากความหนาแน่นของพลังงานของศูนย์ข้อมูลยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ระบบ CDU จึงมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ สำหรับการดำเนินการระบายความร้อนด้วยของเหลวที่มีความเสถียร

การแก้ปัญหา-ความท้าทายในการระบายความร้อนด้วยพลังงานสูง

ในโครงการระบายความร้อนด้วยของเหลวของ GPU หลายโครงการที่เราดำเนินการ การใช้พลังงานของ GPU ตัวเดียวเกิน 700W แล้ว

การระบายความร้อนด้วยอากาศแบบดั้งเดิมต้องดิ้นรนเพื่อรักษาอุณหภูมิให้คงที่ภายในชั้นวางที่มีความหนาแน่นสูง- โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมการประมวลผล AI ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวที่รองรับ CDU สามารถถ่ายเทความร้อนจำนวนมากออกจากชิปได้อย่างมีประสิทธิภาพ และรักษาประสิทธิภาพการระบายความร้อนให้คงที่

การปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน (PUE)

เมื่อเปรียบเทียบกับระบบระบายความร้อนด้วยอากาศแบบเดิม การระบายความร้อนด้วยของเหลวสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน (PUE) ได้อย่างมาก

ด้วยการควบคุม CDU ที่เหมาะสม ศูนย์ข้อมูล-ระบายความร้อนด้วยของเหลวบางแห่งสามารถบรรลุค่า PUE ได้ใกล้เคียงกับ 1.1 ในขณะที่ระบบ-ระบายความร้อนด้วยอากาศแบบดั้งเดิมมักจะสูงกว่า 1.5 ด้วยการควบคุมอุณหภูมิและอัตราการไหลของน้ำหล่อเย็นอย่างแม่นยำ ระบบ CDU ยังสามารถลดการพึ่งพา-ระบบทำความเย็นที่ใช้คอมเพรสเซอร์ และปรับปรุง-ประสิทธิภาพการทำความเย็นฟรี

เพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบ

โดยทั่วไปแล้ว CDU สมัยใหม่จะมีเซ็นเซอร์และระบบควบคุมอัจฉริยะที่ตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง: อุณหภูมิ ความดัน อัตราการไหล สภาวะการรั่วไหล ซึ่งจะช่วยรักษาอุณหภูมิการจ่ายน้ำหล่อเย็นให้คงที่ และลดความเสี่ยง เช่น ความร้อนสูงเกินไปหรือการควบแน่นภายในอุปกรณ์ไอที

รองรับการขยายตัวที่ยืดหยุ่น

ระบบ CDU แบบรวมศูนย์สามารถรองรับหลายแร็คได้พร้อมกัน ในขณะที่ CDU แบบกระจายช่วยให้สามารถปรับใช้ได้อย่างยืดหยุ่นสำหรับแร็คแต่ละแร็คหรือโซนทำความเย็นเฉพาะที่

ด้วยปั๊มความถี่ตัวแปร-และการควบคุมอัจฉริยะ เอาต์พุต CDU ยังสามารถปรับแบบไดนามิกตาม-โหลดเซิร์ฟเวอร์แบบเรียลไทม์ ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวม

การลดต้นทุนการดำเนินงานระยะยาว-

แม้ว่าระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวมักจะต้องใช้เงินลงทุนเริ่มแรกสูงกว่าการระบายความร้อนด้วยอากาศ แต่ก็สามารถลดต้นทุนการดำเนินงานในระยะยาว-ได้อย่างมากโดย:

ลดการใช้พลังงานของพัดลม ปรับปรุงประสิทธิภาพการทำความเย็น ลดความถี่ในการบำรุงรักษา ลดระดับเสียงรบกวน

ในโครงการศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่-หลายๆ โครงการ การลงทุนเพิ่มเติมมักจะได้รับคืนภายใน 1-2 ปี

4. CDU ทำงานอย่างไรในระบบทำความเย็นด้วยของเหลวแบบแผ่นเย็น

การระบายความร้อนด้วยของเหลวด้วยแผ่นเย็นในปัจจุบันเป็นหนึ่งในโซลูชันการระบายความร้อนด้วยของเหลวที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดที่ใช้ในเซิร์ฟเวอร์ AI และระบบคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง-

โดยทั่วไประบบจะแบ่งออกเป็นสองลูปน้ำหล่อเย็นแยกจากกัน:

วงรอง (ฝั่งไอที)

วงหลัก (ฝั่งสิ่งอำนวยความสะดวก)

CDU ทำหน้าที่เป็นสะพานระบายความร้อนระหว่างสองลูปนี้

ลูปรอง (ฝั่งไอที)

ลูปรองมักจะประกอบด้วย: CDU, แผ่นเย็น, ตัวเชื่อมต่อด่วน UQD, ท่อร่วม, ท่อส่งน้ำหล่อเย็น

ภายในเซิร์ฟเวอร์ แผ่นเย็นจะดูดซับความร้อนโดยตรงจาก GPU และ CPU จากนั้นน้ำหล่อเย็นที่ให้ความร้อนจะไหลกลับไปยัง CDU ผ่านระบบท่อร่วม

วงหลัก (ฝั่งสิ่งอำนวยความสะดวก)

วงจรหลักมักจะประกอบด้วย: หอทำความเย็น, เครื่องทำความเย็นแบบแห้ง, ชิลเลอร์, ท่อส่งน้ำของโรงงาน

ภายใน CDU ความร้อนจะถูกถ่ายโอนจาก-น้ำหล่อเย็นฝั่ง IT ไปยังน้ำหล่อเย็นฝั่งสิ่งอำนวยความสะดวก- ผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อน จากนั้นของเหลวที่ระบายความร้อนจะไหลเวียนกลับไปยังแผ่นความเย็น ทำให้เกิดวงจรการทำความเย็นแบบวงปิด-อย่างต่อเนื่อง

การออกแบบลูปแบบแยก-นี้ใช้กันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากช่วยรักษาความสะอาดของน้ำหล่อเย็นในด้านไอที ขณะเดียวกันก็ทำให้การบำรุงรักษาระยะยาว-ง่ายขึ้น

5. ส่วนประกอบหลักของ CDU

แม้ว่าการออกแบบ CDU อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับการใช้งาน แต่ระบบส่วนใหญ่มีส่วนประกอบหลักดังต่อไปนี้:

* ปั๊ม

ขับเคลื่อนการไหลเวียนของน้ำหล่อเย็นตลอดวงจรการทำความเย็นด้วยของเหลว และรักษาอัตราการไหลให้คงที่

* เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนของเหลว-เป็น-

ถ่ายเทความร้อนระหว่างวงจรจ่ายน้ำหล่อเย็นฝั่งไอที-กับวงจรจ่ายน้ำในโรงงาน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจากของเหลว-เป็น-

ใช้ในสภาพแวดล้อมการทำความเย็นแบบสแตนด์อโลนบางแห่งที่ไม่มีระบบน้ำในโรงงาน

ระบบควบคุมอัจฉริยะ

CDU สมัยใหม่มักจะรวมตัวควบคุมที่ใช้ไมโครโปรเซสเซอร์-เข้าด้วยกันเพื่อการปรับอัตโนมัติของ: อัตราการไหล อุณหภูมิน้ำหล่อเย็น การทำงานของปั๊ม การตรวจสอบสัญญาณเตือน

การจัดการคุณภาพน้ำ

รักษาความบริสุทธิ์ของน้ำหล่อเย็นและสมดุลทางเคมีเพื่อลดการกัดกร่อนและรับประกัน{0}}ความน่าเชื่อถือของระบบในระยะยาว

ท่อร่วมกระจายน้ำหล่อเย็น

กระจายน้ำหล่อเย็นอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวเพื่อปรับปรุงความสม่ำเสมอทางความร้อน

6. CDU แบบรวมศูนย์และแบบกระจาย

CDU แบบรวมศูนย์

โดยทั่วไประบบ CDU แบบรวมศูนย์จะเป็นยูนิตแบบตู้ขนาดใหญ่-ที่สามารถรองรับแร็คหลายตัวหรือห้องโถงข้อมูลทั้งหมดพร้อมกันได้

โดยทั่วไปจะรวมถึง: ปั๊มหลัก เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ตัวกรอง ระบบควบคุมอัจฉริยะ พลังงานสำรอง และการออกแบบปั๊ม ระบบเหล่านี้มักใช้ในศูนย์ข้อมูล AI ขนาดใหญ่-ที่มีความต้องการความสามารถในการทำความเย็นสูง

CDU แบบกระจาย

CDU แบบกระจายเป็นยูนิตโมดูลาร์ขนาดเล็กที่ติดตั้งไว้ใกล้หรือภายในแร็คเซิร์ฟเวอร์แต่ละตัว

เมื่อเปรียบเทียบกับระบบรวมศูนย์ CDU แบบกระจายเสนอ: การใช้งานที่ยืดหยุ่น ความสามารถในการปรับขนาดที่ง่ายกว่า ท่อส่งน้ำหล่อเย็นที่สั้นกว่า ความต้านทานการไหลที่ต่ำกว่า การใช้พลังงานที่ลดลง พวกเขากำลังได้รับความนิยมมากขึ้นในการปรับใช้โครงสร้างพื้นฐาน AI แบบโมดูลาร์

7. ความสัมพันธ์ระหว่าง CDU และแผ่นเย็น

ในระบบหล่อเย็นด้วยของเหลวแบบแผ่นเย็น แผ่นเย็นและ CDU จะต้องทำงานร่วมกันเป็นโซลูชั่นระบายความร้อนแบบครบวงจร

แผ่นทำความเย็นทำหน้าที่เป็น "ตัวสะสมความร้อนระดับแนวหน้า" ซึ่งจะดูดซับความร้อนโดยตรงจาก CPU และ GPU ผ่านไมโครแชนเนลภายในหรือโครงสร้างครีบ

CDU ทำหน้าที่เป็น "ศูนย์ควบคุมความร้อน" ซึ่งรับผิดชอบในเรื่อง: การไหลเวียนของน้ำหล่อเย็น การควบคุมการไหล ความเสถียรของอุณหภูมิ การจัดการการถ่ายเทความร้อน

ในโครงการระบายความร้อนด้วยของเหลวจริง ส่วนประกอบทั้งสองนี้จะต้องจับคู่กันอย่างระมัดระวัง

ตัวอย่างเช่น:

ความต้านทานการไหลของแผ่นเย็นส่งผลต่อแรงดันหัวปั๊มที่ต้องการ

โหลดความร้อนจะกำหนดความสามารถในการแลกเปลี่ยนความร้อนของ CDU

ความเสถียรของการไหลของ CDU ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการทำความเย็นของแผ่นเย็น

ในหลายโครงการ ลูกค้ามุ่งเน้นเฉพาะประสิทธิภาพการระบายความร้อนของแผ่นเย็นเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ปัจจัยระดับระบบ- เช่น ความสมดุลของการไหลของน้ำหล่อเย็น แรงดันตก การซีลตัวเชื่อมต่อ และความเสถียรของ CDU มีความสำคัญเท่าเทียมกันในการบรรลุประสิทธิภาพการทำความเย็น-ที่เชื่อถือได้ในระยะยาว

8. ปัญหาทั่วไปในโครงการระบายความร้อนด้วยของเหลว

จากประสบการณ์ของเราในการใช้งานระบายความร้อนด้วยของเหลว ปัญหาทางวิศวกรรมหลายประการมักปรากฏในระบบทำความเย็นกำลังสูง-

ความไม่สมดุลของการไหล

การออกแบบท่อร่วมที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้เกิดการกระจายตัวของน้ำหล่อเย็นไม่สม่ำเสมอ ส่งผลให้เกิดฮอตสปอตเฉพาะที่บน GPU หรือ CPU บางตัว

แรงดันตกมากเกินไป

หากโครงสร้างไมโครช่องแบบแผ่นเย็นสร้างความต้านทานการไหลมากเกินไป ปั๊ม CDU อาจประสบปัญหาในการรักษาการไหลเวียนของน้ำหล่อเย็นให้คงที่

ความเสี่ยงจากการควบแน่น

การควบคุมอุณหภูมิน้ำหล่อเย็นที่ไม่เหมาะสมอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อการควบแน่น โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง

ขั้วต่อรั่ว

การปิดผนึกตัวเชื่อมต่อที่รวดเร็วไม่ดีหรือการติดตั้งที่ไม่เหมาะสมอาจเพิ่มความเสี่ยงต่อการรั่วไหลในการดำเนินงานระยะยาว-

หัวปั๊มไม่ตรงกัน

หากข้อมูลจำเพาะของปั๊มไม่ตรงกับความต้านทานของระบบ การไหลของน้ำหล่อเย็นอาจไม่เสถียรและลดประสิทธิภาพการทำความเย็น

9. กำหนดเองโซลูชั่นระบายความร้อนด้วยของเหลวจาก Awind

ในฐานะผู้ผลิตการจัดการระบายความร้อนระดับมืออาชีพ Awind มุ่งเน้นไปที่การพัฒนาและการผลิตโซลูชันระบายความร้อนด้วยของเหลวประสิทธิภาพสูง-

เราให้บริการ:

* การออกแบบแผ่นทำความเย็นแบบกำหนดเอง

* รองรับการจำลองความร้อน

* การพัฒนาต้นแบบ

* เครื่องจักรกลซีเอ็นซี

* การประสานสุญญากาศ

* การทดสอบการรั่ว

* บริการการผลิตจำนวนมาก

แผ่นทำความเย็นเหลวของเราได้รับการออกแบบด้วย:

>>ความต้านทานการไหลต่ำ

>>การนำความร้อนสูง

>>ประสิทธิภาพการปิดผนึกที่เชื่อถือได้

เพื่อให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ ผลิตภัณฑ์ทั้งหมดต้องผ่านขั้นตอนการทดสอบที่เข้มงวด รวมถึงการทดสอบการรั่ว การทดสอบแรงดัน และกระบวนการทำความสะอาดภายใน

ไม่ว่าจะเป็นเซิร์ฟเวอร์ AI, ระบบระบายความร้อน GPU, อิเล็กทรอนิกส์อุตสาหกรรม หรือโครงการระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบกำหนดเอง เราสามารถรองรับลูกค้าด้วยโซลูชันการจัดการระบายความร้อนที่ปรับให้เหมาะสม