Передовые технологии и архитектуры охлаждения центров обработки данных

По мере того как искусственный интеллект, машинное обучение и высокопроизводительные вычисления приводят к увеличению тепловыделения, архитектура систем охлаждения центров обработки данных выходит за рамки традиционных систем отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВКВ) и распределения воздуха. На долю систем охлаждения может приходиться до 40% общего энергопотребления в центрах обработки данных, в связи с чем эффективный отвод тепла и термическая стабильность являются ключевыми критериями проектирования. Жидкостное охлаждение всё чаще дополняет, а в зонах с высокой плотностью оборудования — заменяет воздушное охлаждение, поскольку позволяет отводить тепло ближе к источнику и обеспечивает более точное управление.

Для всех архитектур крайне важны точные и надежные технологические данные. Компания Endress+Hauser обеспечивает охлаждение центров обработки данных с помощью комплексного ассортимента решений для измерения расхода, температуры, давления и анализа жидкостей, что позволяет операторам оптимизировать производительность и повысить показатели эффективности использования электроэнергии и воды.

Воздушное охлаждение с использованием камер обработки воздуха для компьютерных залов (CRAH) и установок кондиционирования воздуха для компьютерных залов (CRAC) по-прежнему широко применяется в помещениях с низкой плотностью размещения оборудования или в помещениях многофункционального назначения. Стратегии локализации воздушных потоков повышают эффективность циркуляции воздуха, однако по мере увеличения плотности установки в стойках системы с воздушным охлаждением становятся более чувствительными к колебаниям температуры и переохлаждению, что может привести к росту энергопотребления.

Точное измерение температуры имеет решающее значение для поддержания стабильных условий подачи и обратного потока в системах с воздушным охлаждением. Датчики температуры iTHERM ModuLine TM151 и TM152 в сочетании с преобразователями iTEMP TMT82 предназначены для надёжного контроля температуры в контурах охлаждения и инженерных сетях. Благодаря прочной конструкции и малому времени отклика операторы могут предотвратить перегрев и сократить ненужное потребление энергии.

Гибридные архитектуры охлаждения сочетают в себе воздушное охлаждение с жидкостными решениями, такими как теплообменники задних дверей. Эти системы отводят тепло ближе к стойкам, сохраняя существующую планировку помещений, благодаря чему они являются практичным способом повышения охлаждающей способности. Системы задних дверей, как правило, подключаются к контурам с охлажденной водой или водно-гликолевым контурам, что повышает важность надежного регулирования расхода жидкости.

Гибридные системы часто характеризуются ограниченным механическим пространством и разнообразной схемой прокладки трубопроводов. Электромагнитные расходомеры Picomag отлично подходят для вторичных контуров охлаждения благодаря своей компактной конструкции и простоте монтажа, в то время как Proline Promag W 300 обеспечивает точное измерение расхода в трубах большого диаметра без необходимости использования прямых участков трубопровода и без потери давления. Эти функции помогают обеспечить стабильный отвод тепла по мере расширения системы жидкостного охлаждения.

В системе прямого жидкосного охлаждения чипа охлаждающая жидкость циркулирует через платы охлаждения, установленные непосредственно на центральных процессорах (ЦП), тензорных процессорах (ТП) и графических процессорах (ГП). Данная архитектура позволяет в режиме реального времени адаптировать охлаждающую мощность к изменяющимся рабочим нагрузкам и всё чаще применяется в сферах ИИ, машинного обучения и высокопроизводительных вычислений, где достигаются пределы возможностей воздушного охлаждения.

Стабильная работа зависит от надёжного мониторинга состояния охлаждающих установок, распределительных контуров и инженерных сетей. Компания Endress+Hauser обеспечивает поддержку систем прямого жидкосного охлаждения чипа благодаря точным измерениям расхода и температуры, помогая операторам поддерживать термическую стабильность и предотвращать появление «горячих точек» в системах с высокой плотностью оборудования, оснащенных жидкостным охлаждением.

При использовании метода охлаждения погружением ИТ-оборудование погружается непосредственно в диэлектрические жидкости, чем обеспечивается очень высокая эффективность отвода тепла при компактных габаритах. Однофазные и двухфазные погружные системы, как правило, используются в специализированных системах сверхвысокой плотности или в научно-исследовательских и опытно-конструкторских проектах, а не для общего применения.

Даже при охлаждении методом погружения важнейшую роль по-прежнему играют контуры циркуляции жидкости и системы отвода тепла, расположенные на объекте. Надежное измерение расхода, уровня и температуры на этих границах раздела обеспечивает безопасную и предсказуемую работу всей системы охлаждения.

Независимо от технологии охлаждения системы стоек, общая производительность зависит от предшествующих и последующих элементов инфраструктуры, таких как холодильные машины, теплообменники и системы отвода тепла. Во многих современных центрах обработки данных эти ресурсы централизованы для обеспечения масштабируемости и эффективности работы. Оптимизация этих систем имеет решающее значение для получения энергетических преимуществ жидкостного охлаждения.

Точное измерение расхода и температуры в системах инженерного снабжения и отвода тепла обеспечивает прозрачность, оптимизацию энергопотребления и стабильную работу в условиях растущих потребностей в охлаждении. Измерительное оборудование от компании Endress+Hauser помогает достичь этих целей за счет надежности, соответствующей промышленным стандартам.

Инфраструктура охлаждения центров обработки данных развивается по мере увеличения мощностей и внедрения новых технологий. Стандартизированные и надежные измерения упрощают систему и обеспечивают стабильную производительность в архитектурах с воздушным, гибридным (включая сухие охладители) и жидкостным охлаждением.

Благодаря широкому ассортименту приборов и цифровых сервисов компания Endress+Hauser обеспечивает прозрачность состояния оборудования, мониторинг его работоспособности и оптимизацию жизненного цикла, помогая операторам расширять масштабы систем жидкостного охлаждения при одновременном поддержании бесперебойной работы оборудования. Узнайте больше о КИП и стратегиях измерения для систем центров обработки данных с жидкостным охлаждением.