Palvelinkeskusten uppojäähdytys
-
Tietotalouden yleistyminen muuttaa elintapojamme perinpohjaisesti, ja aina yhteydessä oleva integroitu elinympäristö pakottaa yritykset toimimaan entistä nopeammalla tahdilla. Miltei kaikki päivittäisen elämämme osa-alueet – älypuhelimet, kodit, kaupungit ja autonomiset ajoneuvot – ovat riippuvaisia siitä, mitä palvelinkeskuksissa tapahtuu.
Palvelinkeskusten kasvaessa energiankulutus, vedentarve, rakennusten tarvitsema pinta-ala ja monet muut haittatekijät kuitenkin realisoituvat. On selvää, että tarvitsemme entistä nopeampia, älykkäämpiä ja energiatehokkaampia palvelinkeskuksia, joissa vaalitaan kestävää kehitystä.
Vaihtamalla palvelinkeskusten perinteiset jäähdytysmenetelmät 3M-nesteiden avulla toteutettuun uppojäähdytykseen yritykset voivat valmistautua tulevaisuuden kasvaviin suorituskykyvaatimuksiin sekä hallita samalla kustannuksia ja luonnonresursseihin kohdistuvia vaikutuksia.
Tämä mahdollistaa palvelinkeskusten uuden aikakauden.
Katso, miten 3M-nesteitä voidaan hyödyntää viidessä eri käyttökohteessa palvelinkeskuksissa.
3M™ Fluorinert™ elektroniikkanesteillä ja 3M™ Novec™ teknisillä nesteillä toteutettu palvelinkeskuksen uppojäähdytys voi auttaa parantamaan tehokkuutta sekä vähentämään kustannuksia ja luonnonresurssien käyttötarvetta – suunnittelusta ja rakentamisesta aina kunnossapitoon ja käyttöön. 3M:n teknologian ansiosta seuraavan sukupolven palvelinkeskukset ovat pian todellisuutta.
-
Hypermittakaavan palvelinkeskus grafiikka
Strategia. Suorituskyky. Kustannukset. Kestävä kehitys.
-
Vapaa maantieteellisesti ja ympäristön osalta
Luo palvelinkeskuksia, joissa on yhdenmukainen jäähdytysinfrastruktuuri sijainnista riippumatta.
Yksinkertaisemmat palvelinkeskukset ovat tehokkaammin skaalattavissa
Pidä palvelinkeskukset pieninä ja topologiat (esim. mekaaninen, sähköinen ja verkko) yksinkertaisina tehokasta skaalausta varten. Yksinkertaista palvelinkeskuksen rakennetta poistamalla monimutkaisen ilmavirtauksen hallinnan tarve.
Vähennä pääoma- ja käyttökustannuksia
Vastaa uusiin työkuormatarpeisiin ja vähennä samalla pääomakuluja pienentämällä ilmajäähdytysinfrastruktuuria tai poistamalla se kokonaan (esim. jäähdyttimet, CRAC-, CRAH-, PDU- ja RPP-yksiköt, puhelin- ja verkkoliitännät, laitoksen jalanjälki). Tehokkaampi jäähdytys auttaa pienentämään lisäjäähdytyksen muodostamaa sähkölaskua.
Pienennä PUE (Power Usage Effectiveness) -lukemaa ja vähennä vedenkäyttöä
Laadi entistä tehokkaampia ja kestävää kehitystä edistäviä palvelinkeskuksia, joiden PUE voi olla jopa vain 1,03. Vähennä jäteveden määrää tai poista se kokonaan käyttämällä yksi- tai kaksivaiheista uppojäähdytystä ja kuivajäähdyttimiä.
-
-
Supertietokoneet
Strategia. Suorituskyky. Kustannukset. Kestävä kehitys.
-
Parempi suorituskyky ja jäähdytysteho
Kasvata wattikohtaista FLOPS-lukemaa ja tue uusia tai paljon laskentatehoa vaativia työkuormia, joita perinteiset jäähdytysratkaisut eivät pysty jäähdyttämään kustannustehokkaasti.
Pienennä PUE (Power Usage Effectiveness) -lukemaa ja vähennä vedenkäyttöä
Laadi entistä tehokkaampia ja kestävää kehitystä edistäviä supertietokoneita, joiden PUE voi olla jopa vain 1,03. Yksi- tai kaksivaiheisen uppojäähdytyksen ja kuivajäähdyttimien avulla voit vähentää jäteveden määrää tai poistaa sen kokonaan.
Vähennä käyttökustannuksia
Tehokkaampi jäähdytys auttaa pienentämään lisäjäähdytyksen muodostamaa sähkölaskua.
-
-
Yritystason HPC
Strategia. Suorituskyky. Kustannukset. Kestävä kehitys.
-
Enemmän voimaa ja jäähdytystehoa
Tue uusia tai paljon laskentatehoa vaativia työkuormia, joita perinteiset jäähdytysratkaisut eivät pysty jäähdyttämään kustannustehokkaasti.
Pienempi viive
Nopeuta prosesseja suorittamalla viiveherkät työkuormat tiheissä, tilankäytöllisesti optimoiduissa palvelinkeskuksissa tai käyttäjän lähellä olevissa palvelinkaapeissa.
Paranna laitteiston luotettavuutta
Matalammat liitoslämpötilat, pienemmät lämpötilanvaihtelut ja vähäisempi kuumien pisteiden määrä parantavat toiminnan luotettavuutta. Ehkäise yleisiä laitteistovikoja poistamalla perinteisissä jäähdytysmenetelmissä käytettävät liikkuvat osat, kuten tuulettimet.
-
-
Edge/5G
Strategia. Suorituskyky. Kustannukset. Kestävä kehitys.
-
Vapaa maantieteellisesti ja ympäristön osalta
Luo EDGE-järjestelmiä, joissa on yhdenmukainen jäähdytysinfrastruktuuri ympäristöseikoista (esim. kylmää/kuumaa, kosteaa/kuivaa) riippumatta. Tiheämmät asettelut sopivat myös paremmin tilankäytön ja painon kannalta herkkiin käyttökohteisiin.
Tiekartta tulevaisuuden pakkaustiheysvaatimuksiin
Ota käyttöön tiheitä, pienikokoisia reunayksiköitä, jotka on suunniteltu tukemaan nykyisiä ja tulevia työkuormia.
Pienempi viive
Nopeuta prosesseja suorittamalla viiveherkät työkuormat tiheissä, tilankäytöllisesti optimoiduissa reunayksiköissä käyttäjän lähellä.
Pidennä laitteistojen käyttöikää
Suljetut, uppojäähdytetyt yksiköt suojaavat tietoteknisiä laitteita ympäristöperäisiltä epäpuhtauksilta, kuten pölyltä ja kosteudelta. Liikkuvien osien vähäisempi määrä parantaa luotettavuutta ja pidentää reunayksiköiden käyttöikää.
-
-
Kryptovaluutat
Strategia. Suorituskyky. Kustannukset. Kestävä kehitys.
-
Parempi wattikohtainen suorituskyky
Hyödynnä uppojäähdytyksen teho ja suurenna hajautusnopeuksia ylikellotuksen kautta. Varaa enemmän tehoa louhinnalle ja muille tuottaville toiminnoille tehokkaamman jäähdytyksen avulla.
Vähennä pääoma- ja käyttökustannuksia
Vähennä pääomakuluja pienentämällä ilmajäähdytysinfrastruktuuria tai poistamalla se kokonaan (esim. jäähdyttimet, CRAC-, CRAH-, PDU- ja RPP-yksiköt, puhelin- ja verkkoliitännät, laitoksen jalanjälki). Tehokkaampi jäähdytys auttaa pienentämään lisäjäähdytyksen muodostamaa sähkölaskua.
-
-
3M-nesteiden mahdollistamat jäähdytysmenetelmät
3M-nesteitä voidaan käyttää yksi- ja kaksivaiheisessa uppojäähdytyksessä sekä yksi- ja kaksivaiheisessa piirilevyn suorassa jäähdytyksessä.
-
-
Yksivaiheinen uppojäähdytys
Yksivaiheisessa uppojäähdytyksessä neste pysyy nestemuodossa. Elektroniset komponentit upotetaan suoraan dielektriseen nesteeseen helppopääsyisessä suljetussa kotelossa, jossa elektronisten komponenttien lämpö siirtyy nesteeseen. Pumppuja käytetään usein siirtämään lämmennyt neste lämmönsiirtimeen, jossa neste jäähdytetään ja palautetaan sitten koteloon.
-
-
Kaksivaiheinen uppojäähdytys
Kaksivaiheisessa uppojäähdytyksessä lämmönsiirtoa tehostetaan nesteen kiehumisen ja tiivistymisen avulla. Elektroniset komponentit upotetaan suoraan dielektriseen nesteeseen helppopääsyisessä suljetussa kotelossa, jossa elektronisten komponenttien lämpö saa nesteen kiehumaan, jolloin nesteestä kohoaa höyryä. Höyry tiivistyy säiliössä olevaan lämmönsiirtimeen (lauhduttimeen), joka siirtää lämmön palvelinkeskuksen ulkopuolella virtaavaan laitosveteen.
-
-
Piirilevyn suorajäähdytys
Piirilevyn suora jäähdytys poistaa lämpöä pumppaamalla nestettä elektronisiin komponentteihin kiinnitettyjen jäähdytyslevyjen kautta. Neste ei ole koskaan suorassa kosketuksessa elektronisiin komponentteihin. Muita kuin dielektrisiä nesteitä (kuten vesiglykolia) käytetään usein piirilevyjen suorassa jäähdytyksessä, kun taas dielektrisiä nesteitä voidaan käyttää suoraan piirilevyihin kohdistuvissa käyttökohteissa vuodoista aiheutuvien riskien vähentämiseksi, mikä lisää laitteiden ja IT-laitteiston luotettavuutta. Piirilevyn suora jäähdytys voidaan toteuttaa yksivaiheisilla ja kaksivaiheisilla menetelmillä.
Löydä oikea 3M-neste nestejäähdytystarpeisiisi
-
3M Fluorinert -elektroniikkanesteet3M Fluorinert -elektroniikkanesteet ovat jo yli 60 vuoden ajan olleet elektroniikkateollisuuden suoran kosketusjäähdytyksen standardituote. Näillä erittäin inerteillä, täysin fluoratuilla nesteillä on poikkeuksellisen korkea dielektrinen lujuus ja erinomainen yhteensopivuus materiaalien kanssa. 3M Fluorinert -elektroniikkanesteet ovat kirkkaita, hajuttomia, syttymättömiä, syövyttämättömiä ja vähän toksisia. Ne eivät ole öljypohjaisia, niiden käyttölämpötila-alue on laaja ja niillä on korkea terminen ja kemiallinen stabiilius. 3M Fluorinert -elektroniikkanesteillä on myös matala dielektrisyysvakio, joten ne soveltuvat erinomaisesti palvelinkeskusten uppojäähdytykseen sekä yksi- että kaksivaiheisessa käytössä.
-
3M Novec tekniset nesteet3M Novec -tuoteperheen tekniset nesteet on suunniteltu työntekijöiden turvallisuutta ja ympäristöystävällisyyttä silmällä pitäen. Nesteet soveltuvat useisiin käyttökohteisiin, mukaan lukien lämmönsiirto, puhdistus, testaus ja voiteluaineiden erottaminen. Nämä nesteet ovat syttymättömiä, vähän toksisia, syövyttämättömiä ja hyvin yhteensopivia materiaalien kanssa. Ne eivät ole öljypohjaisia, ja niillä on hyvä terminen stabiilius. 3M Novec -tuoteperheen teknisillä nesteillä on myös matala GWP-arvo (ilmastoa lämmittävä vaikutus), ja niiden ODP-arvo (otsonia tuhoava ominaisvaikutus) on nolla. Näin palvelinkeskusten omistajat saavat innovatiivisen, luotetun ja kestävää kehitystä edistävän ratkaisun palvelinkeskusten yksi- tai kaksivaiheiseen nestejäähdytykseen (joko piirilevyn suorana jäähdytyksenä tai uppojäähdytyksenä). 3M suosittelee tällä hetkellä 3M Novec -tuoteperheen hydrofluoroeetteripohjaisia teknisiä nesteitä palvelinkeskusten nestejäähdytykseen.
Yleisiä ja usein kysyttyjä kysymyksiä uppojäähdytyksestä
-
Mikä on uppojäähdytys?
Uppojäähdytys on palvelinkeskuksen IT-laitteiston jäähdytysmenetelmä, jossa laitteisto upotetaan suoraan sähköä johtamattomaan nesteeseen, kuten 3M™ Fluorinert™ -elektroniikkanesteeseen tai 3M™ Novec™ tekniseen nesteeseen. Elektronisten komponenttien tuottama lämpö siirtyy tehokkaasti suoraan nesteeseen. Tämä vähentää lämmönsiirtomateriaalien, jäähdytyselementtien, tuulettimien, suojavaippojen, metallilevyjen ja muiden perinteisissä jäähdytysmenetelmissä yleisesti käytettävien komponenttien tarvetta.
-
Mitkä ovat uppojäähdytyksen edut ilmajäähdytykseen verrattuna?
3M-nesteillä toteutettu palvelinkeskuksen uppojäähdytys tarjoaa monia etuja verrattuna perinteiseen ilmajäähdytykseen, mukaan lukien parempi terminen hyötysuhde (ts. matalampi PUE), suorituskyky ja palvelinkeskusten luotettavuus. Uppojäähdytyksessä ei myöskään tarvita monimutkaista ilmavirtauksen hallintaa. Palvelinkeskusten optimoitu uppojäähdytys voi myös vähentää pääoma- ja käyttökustannuksia, järjestelmän monimutkaisuutta sekä rakentamiseen kuluvaa aikaa. Uppojäähdytyksellä saavutettava korkeampi laskentakapasiteetti mahdollistaa myös palvelinkeskusten joustavammat asettelut. Palvelinkeskukset voidaan sijoittaa vapaammin ilman kalliiden kiinteistöjen ja tilankäytön asettamia rajoituksia. 3M-nesteillä toteutettu palvelinkeskuksen uppojäähdytys voi myös auttaa tasapainottamaan vedenkäyttöä, energiatehokkuutta ja kustannuksia, sillä järjestelmässä ei tarvita ilmajäähdytyksessä käytettäviä viilentimiä ja monimutkaisia säätimiä. Tämän ansiosta palvelinkeskuksen jäähdytykseen ei tarvita vettä, vaan jäähdytys tehdään veden luonnollisissa lämpötiloissa eri olosuhteissa ilman haihdutusinfrastruktuuria.
-
Mitkä ovat uppojäähdytyksen ja piirilevyn suorajäähdytyksen erot?
Uppojäähdytyksessä IT-laitteisto upotetaan suoraan nesteeseen helppopääsyisessä suljetussa kotelossa, joka on täytetty dielektrisellä nesteellä. Elektronisten komponenttien tuottama lämpö siirtyy suoraan nesteeseen. Piirilevyn suorassa jäähdytyksessä neste ei ole koskaan suorassa kosketuksessa elektronisiin komponentteihin. Sen sijaan piirilevyn suora jäähdytys pumppaa jäähdytysnestettä elektronisiin komponentteihin kiinnitettyihin jäähdytyslevyihin.
Sekä uppojäähdytys että piirilevyn suora jäähdytys voidaan toteuttaa yksivaiheisilla ja kaksivaiheisilla menetelmillä 3M-nesteiden avulla. -
Mitkä ovat uppojäähdytyksen tavalliset käyttötavat?
Palvelinkeskuksen uppojäähdytys voidaan toteuttaa kahdella yleisellä tavalla: säiliömenetelmällä tai clamshell-menetelmällä.
Säiliömenetelmässä uppojäähdytykseen käytetään dielektristä nestettä, joka toimii lämmönsiirtoaineena helppopääsyisessä suljetussa kotelossa. Tässä menetelmässä ei tarvita ilmatiiviitä liitoksia, paineastioita, tiivisteitä ja clamshell-yksiköitä. Palvelimet on asennettava säiliön sisään pystysuorassa.
Clamshell-menetelmässä palvelimen elektroniset komponentit on tiivistetty palvelimen runkoon. Dielektrinen neste kiertää koko palvelinkotelon läpi ja poistaa lämpöä elektronisista komponenteista. Clamshell-menetelmässä palvelimet asennetaan yleensä vaakasuuntaisesti telineeseen. -
Mitä kannattaa ottaa huomioon valittaessa yksi- vai kaksivaiheista uppojäähdytystä?
Monet tekijät vaikuttavat päätökseen siitä, kannattaako valita yksi- vai kaksivaiheinen uppojäähdytys.
Yksivaiheisissa uppojäähdytysjärjestelmissä on yksinkertaisempi säiliörakenne ja nesteen hallinta on helpompaa. Myös materiaalien yhteensopivuus ja nesteen hygienia aiheuttavat vähemmän päänvaivaa yksivaiheisessa ratkaisussa kaksivaiheiseen uppojäähdytykseen verrattuna.
Passiivisten kaksivaiheisten uppojäähdytysjärjestelmien käyttöönotto mahdollistaa suuremman lämmönsiirtotehon kiehumisprosessissa (nesteen muuttuessa höyryksi) verrattuna yksivaiheiseen uppojäähdytykseen. Näin saavutetaan suurempi tehotiheys (jopa 250–500 kW/säiliö). Kaksivaiheisen uppojäähdytyksen jäähdytysinfrastruktuuri on myös yksinkertaisempi, sillä kuivajäähdyttimen lisäksi ei tarvita adiabaattista lisäjäähdytystä. -
Mitä nesteitä voidaan käyttää yksivaiheisessa uppojäähdytyksessä?
Sekä fluorokemikaaleja (tai hiilifluorideja) että hiilivetyjä (esim. mineraaliöljyt, synteettiset öljyt, luonnolliset öljyt) voidaan käyttää yksivaiheisessa uppojäähdytyksessä. Järjestelmän enimmäislämpötilaa korkeamman kiehumispisteen omaavia nesteitä tarvitaan, jotta neste pysyy varmasti nestemäisessä muodossa.
Fluorokemikaaleja ja hiilivetyjä valittaessa on huomioitava seuraavat seikat: lämmönsiirtokyky (pitkän aikavälin vakaus ja luotettavuus jne.), IT-laitteiston huollon helppous, nesteen hygienia ja vaihtotarve, materiaalien yhteensopivuus, sähköiset ominaisuudet, syttyvyys ja palavuus, ympäristövaikutus, turvallisuuteen liittyvät aiheet sekä nesteen kokonaiskustannus säiliön tai palvelinkeskuksen koko elinkaaren aikana. -
Mitä nesteitä voidaan käyttää kaksivaiheisessa uppojäähdytyksessä?
Fluorokemikaalisia nesteitä, joilla on yleensä matalampi kiehumispiste, käytetään pääasiassa kaksivaiheisessa uppojäähdytyksessä. Hiilivetyjä ei käytetä yleensä kaksivaiheisissa uppojäähdytysjärjestelmissä, sillä useimmat hiilivedyt ovat palavia ja/tai syttyviä. Hiilivetyjä käytetään siksi yleensä vain yksivaiheisissa toteutuksissa.
Fluorokemikaaleja ja hiilivetyjä valittaessa on huomioitava seuraavat seikat: vaikutus IT-järjestelmän suorituskykyyn (yhdenmukaisuus, luotettavuus jne.), IT-laitteiston huollon helppous, nesteen hygienia ja vaihtotarve, materiaalien yhteensopivuus, sähköiset ominaisuudet, syttyvyys ja palavuus, ympäristövaikutus, turvallisuuteen liittyvät aiheet sekä nesteen kokonaiskustannus säiliön tai palvelinkeskuksen koko elinkaaren aikana.
-
Lataa lisää teknisiä tietoja.
Meillä on paljon tietoa uppjäähdytyksestä 3M-nesteillä.
-
Myytti vai fakta?
Asiantuntijamme murtavat joitakin palvelinkeskusten uppojäähdytykseen ja 3M-nesteisiin liittyviä yleisiä myyttejä.
Uppojäähdytysresurssit
-
Tutustu säiliön suunnittelun ja rakenteen (esim. materiaalit, kansi ja tiivistys), IT-laitteiston valmistelujen, nesteen kunnossapidon ja epäpuhtauksien poistamisen, kosteuden hallinnan sekä tuuletuksen ja paineensäädön parhaisiin käytäntöihin.
-
Video: Katso miten uppojäähdytys toimii
Katso video, jossa tutustutaan kulissien takana palvelinkeskuksen toimintaan sekä yksi- ja kaksivaiheisiin uppojäähdytysjärjestelmiin. Opit lisäksi, miten palvelinkeskusten uppojäähdytys 3M:n nesteratkaisuilla auttaa parantamaan tietotekniikan pakkaustiheyttä ja tehoa tilavuudessa, joka on alle kymmenesosa ilmajäähdytysratkaisuun verrattuna.
-
Perinteiset palvelinkeskukset käyttävät keskimäärin 40 % tarvitsemastaan energiasta jäähdytykseen, ja lisäksi ne tuhlaavat miljardeja litroja vettä. Tutustu vaihtoehtoiseen maailmaan, jossa uusien innovaatioiden ansiosta lämmönsiirto ja lämmönhallinta tuovat mullistavia parannuksia tietotekniikan toimintaan.
-
BitFuryn 40+ MW:n, 1,02 PUE:n uppojäähdytetyssä kryptovaluuttapalvelinkeskuksessa saavutetaan 250 kW:n teho säiliötä kohden tai jopa 100 kW/m2 Novec 7100 -nesteen avulla.
-
Lue lisää siitä, miten 3M-nesteet vastaavat palvelinkeskuksesi nestejäähdytystarpeisiin.
Toimialauutisia
Tule mukaan matkalle, jossa venytämme mahdollisuuksien rajoja ja nopeutamme tulevaisuuden palvelinkeskusten kehitystä.
Tekniset tiedot
Nesteissä on tulevaisuus.
Ainutlaatuisen kattava kokemuksemme uppojäähdytyksestä voi auttaa sinua luomaan uuden sukupolven palvelinkeskuksen.
