数据中心浸没式冷却

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随着互联网、人工智能、云计算和高性能计算(HPC)的迅猛发展,数据中心不仅推动企业业务发生巨变,也令生活质量大幅提高。但是同时要付出一定代价。根据美国环境保护署的数据,美国的数据中心耗电量惊人,约占全国能源消耗的 2%,很多数据中心仍使用制冷机组和风扇的传统方式来冷却电脑硬件。

为了降低服务器冷却相关成本及其对环境的影响,3M率先引领了针对数据中心液体冷却技术变革。3M™ Novec™氟化液系列无论对单相还是两相操作浸没式冷却都具有非常理想的特性。结果——能源使用削减可高达97%,同时缩小了数据中心空间规模,并优化了服务器硬件性能 — 还有助于降低对环境的影响。

Powered data servers submerged in bubbling Novec Engineered Fluids in a liquid immersion cooling application, brightened with neon lights.
冷却到底

何为浸没式冷却

  • Under fluid Go Pro camera shot of bubbling data servers immersed in Novec Engineered Fluids in liquid immersion cooling application

    数据中心浸没式冷却通过直接将IT硬件浸没在液体中,帮助改进其散热设计。电子元件产生的热量直接高效地传递到液体中,从而减少了对导热界面材料、散热器和风扇等主动冷却组件的需求。这些改进提高了能源效率同时允许采用更高的封装密度。
     

    • 降低服务器冷却的能耗,帮助打造一个更环保的数据中心
    • 减少需要维修与更换的活动部件
    • 因为液体的高效传热特性,有可能提高硬件设计密度
    • 通过有效地将温度维持在发热限值之下, 允许更高的处理器利用率
    • 电子设备保持清洁干燥,为维修提供便利
    • 显著减少服务器机房的噪音
    • 有助于保护IT设备不受环境污染物(如灰尘和硫化物)的侵害

    3M与数据中的行业领导者合作,制造具有独特优点,如宽泛的沸点范围等。适用于这些应用的氟化液。最重要的是,以50多年来3M积累的材料和应用知识提供技术支持。


降低温度和成本的明智方法

使用Novec氟化液的浸没式冷却技术有助于以多种方式降低总拥有成本,对企业而言是一个明智选择。直接液体冷却法提高效率的同时降低了数据中心生命周期各阶段的成本,包括从设计建造到运营、硬件的维护、维修和更换等。

  • White icon on purple background of a US Dollar Sign, inside a bolt, inside a down arrow, representing lowering energy costs.

    能源成本降低高达97%

    最明显的优势将体现在您的电费账单上。最高效的浸没式冷却法有助于使数据中心的能源效率(通常是数据中心供电成本中最大的一项)提高97%。

  • White icon on purple background of arrow in center of a bullseye target to signify optimized performance

    节省10倍空间

    冷却能力的提升意味着您可以将硬件设计得更近 — 所以在既定空间内可以实现10倍的计算密度。这为缩小数据中心的空间规模创造了可能。

  • White icon on purple background of arrow in center of a bullseye target to signify optimized performance

    为提高性能进行优化

    通过提高热效率,可以提升处理器能力并减少空气冷却极限所造成的延迟影响。

  • White icon on purple background of a shield, signifying protecting from equipment breakdown

    减少设备故障

    液体浸没式冷却技术消除了气载污染物并减少活动部件来简化散热设计。这意味着您可以满负荷运行电子设备并减少磨损。

  • Large white wind turbines in a green field with a blue sky and white fluffy clouds.

    对环境有益的可持续选择

    节约能源并不仅仅是为了提高利润 — 对我们所居住的地球也是有益处的。用电量的减少意味着发电量的降低,也就是说会用到更少的燃料并减少排放量。打造一个规模更小的数据中心可节省建筑材料和维修费用。如果您的目标是打造一个更环保的数据中心,3M Novec氟化液可助您达成目标,同时具有以下特性:
     

    • 有利的环保性能
    • 低全球变暖潜值(GWP)
    • 零臭氧消耗潜值(ODP)
  • Engineer performing a hot swap of a data server from inside an immersion cooling unit using 3M Novec Engineered Fluids

    工人接触安全

    建造一个采用浸没式冷却技术的数据中心不会以牺牲操作人员的安全为代价。3M设计的所有Novec氟化液均具有以下特性:
     

    • 为工人提供更大的总体安全系数
    • 低毒性
    • 不可燃

了解液冷却技术如何深刻变革商业、超级计算和比特币挖矿领域

无论您从事何种业务,液体浸没式冷均有助于为您带来更多商机并提高业务效率。作为浸没式冷却领域的先驱者和创新者,3M为众多采用浸没式冷却的数据中心的成功应用贡献了力量。


助您打造一个更环保的数据中心的相关问题和回答

服务器制造商、系统集成商和数据中心工程师全都面临着相同的问题: 如何设计和打造一个在成本、性能和可靠性方面都能满足客户核心需求的数据中心。采用Novec氟化液的浸没式冷却技术能帮助您解决这些难题,在满足这些和其他方面的实际需要同时,不用做出妥协。

  • 浸没式冷却的工作原理是什么?

    浸没式冷却包括将电子设备直接放在绝缘性的液体中,在传统的冷却方式中,热量必须通过多层热界面材料、空气、换热器和工作液体进行传递。浸没式冷却简化了这些散热设计并提高了传热效率。

  • Novec氟化液相较于矿物油有哪些优势?

    选择工作液体时应考虑众多因素。3M Novec氟化液与包括矿物油在内的其他种类的电介质绝缘性液体相比有许多显著优势。除了不易燃和不可燃之外,Novec氟化液具有两相浸没式冷却操作所需的沸点和热稳定性。从Novec氟化液中拿出的电子设备洁净且干燥,因而使保养与维护变得简单。

  • 采用Novec氟化液的浸没式冷却系统发生液体损失现象会是一个问题吗?

    浸没式冷却系统通常按易维保和支持热插拔进行设计,但液体流失的控制也是重要考虑因素之一。遵循3M最佳实践经验并从经3M授权的浸没式冷却OEM处购买产品,液体损失可控制在不会产生不良影响的范围内。

  • 如何购买采用Novec氟化液的浸没式冷却系统?

    供应商已经提供了基于此技术的专有服务器和结构系统,其他尚在开发之中。


打造浸没冷却数据中心的三种方式

  • 两相浸没式冷却

    两相被动式浸没冷却通过使Novec氟化液沸腾与冷凝令传热效率成倍增加。这一简单方法几乎不包括活动部件。
     

    • 电子设备元件被浸没在一个绝缘性液体中,并有一个可打开维护的密封外壳
    • 元件产生的热量使液体沸腾至气态,并上升至外壳顶部
    • 蒸汽在盖子或冷凝盘管处冷凝回滴回液体区,如此循环往复
    • 传热效率可超过同体积水沸腾的效率,因而可安全地与电子设备直接接触
  • 单相浸没式冷却

    在单相浸没式冷却中,液体具有更高的沸点,并且在整个过程中一直为液态。
     

    • 电子设备元件被浸没在一个绝缘性液体中,并有一个可打开维护的密封外壳
    • 芯片产生的热量传递到液体中
    • 通常采用泵将受热液体输送到热交换器,在那里液体被冷却并经过循环回到液池中
    • 还可使用3M™ Fluorinert™电子液
  • 间接冷却:浸没式冷却替代法

    热管理挑战和技术具有各种各样的形式,所以我们产品的独特特性可以各种各样的方式加以应用,以解决这类挑战。其中一项挑战是,由于渗漏风险和在同一个回路中冷却一系列处理器引起的温度梯度问题,使直接应用至芯片的(D2C)水冷却技术更为复杂。3M Novec氟化液对这些应用而言是一个优异的工作液体。

     

    • 在两相操作中传热效率相对于或优于水
    • 绝缘性工作液体,无渗漏引起的损坏风险
    • 一个液体回路中所有处理器都保持在相同温度,与节点数量无关

了解关于液体浸没式冷却和3M数据中心解决方案的更多信息

资源库

关于浸没式冷却和Novec氟化液有任何疑问,请随时联系我们

让3M用数十年来积累的浸没式冷却和数据中心相关经验为您提供服务。如有任何疑问或请求,请联系我们,让我们助您打造下一个环保数据中心。我们能为您提供以下帮助:
 

  • 应用建议和最佳实践
  • 技术数据和测试结果
  • 案例研究和测试结果
  • 帮助订购Novec氟化液或在Novec氟化液和3M Fluorinert电子液之间选择建议
  • 浸没式冷却设备和服务提供商相关信息
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