浸沒式冷卻實現超大規模資料中心

浸沒式冷卻技術可為高能源密集的資料中心,提供均勻散熱、更高能效,實現千/兆瓦級運算需求。

越來越多資料中心採用浸沒式冷卻技術(immersion cooling),堪稱最具熱管理效率的方案之一。其特點包含:

  • 可徹底消除熱點(hot spots),實現均勻散熱
  • 工作溫度範圍更高
  • 可降低電力使用效率(PUE)和碳使用效率(CUE)
immersion cooling tub in data center
Alfa Laval's brazed heat exchangers for data center immersion cooling

整機櫃的熱管理

浸沒式冷卻的工作原理是將整個伺服器浸沒在裝有不導電介電液的槽體中,利用液體的高熱傳效率特性,徹底消除熱點,將所有硬體元件的熱能帶走。受熱後的介電液循環至熱交換器進行冷卻,再流回槽體,形成散熱循環,為超大規模(hyperscale)資料中心提供最具熱管理效率的絕佳方案。

浸沒式冷卻的代表性架構

浸沒式液冷可依部署方式與熱負載需求,採用不同架構。在功率密度、能源效率與操作需求上,各有優勢。

Single-phase immersive IT chassis

單相浸沒式 IT 機箱(Single-phase immersive IT chassis)

將伺服器整合至特殊設計的密封IT機箱,多個機箱可像傳統架構安裝於標準機櫃。密封的IT機箱裝滿介電液,吸收熱能後的介電液透過熱交換器將熱能排出,過程中維持液態。

  • 對所有組件提供均一、穩定的冷卻效果
  • 可處理中至高程度的熱負載
  • 簡化機櫃部屬,易於維護與替換單個伺服器

Single-phase immersive tub

單相浸沒式液槽(Single-phase immersive tub)

伺服器在拆除外殼與風扇後,完全浸沒在裝滿介電液的槽中。透過液體泵將受熱的冷卻液強制循環至冷卻液分配單元(CDU),透過熱交換器將熱能送至冷卻迴路循環排出,從而維持低溫運作。

  • 可同時冷卻多台伺服器
  • 可減少對風扇、CRAC/CRAH等精密空調的依賴
  • 標準硬體兼容性相對高,維護管理相對容易

Two-phase immersive tub

雙相浸沒式液槽(Two-phase immersive tub)

伺服器浸沒在特殊的低沸點介電液槽中,當介電液吸收熱量後,蒸發成氣態,再於熱交換器中冷凝回液態,流回液槽中,形成循環。

  • 透過相變(phase change)散熱,效率極高
  • 可處理高耗能晶片的千/兆瓦級散熱需求
  • 冷卻過程依靠相變的自然對流,泵浦需求極低

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Alfa Laval 的高效熱交換器可支援各類液冷系統,並與國際標準制定委員會、資料中心、伺服器製造商等生態系夥伴一同推進兆瓦級散熱需求的極限。

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