Föreställ dig en värld där datacenter är tysta, utan högljudda luftkonditioneringsenheter. Serverrack kyler sig själva i speciella vätskor. Välkommen till immersionskylning, en ny teknik som håller på att slå igenom.
Det handlar om att hålla saker svala utan att slösa energi eller utrymme. Ingenjörer älskar den för dess effektivitet och tystnad. Det är en viktig faktor för att hålla datacenter igång smidigt.
I den här guiden går vi på djupet med immersionskylning. Vi tittar på olika typer, hur det fungerar och vilka fördelar det finns. Det är ett viktigt steg mot att göra datacenter mer hållbara.
Innehållsförteckning
Kylning genom nedsänkning
Immersionskylning är en avancerad kyllösning för datacenter. Den innebär att elektroniska komponenter, som processorer, sänks ned i en icke-ledande vätska. Den här metoden leder effektivt bort värme, vilket förbättrar prestanda och energieffektivitet.
Traditionella luftkylningsmetoder som luftkonditionering i datorrum (CRAC) är mindre effektiva. Detta beror på att vätskor har bättre värmeledningsförmåga än luft. Därför kan nedsänkningskylning avsevärt minska energiförbrukningen och spara in på kostnaderna.
Det finns två huvudtyper av immersionskylning: enfas och tvåfas. Vid enfasig immersionskylning används en dielektrisk vätska som absorberar värme utan att ändra tillstånd. Vid tvåfasig immersionskylning övergår vätskan till gas när den värms upp och återgår sedan till vätska i en värmeväxlare. Båda typerna bidrar till att minska spillvärmen och förbättra miljöpåverkan.
Datacenter spelar en stor roll i den globala elanvändningen och står för upp till 1,5% av förbrukningen. Genom att använda immersionskylning kan datacenter uppnå högre CPU-densitet och lägre energiförbrukning. Det gör det till en hållbar lösning för moderna datacenter. Immersion cooling sänker inte bara energikostnaderna utan även underhållskostnaderna för operatörerna.
Läs mer om detta:Innovativa lösningar för kylning med Cold Plate löser utmaningarna i datacenter
Fördelar med nedsänkningskylning
Immersionskylning är ett förstklassigt sätt att hantera värme i datacenter. Det fungerar genom att doppa heta delar som processorer och GPU:er i speciella vätskor. Den här metoden slår traditionell luftkylning på många sätt.
Den är bättre ur energisynpunkt eftersom den kyler direkt. Detta är utmärkt för system som är tätt packade. Dessutom är det bra för planeten, eftersom man minskar koldioxidutsläppen och använder miljövänliga kylvätskor. Dessa punkter gör immersionskylning till ett toppmodernt val för datacenter som vill spara energi och vara miljövänliga.
Energieffektivitet och besparingar
Immersionskylning gör datacenter mycket mer energieffektiva. Den kan sänka PUE (Power Usage Effectiveness) till under 1,1. Det är mycket bättre än den vanliga 1,55 PUE med luftkylning.
Det minskar också behovet av stora, energislukande luftkonditioneringsanläggningar. Detta leder till en minskning av energianvändningen med 48%. Dessutom är det bättre för miljön, eftersom CO2-utsläppen minskar med upp till 30%. Alla dessa fördelar kan spara datacenter upp till 33% i kostnader, vilket gör nedsänkningskylning till ett klokt val.
Förbättrat utnyttjande av utrymmen
Immersionskylning förändrar hur datacenter utformas. Det gör att det inte längre behövs särskilda gångar och högt i tak. Det innebär att datacenter behöver ungefär en tredjedel av det utrymme de tidigare behövde.
Detta gör att datacenter kan rymma mer, vilket ökar prestandan och effekten per yta. Det öppnar också upp för nya designmöjligheter, som datahallar i två plan. Sammantaget sparar immersionskylning mycket utrymme och ökar effektiviteten.
Brusreducering
Immersionskylning gör datacenter tystare. Den använder vätskor i stället för fläktar, vilket innebär att det inte blir något fläktljud. Detta ger en tystare arbetsmiljö.
Traditionella datacenter kan vara mycket högljudda på grund av sina fläktbaserade kylsystem. Immersionskylning erbjuder ett tystare alternativ. Det bidrar till att skapa ett lugnare utrymme för medarbetarna och minskar distraktionerna från högljudda luftkylda system.
Olika typer av kylsystem för nedsänkning
Vätskekylning genom nedsänkning använder speciella vätskor för att kyla elektroniska delar. Datacenter använder ofta den här metoden för att hantera värme bättre. I den här metoden är servrarna helt nedsänkta i en icke-ledande vätska. Denna vätska absorberar och avleder värme utan fläktar eller kylflänsar.
Det finns två huvudtyper av immersionskylning: enfas och tvåfas. Båda använder dielektriska vätskor som inte leder elektricitet och som har hög värmeledningsförmåga. Detta gör dem utmärkta för att hantera värme.
Immersionskylning med en fas
Enfasdimmersionskylning är en effektiv och enkel kylmetod. I det här systemet förblir den dielektriska vätskan i flytande tillstånd. Den flödar över och runt elektroniska komponenter, absorberar värme direkt och överför den till värmeväxlare. Den här metoden är tillförlitlig och kostnadseffektiv eftersom den kräver mindre underhåll och fungerar utan komplexiteten med kokning och kondensering. Enfasig immersionskylning överträffar luftkylning med cirka tio gånger i värmeavgivningskapacitet. Detta gör den perfekt för högpresterande datormiljöer. Med lägre energiförbrukning och minskat utrymmesbehov ger den bättre energibesparingar och mindre miljöpåverkan.
Tvåfasig nedsänkningskylning
Tvåfasig nedsänkningskylning är mer avancerad. Den innebär att servrarna sänks ned i en dielektrisk kylvätska som övergår från vätska till ånga. När kylvätskan absorberar värme från heta komponenter som CPU:er och GPU:er kokar den och transporterar bort värmen. Ångan kondenseras sedan tillbaka till vätska och fortsätter cykeln. Den här metoden ger överlägsen kyldensitet och effektivitet, vilket gör den idealisk för intensiva arbetsbelastningar, som AI och högpresterande databehandling. Även om den har högre initialkostnader minskar den utrymmes- och energiförbrukningen över tid, vilket sänker de totala underhållskostnaderna. De konstruerade vätskor som används kokar vid lägre temperaturer än vatten, vilket förbättrar energieffektiviteten och ger operatörerna större kylkraft på mindre yta.
Operativa mekanismer
Vätskekylning genom nedsänkning är en banbrytande metod för att hantera värme i datacenter. Den innebär att servrarna sänks ned i en icke-ledande vätska, så kallad dielektrisk vätska. Denna vätska har en högre kapacitet att absorbera värme än luft, vilket gör den mer effektiv.
Kylprocessen innebär att den dielektriska vätskan cirkulerar genom en värmeväxlare. Detta system överför den absorberade värmen till ett sekundärt kylsystem, t.ex. ett kyltorn eller en kylare. Dessa vätskor är konstruerade för att vara icke-ledande och skyddar elektroniska delar från elektriska kortslutningar och oxidation.
Immersionskylning förbättrar värmeledningsförmågan avsevärt och minskar energiförbrukningen jämfört med traditionella luftkylningssystem som CRAC-enheter (Computer Room Air Conditioning). Genom att använda den här tekniken kan datacenter stödja högre CPU-densiteter och anpassa sig till globala energibesparingsmål.
Hur fungerar enfasiga system?
Enfasig nedsänkningskylning är en enkel metod för att hantera servertemperaturer. Det innebär att hela servern, inklusive processorer och GPU:er, sänks ned i en värmeledande, dielektrisk vätska. I dessa system förblir kylvätskan i flytande tillstånd; den kokar inte bort.
Det innebär att värmen från serverkomponenterna absorberas direkt av kylvätskan. När vätskan är varm cirkuleras den genom en värmeväxlare för att avge värmen på ett effektivt sätt. Enfassystem stöder rackkonfigurationer med hög densitet och ger jämn kylning utan fluktuerande temperaturer.
Dessa system är kända för sin enkelhet och är mer prisvärda och lättare att underhålla än tvåfassystem. De kräver mindre underhåll och är idealiska för att minska driftkomplexiteten i datacenter.
Arbetsprinciper för tvåfassystem
Tvåfasig kylning genom nedsänkning erbjuder en mer dynamisk lösning för värmehantering. Den innebär att elektroniska komponenter placeras i en dielektrisk kylvätska som kokar när den absorberar värme. Denna kokning förvandlar vätskan till ånga och avlägsnar effektivt värmen från komponenterna.
När ångan stiger kyls den och kondenseras tillbaka till sin flytande form, vilket fullbordar en kontinuerlig cykel. Denna process utnyttjar den latenta förångningsvärmen, vilket ger en effektiv värmeöverföring. Systemet använder kondensorspolar, som vanligtvis är placerade högst upp i ett slutet rack, för att omvandla ångan tillbaka till vätska.
Tvåfasig immersionskylning är utformad för miljöer med hög densitet. Den erbjuder en energieffektiv lösning för krävande applikationer som AI, högpresterande databehandling (HPC) och avancerade molntjänster.
Tillämpningar av nedsänkningskylning
Immersionskylning håller på att förändra hur vi hanterar värme i datacenter med mera. Det fungerar genom att komponenter doppas i en speciell vätska. Vätskan tar bort värmen från utrustningen, vilket sparar energi och sänker kostnaderna.
Den här metoden använder säkra vätskor som inte skadar elektroniken. Det är bra för planeten och sparar pengar på underhåll. Dessutom kan spillvärmen användas till andra saker.
Det gör datacentren mer effektiva och miljövänliga. Detta är bra för dem som strävar efter att bli mer hållbara.
Hyperscale-datacenter
Hyperscale-datacenter vänder sig till immersionskylning när de växer. De behöver mer kraft för saker som AI. Men luftkylning kan inte hålla jämna steg.
Immersionskylning kan hantera rack med en effekt på över 100 kW. Det sparar utrymme och energi, vilket gör dessa center mer miljövänliga. De använder mindre mark och energi, vilket är bra för planeten.
Den här installationen gör det också möjligt att packa fler servrar på en mindre yta. Detta stöder våra växande digitala behov.
Edge Computing-lösningar
Edge computing-system är ofta placerade i trånga utrymmen i städer. Enfasdimmersionskylning är perfekt för dessa områden. Den gör kylningen mer effektiv i små utrymmen.
Den här tekniken är perfekt för att hantera mer data på trånga platser. Den är skalbar, vilket är viktigt för växande edge computing. Det är ett smart val för städer där utrymmet är dyrt.
I takt med att edge computing växer är immersionskylning ett smart och effektivt val. Den uppfyller behoven av hög datortäthet i dagens teknik.
Högpresterande datorsystem (HPC)
Högpresterande datorsystem (HPC) får en rejäl skjuts framåt med enfasig immersionskylning. Det ger möjlighet till täta rackuppsättningar. Vätskan absorberar mer värme än luft, vilket gör den perfekt för HPC.
De vätskor som används är säkra och leder inte elektricitet. Detta förhindrar skador och säkerställer att utrustningen håller längre. Immersionskylning förbereder HPC för framtida tekniska framsteg.
Företag som Shell, Intel och Asperitas arbetar med att göra HPC mer energieffektivt. Immersionskylning gör HPC-system starkare och redo för morgondagens utmaningar.
Hållbarhet och nedsänkningskylning
Immersionskylning håller på att förändra hur vi kyler datacenter. Den använder speciella vätskor i stället för luft för att kyla bättre. Den här metoden sparar energi och är bättre för miljön.
Dessa vätskor är säkra och kan brytas ned naturligt. Detta är viktigt för en grön framtid. Det minskar koldioxid- och vattenanvändningen avsevärt.
Det skyddar också utrustningen från damm och fukt. Detta innebär mindre behov av reparationer och utbyten. Immersionskylning är ett steg mot en renare och smartare framtid för datacenter.
Minska koldioxidavtrycket
Att byta till immersionskylning är ett stort steg mot att minska koldioxidutsläppen. Det kan minska utsläppen med upp till 39% jämfört med gamla kylmetoder. Den använder mindre energi, upp till 48% mindre.
Utan fläktar och luftsystem använder den ännu mindre energi. Företag som strävar efter hållbarhet kan se en minskning av CO2-utsläppen med 30%. Det sparar också vatten indirekt, vilket gör det bättre för planeten.
Förbättrad avkastning på investeringen (ROI)
Immersionskylning är bra för planeten och din plånbok. Det kan göra ditt datacenter mer energieffektivt. Det innebär att du sparar en hel del på energikostnaderna.
Det gör också att du kan packa fler servrar på en mindre yta. Det gör ditt datacenter mer effektivt och ökar din avkastning på investeringen. Dessutom är den tillförlitlig och kräver mindre underhåll, vilket sparar pengar i det långa loppet.
Immersionskylning kan till och med omvandla spillvärme till energi. Detta skapar ett nytt sätt att tjäna pengar. Det gör också ditt datacenter framtidssäkert, så att du inte behöver uppgradera kylsystemen lika ofta. På så sätt förblir din investering smart och värdefull i takt med att tekniken utvecklas.
Jämförelse med andra kylmetoder
I takt med att tekniken blir bättre behöver vi bättre kylsystem. Immersionskylning är ett förstahandsval eftersom det är effektivt och sparar energi. Det fungerar genom att elektronik doppas i en speciell vätska som hanterar värme väl.
Den är bättre än gamla kylmetoder eftersom den sparar energi och är enklare att installera. Det gör också att du kan få plats med fler servrar på en liten yta. Det här är perfekt för datacenter som vill spara pengar och vara miljövänliga.
Immersionskylning är också bra för att hålla utrustningen igång utan problem. Det hjälper ditt datacenter att bli mer hållbart och sparar in på underhållskostnaderna. Det gör det till ett smart val för dagens tekniska behov.
Immersionskylning kontra luftkylning
Immersionskylning slår luftkylning när det gäller energianvändning och utrymme. Luftkylning kan inte hantera lika många servrar som immersionskylning kan. Detta beror på att immersionskylning håller kvar all värme, inte bara en del av den.
Studier visar att nedsänkningskylning kan minska energianvändningen med 61% jämfört med luftkylning. Det innebär stora besparingar för datacenter. Det håller också servrarna svalare, vilket är avgörande för deras prestanda. Dessutom kan du få plats med fler servrar på en mindre yta, vilket sparar in på infrastrukturkostnaderna.
I takt med att servrarna behöver mer kraft blir immersionskylning allt populärare. Det är ett förstahandsval för datacenter över hela världen.
Immersionskylning kontra kylning direkt på chippet
Immersionskylning har stora fördelar jämfört med direkt-till-chip-kylning. Det kan göra ditt datacenter mycket mer energieffektivt. Detta beror på att en vätska används för att kyla allt, inte bara specifika delar.
Men det kan vara svårt att komma igång med immersionskylning. Du behöver specialutbildning och kan behöva ändra hur du underhåller din utrustning. Men det är en utmärkt metod för att hantera stora mängder värme och kan till och med återanvända värmen som energi.
Det gör den till ett förstahandsval för kylning av moderna datorer. I takt med att tekniken blir allt bättre kommer immersionskylning att fortsätta vara ett bra alternativ.
Utmaningar och överväganden
Att börja med immersionskylning i ditt datacenter har sina utmaningar. Först måste du göra din utrustning redo för vätskan. Detta kan vara ett stort jobb.
Du kommer också att behöva specialutbildning för att allt ska fungera smidigt. Det kan också vara svårt att hitta rätt delar. Du måste samarbeta med många leverantörer för att få allt du behöver.
Att byta till immersionskylning innebär att du måste tänka om när det gäller datacentrets layout. Det kan vara en stor förändring. Dessutom kostar det mer att börja med tvåfasig immersionskylning än enfasig. Men det är mer effektivt och kan spara pengar på lång sikt.
Underhåll och livscykel för vätskor
Vätskeunderhåll i kylsystem med nedsänkning är avgörande för god prestanda. Den vätska som används avdunstar inte, så du behöver inte fylla på vätska oftare. Detta innebär att mindre underhåll behövs.
Men det är viktigt att testa vätskan regelbundet. Dessa tester kontrollerar om vätskan fortfarande fungerar bra. Säkerheten är också en viktig faktor, eftersom vätskan är mycket säker och inte lätt fattar eld.
Vätskan är också säker för miljön. Den är giftfri, kan brytas ned naturligt och kan återvinnas. Det finns speciella rengöringsvätskor för enkel skötsel.
Design- och implementeringskostnader
Immersionskylning kan spara mycket pengar i datacenter. Den använder mindre energi, så du behöver inte stora luftkylningssystem. Tvåfasig kylning kan kosta mer i början, men det sparar pengar i det långa loppet.
För att installera immersionskylning kan det behövas anpassad hjälp. Företag som Trumonytechs kan hjälpa till med design och teknik. Att byta till immersionskylning kan kräva en stor förändring av datacentrets layout.
Men den här förändringen kan spara mycket utrymme. Immersionskylning använder mycket mindre utrymme än traditionella kylsystem. Enfassystem är billigare i början, men tvåfassystem kan vara mer effektiva över tid.
Slutsats
Immersionsvätskekylning är en banbrytande lösning för moderna datacenter. Den här avancerade kylmetoden minskar bullret genom att eliminera behovet av fläktar och luftflöde. Genom att använda dielektriska vätskor fångar nedsänkningskylning direkt upp och avlägsnar värme från heta komponenter. Detta gör att datacentren blir mer energieffektiva och bättre lämpade för högpresterande databehandling.
