ระบบระบายความร้อนดาต้าเซ็นเตอร์แบบไฮบริดสำหรับเซิร์ฟเวอร์ปัญญาประดิษฐ์

การประมวลผลเวิร์กโหลดปัญญาประดิษฐ์และความหนาแน่นทางความร้อนที่สูงขึ้นในศูนย์ข้อมูลระดับอุตสาหกรรม สร้างความท้าทายทางวิศวกรรมต่อระบบระบายความร้อนด้วยอากาศแบบดั้งเดิม ส่งผลให้สถาปัตยกรรมโครงสร้างพื้นฐานดิจิทัลต้องปรับเปลี่ยนไปสู่ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวเพื่อรักษาเสถียรภาพการทำงานของชิปประมวลผล ชไนเดอร์ อิเล็คทริค ได้เปิดตัวอุปกรณ์กระจายสารหล่อเย็นรุ่นใหม่ภายใต้แบรนด์โมติฟแอร์ ในชื่อรุ่นดับเบิลยูซีดียู เพื่อรองรับสถาปัตยกรรมไฮบริดที่ผสมผสานระหว่างการหล่อเย็นด้วยอากาศและของเหลวในพื้นที่เดียวกัน

ความท้าทายเชิงวิศวกรรมในการยกระดับโครงสร้างพื้นฐานระบายความร้อน
การขยายตัวของฮาร์ดแวร์ประมวลผลประสิทธิภาพสูงและเซิร์ฟเวอร์ปัญญาประดิษฐ์ทำให้ชั้นวางอุปกรณ์มีความหนาแน่นพลังงานความร้อนสูงเกินกว่าขีดจำกัดของระบบไหลเวียนอากาศมาตรฐาน อย่างไรก็ดี การปรับปรุงศูนย์ข้อมูลที่มีอยู่เดิมไปสู่ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวเต็มรูปแบบมักเผชิญข้อจำกัดด้านต้นทุนการปรับโครงสร้างห้องปฏิบัติการทางเทคนิคและการก่อสร้างระบบท่อใหม่ การนำสถาปัตยกรรมระบายความร้อนแบบไฮบริดมาใช้งานจึงช่วยให้ผู้ควบคุมระบบสามารถจัดการภาระความร้อนเฉพาะจุดของเซิร์ฟเวอร์ความหนาแน่นสูงได้ ขณะที่ยังคงรักษาการระบายความร้อนด้วยอากาศสำหรับอุปกรณ์ประมวลผลส่วนอื่นไว้ เพื่อลดการลงทุนส่วนเกินในการรื้อถอนโครงสร้างอาคาร

สถาปัตยกรรมระบบและกลไกการทำงานของอุปกรณ์กระจายสารหล่อเย็น
อุปกรณ์กระจายสารหล่อเย็นรุ่นดับเบิลยูซีดียูได้รับการออกแบบในโครงสร้างรวมศูนย์แบบชิ้นเดียว โดยรวมชุดปั๊มสูบหมุนเวียน อุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน และระบบควบคุมการไหลไว้ภายในโครงสร้างเดียวกัน การออกแบบนี้ช่วยลดการเว้นระยะห่างด้านข้าง ทำให้สามารถติดตั้งอุปกรณ์ชิดผนังหรือเรียงต่อกันในพื้นที่บริการทางเทคนิคด้านนอกห้องเซิร์ฟเวอร์ได้โดยตรง เพื่อความสะดวกในการบำรุงรักษาโดยไม่รบกวนพื้นที่ติดตั้งเซิร์ฟเวอร์

จุดเชื่อมต่อระบบท่อส่งสารหล่อเย็นได้รับการจัดวางไว้บริเวณด้านบนของตัวเครื่อง ช่วยลดความซับซ้อนในการเดินท่อไฮดรอลิกในทางเดินและเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พื้นที่ในศูนย์ข้อมูลทั้งโครงการสร้างใหม่และการปรับปรุงอาคารเดิม อุปกรณ์นี้ยังรองรับการทำงานร่วมกับระบบระบายความร้อนแบบพัดลมติดผนัง ช่วยให้วิศวกรระบบสามารถจัดสรรทิศทางการกระจายของเหลวและอากาศได้อย่างสมดุล

ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคและสมรรถนะการทำงาน
ในด้านสมรรถนะเชิงวิศวกรรม อุปกรณ์กระจายสารหล่อเย็นรุ่นดับเบิลยูซีดียูแต่ละชุดมีความสามารถในการทำความเย็นสูงสุด 3.5 เมกะวัตต์ ภายใต้อัตราการไหลของสารหล่อเย็น 1.5 ลิตรต่อนาทีต่อกิโลวัตต์ ระบบควบคุมรองรับการเชื่อมต่อการทำงานแบบกลุ่มร่วมกันได้สูงสุด 20 เครื่อง ทำให้สามารถขยายขนาดเพื่อรองรับภาระความร้อนของห้องเซิร์ฟเวอร์ขนาด 30 ถึง 40 เมกะวัตต์ได้อย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้ ระบบยังถูกออกแบบให้รองรับอุณหภูมิสารหล่อเย็นขาเข้าที่สูงขึ้นเพื่อช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวมของระบบทำความเย็นในศูนย์ข้อมูล

การประยุกต์ใช้งานในภาคอุตสาหกรรมและกำหนดการส่งมอบ
อุปกรณ์นี้ออกแบบมาสำหรับโครงสร้างพื้นฐานทางดิจิทัลและศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่ที่ต้องประมวลผลการคำนวณขั้นสูง อุปกรณ์กระจายสารหล่อเย็นรุ่นดับเบิลยูซีดียูจะเริ่มจัดส่งในบางภูมิภาคภายในเดือนตุลาคม 2569 และมีกำหนดเปิดรับคำสั่งซื้อล่วงหน้าในสหรัฐอเมริกาช่วงต้นปี 2570 เพื่อเป็นส่วนหนึ่งของระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวสำหรับศูนย์ข้อมูลยุคใหม่

บริบทเพิ่มเติม
รายละเอียดทางเทคนิคและเกณฑ์มาตรฐานการเปรียบเทียบที่ไม่รวมอยู่ในประกาศเปิดตัวผลิตภัณฑ์

มาตรฐานอุตสาหกรรมด้านการจัดการระบายความร้อนในศูนย์ข้อมูลตามแนวทางของสมาคมวิศวกรการทำความร้อน การทำความเย็น และการปรับอากาศแห่งสหรัฐอเมริกา ได้ปรับปรุงแนวทางเพื่อรองรับของเหลวหล่อเย็นที่มีอุณหภูมิสูงขึ้น เช่น คลาส ดับเบิลยู4 และ ดับเบิลยู5 ซึ่งอนุญาตให้อุณหภูมิน้ำจ่ายเข้าสูงถึง 45 องศาเซลเซียส การที่อุปกรณ์รองรับการทำงานในสภาวะอุณหภูมิสูงขึ้นช่วยให้ระบบสามารถนำวิธีการระบายความร้อนแบบฟรีคูลลิ่งมาใช้ได้ยาวนานขึ้นตลอดทั้งปี ส่งผลให้ค่าประสิทธิภาพการใช้พลังงานของศูนย์ข้อมูลลดลงสู่ระดับที่เหมาะสม

เมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีอุปกรณ์กระจายสารหล่อเย็นรุ่นก่อนหน้าที่ติดตั้งภายในตู้เซิร์ฟเวอร์โดยตรง ซึ่งมักมีขีดความสามารถในการทำความเย็นจำกัดอยู่ที่ 50 ถึง 200 กิโลวัตต์ต่อตู้ อุปกรณ์ระดับแถวและระดับห้องส่วนกลางแบบดับเบิลยูซีดียูที่ให้กำลังทำความเย็นสูงถึง 3.5 เมกะวัตต์ต่อเครื่อง ช่วยลดจำนวนจุดติดตั้งระบบสูบจ่ายและลดความซับซ้อนของโครงข่ายท่อของเหลวในบริเวณแร็กประมวลผล การจัดวางไว้นอกห้องเซิร์ฟเวอร์ยังช่วยแยกความเสี่ยงของการรั่วไหลของของเหลวออกจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความสำคัญสูง สอดคล้องกับแนวทางการจัดการความเสี่ยงในศูนย์ข้อมูลระดับองค์กร

เรียบเรียงโดย เอฟเกนี ชูริลอฟ, อินดูพอร์ทัลส์ มีเดีย - ปรับปรุงโดย เอไอ

www.se.com