Żvilupp u Diskussjoni tat-Teknoloġija tal-Inġinerija taċ-Ċentru tad-Data tat-Tkessiħ Likwidu

 

Peress li l-kapaċità speċifika tas-sħana tal-likwidu għal kull unità ta 'volum hija madwar 1,000 darbiet dik tal-arja, it-tkessiħ tal-likwidu (dissipazzjoni tas-sħana) għandu kapaċità ta' tkessiħ ferm akbar mit-tkessiħ tal-arja konvenzjonali. Hija soluzzjoni effettiva għad-dissipazzjoni tas-sħana ġġenerata minn densitajiet ta 'fluss ta' sħana ultra-għoli. Fl-1964, biex tindirizza s-sħana żejda u l-perijodi ta 'waqfien ta' mainframes kbar, IBM żviluppat l-ewwel kompjuter refriġerat imkessaħ bl-ilma fid-dinja, is-System360, kompjuters pijunier imkessaħ bil-likwidu. Riċentement, immexxija minn politiki nazzjonali u lokali ta 'ġestjoni tal-effiċjenza enerġetika, it-teknoloġija tat-tkessiħ likwidu reġgħet kisbet attenzjoni mifruxa fl-industrija taċ-ċentru tad-dejta, li wasslet għall-iżvilupp ta' serje ta 'teknoloġiji tal-inġinerija taċ-ċentru tad-dejta mkessħa b'likwidu.

 

 

I Metodi ta' Implimentazzjoni tat-Tkessiħ Likwidu

 

F'sens wiesa ', it-tkessiħ likwidu jirreferi għat-teknoloġiji kollha relatati mat-tkessiħ likwidu. L-industrija hija familjari ma 'metodi bħall-installazzjoni ta' kolji ta 'l-ilma kiesaħ fuq il-pannelli ta' wara ta 'xtillieri, li huma kkunsidrati bħala tkessiħ likwidu, li jaqgħu taħt il-kunċett wiesa' ta 'tkessiħ likwidu. L-Istitut taċ-Ċina tal-Electronics (CIE), matul l-iżvilupp ta 'serje ta' standards tad-disinn taċ-ċentru tad-dejta mkessħa b'likwidu, iċċara l-kunċett ta 'tkessiħ likwidu permezz ta' diskussjonijiet tal-industrija. Skont id-definizzjoni tagħhom, it-tkessiħ tal-likwidu jirreferi speċifikament għat-tneħħija diretta tas-sħana ġġenerata minn ċipep elettroniċi li jużaw likwidi, għalhekk id-definizzjoni dejqa tat-tkessiħ tal-likwidu tirreferi biss għall-proċess tat-tkessiħ ġewwa s-server.

 

Mill-perspettiva tad-definizzjoni dejqa ta 'tkessiħ likwidu, jista' jiġi kklassifikat f'żewġ kategoriji ewlenin: kuntatt dirett tal-likwidu li jkessaħ maċ-ċippa elettronika jew kuntatt indirett permezz ta 'materjal solidu ta' konduttività termali għolja. Dawn imbagħad jistgħu jiġu suddiviżi aktar abbażi tal-forma ta 'kuntatt, it-tip ta' likwidu li jkessaħ, u jekk il-likwidu li jkessaħ jgħaddix minn bidla fil-fażi. Il-metodi tat-tkessiħ likwidu ġeneralment jitqiesu li jaqgħu fi tmien kategoriji (ara t-Tabella 1).

 

▲ Tabella 1: Klassifikazzjoni tal-Implimentazzjoni tat-Tkessiħ Likwidu

 

 

II Domanda għal Tkessiħ Likwidu fix-Xenarji taċ-Ċentru tad-Data

 

Bħal sistemi konvenzjonali mkessħa bl-arja użati komunement fiċ-ċentri tad-dejta, ir-rwol tat-tkessiħ likwidu huwa li tneħħi s-sħana ġġenerata minn tagħmir tal-IT bħal servers u tagħmir ieħor tal-faċilità (eż. batteriji UPS) biex jinżamm ambjent relattivament stabbli b'temperatura u umdità xierqa. fiċ-ċentru tad-dejta.

 

L-ewwelnett, il-ħtiġijiet tad-dissipazzjoni tas-sħana huma l-forza ewlenija wara l-iżvilupp tat-teknoloġija tat-tkessiħ tal-likwidu. Hekk kif id-domanda għall-kapaċitajiet tal-ipproċessar tad-dejta tikber malajr, l-integrazzjoni taċ-ċipep elettroniċi x'aktarx li tkompli tikber b'mod esponenzjali fil-futur. Dan iwassal għal żieda fid-densità tal-qawwa u d-densità tal-fluss tas-sħana. Il-ħtieġa għal veloċitajiet ta 'trażmissjoni tad-dejta aktar mgħaġġla u konvenjenza mtejba tal-utent se tmexxi integrazzjoni ogħla tat-tagħmir, li mbagħad twassal għal rekwiżiti akbar ta' dissipazzjoni tas-sħana għal tagħmir tal-IT bħal servers. Dan se jgħolli wkoll it-talbiet ambjentali għall-operat. Bħala riżultat, it-tkessiħ ta 'l-arja se jeħtieġ fannijiet ta' veloċità ogħla, b'dijametru akbar u kanali akbar ta 'dissipazzjoni tas-sħana, li jirriżultaw f'istorbju sinifikanti, impatt akbar tas-sħana ambjentali, u spejjeż akbar ta' kostruzzjoni u tħaddim. It-tkessiħ likwidu joffri proporzjon aħjar tal-kost-prestazzjoni.

 

It-tieni nett, il-politiki tal-ġestjoni tal-effiċjenza tal-enerġija qed imexxu l-adozzjoni tat-teknoloġija tat-tkessiħ likwidu. Raġuni oħra importanti li l-industrija taċ-ċentru tad-dejta qed tiffoka fuq it-tkessiħ likwidu hija dovuta għal politiki nazzjonali u lokali tal-ġestjoni tal-effiċjenza tal-enerġija. Ir-rekwiżiti nazzjonali u lokali għall-Effettività tal-Użu tal-Enerġija taċ-ċentru tad-dejta (PUE) qed isiru aktar stretti, u jġibu t-tkessiħ likwidu fil-attenzjoni tal-industrija taċ-ċentru tad-dejta. L-aħħar standard nazzjonali, il-Valuri tal-Limitu tal-Effiċjenza tal-Enerġija taċ-Ċentru tad-Data u l-Gradi tal-Effiċjenza tal-Enerġija (GB 40879-2021), jeħtieġ li l-konsum tal-enerġija jkun taħt 1.3, li huwa diffiċli li jinkiseb bl-użu tat-tkessiħ tal-arja waħdu fil-biċċa l-kbira tal-partijiet tal-pajjiż, li jeħtieġ il- użu tat-teknoloġija tat-tkessiħ likwidu.

 

It-tielet nett, il-konvenjenza tal-irkupru tas-sħana mormija tista 'tmexxi l-adozzjoni ta' tkessiħ likwidu fiċ-ċentri tad-dejta. Iċ-ċentri tad-dejta mibnija bl-użu ta 'soluzzjonijiet ta' tkessiħ likwidu għandhom sħana mormija ta 'kwalità relattivament ogħla u huma aktar faċli biex jiġu rkuprati. Proġetti ta 'rkupru tas-sħana mormija f'ċentri tad-dejta mkessħa b'likwidu huma mod effettiv biex tinkiseb utilizzazzjoni komprensiva tal-enerġija u tittejjeb l-effiċjenza tal-enerġija. Xi studjużi diġà pproponew l-idea li jinbnew ċentri tad-dejta fuq skala kbira bħala sorsi ta 'sħana għall-bliet jew parks industrijali.

 

 

III Żvilupp tat-Teknoloġija tal-Inġinerija taċ-Ċentru tad-Data mkessaħ bil-Likwidu

 

Il-proċess tat-tneħħija tas-sħana ġġenerata minn ċipep elettroniċi permezz ta 'tkessiħ likwidu huwa biss il-bidu tal-proċess tat-tkessiħ f'ċentru tad-dejta. Il-ġenerazzjoni kontinwa tas-sħana minn ċipep elettroniċi teħtieġ tħaddim sostnut, stabbli u affidabbli tat-teknoloġija tal-inġinerija taċ-ċentru tad-dejta tat-tkessiħ likwidu biex jinżamm it-tkessiħ taċ-ċippa.

 

Il-prinċipji u l-prattika tat-tkessiħ likwidu huma differenti mit-tkessiħ bl-arja. Speċifikament, il-kunċetti ta 'dissipazzjoni tas-sħana u tkessiħ juru differenzi sottili: li jibdew minn fuq it-temperatura tal-kamra jew taħt it-temperatura tal-kamra. Biex torganizza aħjar il-qafas tat-teknoloġija tal-inġinerija taċ-ċentru tad-dejta mkessaħ bil-likwidu, iċ-ċipep elettroniċi huma meqjusa bħala s-sors, bil-għan li tittrasferixxi s-sħana ġġenerata miċ-ċipep għal barra ċ-ċentru tad-dejta, u tiżgura t-tħaddim stabbli tat-tagħmir tal-IT. Għalhekk, it-teknoloġija tal-inġinerija taċ-ċentru tad-dejta mkessħa b'likwidu hija maqsuma fi proċessi ta 'tkessiħ primarji u sekondarji. Dan il-kunċett huwa differenti min-naħat primarji u sekondarji tat-tkessiħ tal-arja taċ-ċentru tad-dejta konvenzjonali.

 

Il-proċess ta 'tkessiħ primarju tat-teknoloġija tal-inġinerija taċ-ċentru tad-dejta mkessaħ b'likwidu jkessaħ komponenti ta' densità għolja ta 'fluss tas-sħana ta' tagħmir elettroniku tal-IT u jittrasferixxi s-sħana ġġenerata barra l-ixtilliera. Huwa wkoll imsejjaħ tkessiħ primarju (dissipazzjoni tas-sħana), tkessiħ inizjali, tkessiħ intern, jew tkessiħ ta 'ċirkolazzjoni interna. Il-proċess ta 'tkessiħ primarju huwa strettament proċess ta' tkessiħ likwidu, u tipikament jinvolvi ċirku magħluq ta 'tagħmir jew komponenti ta' tkessiħ likwidu fit-tarf taċ-ċippa, unità ta 'distribuzzjoni tat-tkessiħ (CDU), dispensers tal-likwidu li jkessaħ, u pipelines. L-unità tad-distribuzzjoni tat-tkessiħ (CDU) fiha pompi u skambjaturi tas-sħana, li jipprovdu l-forza taċ-ċirkolazzjoni għall-likwidu li jkessaħ. Proċess ta 'tkessiħ primarju tipiku jinvolvi ċ-ċirkolazzjoni ta' ċerta temperatura u fluss ta 'likwidu li jkessaħ mis-CDU għat-tagħmir jew komponenti tat-tkessiħ likwidu fit-tarf taċ-ċippa. Il-likwidu li jkessaħ jiskambja s-sħana maċ-ċipep permezz ta 'kuntatt dirett jew kuntatt indirett permezz ta' materjali b'konduttività termali għolja bħal metalli. Il-likwidu li jkessaħ jew il-fwar tal-likwidu li jkessaħ imsaħħan b'temperatura għolja mbagħad jgħaddi lura lejn is-CDU permezz tal-pipelines, fejn jiskambja s-sħana mal-likwidu li jkessaħ sekondarju. Wara t-tkessiħ, il-likwidu li jkessaħ b'temperatura baxxa jitmexxa lura lejn it-tagħmir jew il-komponenti tat-tkessiħ tal-likwidu fit-tarf taċ-ċippa mis-CDU, u jlesti ċiklu sħiħ. Il-likwidu li jkessaħ komuni użat fil-proċess ta 'tkessiħ primarju jinkludi soluzzjonijiet ta' ethylene glycol, propylene glycol, ilma dejonizzat, eċċ., U xi soluzzjonijiet jużaw likwidi fluworinati, għalkemm ir-rekwiżiti fiżiċi għal coolants ivarjaw b'mod sinifikanti f'soluzzjonijiet differenti ta 'tkessiħ likwidu.

 

Unità ta 'distribuzzjoni tat-tkessiħ (CDU) hija biċċa tagħmir użata b'mod komuni. Arkitettura CDU tipika tidher fil-Figura 1. Minbarra li tipprovdi forza taċ-ċirkolazzjoni u skambju tas-sħana għall-likwidu li jkessaħ fil-proċess tat-tkessiħ primarju, dan it-tagħmir jaqdi wkoll ir-rwol li jqassam il-qawwa tat-tkessiħ (mhux biss il-fluss tal-likwidu li jkessaħ). Għalhekk, tipikament għandu l-funzjonijiet li ġejjin:

 

1) Kontroll tat-temperatura u l-fluss: Monitoraġġ dinamiku tat-temperatura u l-fluss tal-likwidu li jkessaħ fil-proċess ta 'tkessiħ primarju permezz ta' sensuri tat-temperatura u tal-fluss. Ibbażat fuq mudelli mibnija, is-CDU jaġġusta b'mod dinamiku t-temperatura, il-fluss jew il-pressjoni tal-provvista tal-likwidu li jkessaħ biex jipprovdi kapaċità ta 'tkessiħ adegwata filwaqt li tevita l-kondensazzjoni fil-linja tat-tkessiħ primarja.

2) L-iżgurar tas-separazzjoni fiżika bejn il-likwidu li jkessaħ primarju u l-likwidu li jkessaħ sekondarju.

3) Filtrazzjoni onlajn jew bypass tal-likwidu li jkessaħ.

4) Appoġġ għall-ġestjoni tan-netwerk.

 

▲ Figura 1: Arkitettura Tipika ta' Unità ta' Distribuzzjoni tat-Tkessiħ (CDU).

 

Il-proċess tat-tkessiħ sekondarju tat-teknoloġija tal-inġinerija taċ-ċentru tad-dejta mkessaħ b'likwidu jittrasferixxi s-sħana mneħħija mill-proċess tat-tkessiħ primarju barra ċ-ċentru tad-dejta, magħruf ukoll bħala tkessiħ sekondarju, tkessiħ estern, tkessiħ ta 'ċirkolazzjoni esterna, jew dissipazzjoni tas-sħana. Il-likwidu li jkessaħ sekondarju f'dan il-proċess jista 'jkun arja, ilma li jkessaħ, soluzzjonijiet ibbażati fuq l-ilma (eż., soluzzjonijiet ta' ethylene glycol, soluzzjonijiet ta 'gliċerina), jew refriġeranti, kollettivament imsejħa refriġeranti sekondarji. Jekk l-arja tintuża bħala l-likwidu li jkessaħ sekondarju, il-proċess tat-tkessiħ sekondarju huwa simili għall-proċess tat-tkessiħ konvenzjonali ġewwa ċentru tad-dejta. Jekk tintuża soluzzjoni bbażata fuq l-ilma, il-likwidu li jkessaħ sekondarju jiċċirkola f'dak li jissejjaħ ċirku tat-tkessiħ sekondarju.

 

L-iskambju tas-sħana bejn il-linji tat-tkessiħ primarji u sekondarji jseħħ fis-CDU. Wara l-iskambju tas-sħana fis-CDU, il-likwidu li jkessaħ sekondarju b'temperatura għolja jidħol f'sors ta 'tkessiħ jew tagħmir ta' rkupru tas-sħana mormija, jittrasferixxi s-sħana għall-ambjent jew jippermetti l-użu mill-ġdid tiegħu. Il-likwidu li jkessaħ sekondarju mbagħad jgħaddi lura fl-iskambjatur tas-sħana wara t-tkessiħ, u jlesti ċiklu sħiħ. Is-sors tat-tkessiħ jista 'jkun torri li jkessaħ, apparat li jkessaħ niexef, chiller, eċċ. Peress li l-proċess ta' tkessiħ primarju jippermetti li t-temperatura tad-dħul tal-likwidu li jkessaħ sekondarju tilħaq 30 grad jew ogħla, is-sors tat-tkessiħ jista 'jopera biss fuq tkessiħ naturali, li jispjega għaliex tkessiħ likwidu it-teknoloġija tista 'tikseb l-Effettività tal-Użu tal-Enerġija (PUE) relattivament ideali. Dijagramma tipika tat-teknoloġija tal-inġinerija tat-tkessiħ likwidu hija murija fil-Figura 2.

 

▲ Figura 2: Dijagramma tat-Teknoloġija tal-Inġinerija tat-Tkessiħ Likwidu

 

Xi teknoloġiji ta 'tkessiħ likwidu jużaw disinn ibbażat biss fuq il-proċess ta' tkessiħ primarju, fejn il-likwidu li jkessaħ jittrasferixxi direttament is-sħana lill-ambjent. Madankollu, fil-biċċa l-kbira tal-każijiet, dan jeħtieġ standards għoljin ta 'purità fiżika għall-likwidu li jkessaħ, u jżid l-ispejjeż. Jekk il-pipelines huma twal wisq, l-ekonomija ġenerali tas-sistema tiġi affettwata. Għalhekk, disinji ta 'tkessiħ primarju huma l-aktar adattati għal konfigurazzjonijiet kompatti.

 

 

IV Diskussjoni dwar ix-Xejriet ta' Żvilupp Ġejjieni ta' Ċentri tad-Data mkessħa b'Likwidu

 

B'mod ġenerali, l-iżvilupp futur ta 'ċentri tad-dejta mkessħa b'likwidu għadu jġorr inċertezza.

 

L-ewwelnett, il-forza li tmexxi għall-promozzjoni tat-teknoloġija tat-tkessiħ likwidu xorta se tkun ibbażata primarjament fuq it-talbiet tat-tkessiħ (dissipazzjoni tas-sħana) tat-tagħmir tal-IT. Madankollu, dan huwa mibni fuq tbassir ta 'tendenzi futuri fl-iżvilupp taċ-ċippa elettronika, kif ukoll is-suppożizzjoni li l-kosteffettività tat-teknoloġija tat-tkessiħ likwidu gradwalment tistabbilixxi vantaġġ fuq it-teknoloġija tat-tkessiħ tal-arja. Madankollu, għad hemm il-possibbiltà li l-ispejjeż għoljin tat-tkessiħ likwidu jistgħu jwasslu għal disinji ta 'ċippa alternattivi li jnaqqsu r-rekwiżiti tat-tkessiħ u tad-dissipazzjoni tas-sħana.

 

It-tieni nett, il-mudell tal-kostruzzjoni u l-użu ta 'ċentri tad-dejta mkessħa b'likwidu jvarjaw b'mod sinifikanti minn ċentri tad-dejta konvenzjonali mkessħa bl-arja. Il-karatteristika taċ-ċentri tad-dejta mkessħa b'likwidu hija l-grad għoli ta 'akkoppjar bejn it-tagħmir tal-IT u l-infrastruttura. F'termini ta' prinċipji tekniċi u assigurazzjoni ta' affidabbiltà, essenzjalment ma jistgħux jiksbu l-istess livell ta' diżakkoppjar bħaċ-ċentri tad-dejta konvenzjonali mkessħa bl-arja. Bħala riżultat, diversi soluzzjonijiet tekniċi u bejjiegħa ta 'tagħmir joperaw fil-biċċa l-kbira b'mod indipendenti minn xulxin. Is-sidien taċ-ċentri tad-dejta x'aktarx li jsiru marbuta profondament ma' fornitur speċifiku ta' soluzzjoni tat-teknoloġija. L-applikazzjoni tat-teknoloġija tat-tkessiħ likwidu fiċ-ċentri tad-dejta tista 'titqies li qed tiżviluppa bbażata fuq it-tfixkil tal-mudell kummerċjali oriġinali, il-mudell tal-kostruzzjoni u l-mudell industrijali ta' ċentri tad-dejta konvenzjonali mkessħa bl-arja. Is-servizzi tradizzjonali tal-kiri tal-kabinett huma fil-biċċa l-kbira inapplikabbli għal ċentri tad-dejta mkessħa b'likwidu. Dan jippreżenta ostaklu sinifikanti għall-promozzjoni ulterjuri tat-teknoloġija tat-tkessiħ likwidu.

 

It-tielet nett, l-affidabbiltà taċ-ċentri tad-dejta mkessħa b'likwidu għadha teħtieġ validazzjoni. Għalkemm il-fornituri attwali tas-soluzzjonijiet taċ-ċentru tad-dejta mkessħa b'likwidu pproponew soluzzjonijiet bħall-ittestjar tal-affidabbiltà mtejba u ż-żieda ta' tagħmir ta' skoperta ta' tnixxija u allarm għall-likwidu li jkessaħ, tħassib dwar tnixxijiet potenzjali fil-linja tat-tkessiħ tal-likwidu fi ħdan il-kabinett, li jwassal għal ħsara lit-tagħmir tal-IT, jibqa’ suġġett ta’ tħassib mifrux fl-industrija.

 

Ir-riżoluzzjoni ta' dawn l-inċertezzi tiddependi ħafna fuq l-iskala ta' applikazzjoni. Biex issolvi din il-problema li tidher li ma tistax tissolva, il-monopolizzar tas-suq u l-kontroll tal-industriji upstream u downstream, li ġie ppruvat għadd ta 'drabi li jikser il-liġijiet tal-iżvilupp ekonomiku, mhix it-tweġiba. L-istorja ripetutament wriet li dawk li l-ewwel jistgħu jistabbilixxu katina industrijali u ekosistema bbażati fuq id-diviżjoni tax-xogħol u l-kooperazzjoni huma aktar probabbli li jirnexxu fil-kompetizzjoni. Qabel ma tinstab triq teknika li tissepara t-tagħmir tal-IT mill-infrastruttura, l-istandardizzazzjoni mhix se tkun soluzzjoni maġika għall-problema tad-diżakkoppjar, u lanqas ma tkun mezz effettiv biex tillimita jew tattakka l-kompetituri. Madankollu, l-użu ta 'standardizzazzjoni bħala għodda biex tavvanza b'mod kostanti d-diżakkoppjar ibbażat fuq is-sejba ta' bażi komuni filwaqt li tippreserva d-differenzi, taqsam l-esperjenzi b'mod effettiv, u tippromwovi s-separazzjoni tal-proċessi tal-manifattura u tas-servizz biex tinkiseb speċjalizzazzjoni u rfinar, tista 'tgħin biex tnaqqas l-ispejjeż ġenerali tal-applikazzjoni. It-titjib kontinwu permezz tal-ittestjar tal-applikazzjoni jista 'jwassal għall-formazzjoni ta' ċirku ta 'feedback pożittiv li jespandi l-iskala tat-tkessiħ tal-likwidu, potenzjalment isir it-triq meħtieġa għall-iżvilupp tat-teknoloġija tat-tkessiħ tal-likwidu.

 

 

V Konklużjoni

 

Skont fatturi bħall-kompatibilità tas-server, it-tip ta 'likwidu li jkessaħ, u t-temperatura operattiva tat-tkessiħ likwidu, it-teknoloġiji tal-inġinerija għal ċentri tad-dejta mkessħa bil-likwidu jvarjaw skont dan. Bħalissa, it-teknoloġiji tal-inġinerija taħt kull rotta teknika għadhom fil-proċess ta 'żvilupp u finalizzazzjoni, u għad m'hemmx rotta teknika perfetta rikonoxxuta mill-industrija. Lanqas ma hemm kunsens dwar is-suboqsma speċifiċi applikabbli ta' kull rotta teknika. It-tfittxija taċ-ċertezza aħħarija se tiddependi fuq fatturi bħall-ekonomija, l-affidabbiltà u l-mantenibbiltà tat-teknoloġija tal-inġinerija taċ-ċentru tad-dejta mkessaħ b'likwidu, kif ukoll is-sejba ta 'soluzzjonijiet ottimali permezz ta' applikazzjoni prattika kontinwa.