2단계 침수형 액체 냉각으로 냉각수 누출 문제 해결

대용량 데이터의 실시간 컴퓨팅 요구와 AI 애플리케이션에 대한 수요 증가를 충족하기 위해 컴퓨터 산업은 더 높은 전력을 처리할 수 있는 칩 아키텍처로 전환했습니다. 현재 단일 칩 CPU의 전력은 150W에서 300W 이상으로 증가했습니다. 단일 GPU의 전력이 700W 이상으로 증가했습니다. 전통적인 공기 냉각은 고전력 밀도 서버의 냉각 한계에 도달해야 하는 과제에 직면해 있으므로 데이터 센터에서 액체 냉각의 적용과 연구가 시급히 필요해졌습니다.

한편, 2단계 침지 액체 냉각은 제한된 공간에서 더 높은 밀도의 처리 용량을 달성할 수 있으며, 이는 액체 냉각의 발전 추세를 이끄는 것으로 간주됩니다. 반면에 재료 호환성, 열 균형, 증기 회수 및 경제적 이점이라는 중요한 문제로 인해 많은 사람들은 2단계 침지 액체 냉각이 여전히 어려운 과학 프로젝트라고 믿고 있습니다.

현재 연구되고 있는 2단계 침수 냉각 시스템은 유기체와 환경에 유해한 경우가 많습니다. 제조업체는 환경으로의 대량의 냉각수 손실을 방지하기 위해 엄격한 조치를 취했지만 냉각수 누출, 사용 비용 절감, 2단계 침수형 냉각 데이터 센터 랙의 유지 관리성 향상 측면에서 획기적인 발전이 필요합니다.

Microsoft는 위의 문제를 해결하기 위해 2단계 침수형 액체 냉각 데이터 센터 랙 시스템에 대한 혁신적인 개념 설계를 준비했습니다. 별도의 밀봉된 섀시 모듈에는 2단계 냉각수에 담긴 하나 이상의 전자 구성 요소가 포함될 수 있습니다. 전자 부품이 작동하고 가열되면 전자 부품 주변의 냉각수는 액상에서 기상으로 상전이를 겪고 스팀 커플 링을 통해 2상 응축기 탱크에 도달합니다. 그런 다음 2상 응축기 탱크에서 냉각되고 다시 액체 상태로 상전이됩니다. 별도의 밀폐형 섀시 모듈은 2상 냉각수 방출 없이 2상 콘덴서 박스에서 분리될 수 있으며, 랙에는 여러 개의 밀폐형 섀시 모듈과 콘덴서 박스 전체가 포함될 수 있습니다.

최근 몇 년 동안 Microsoft는 뛰어난 냉각 효율성과 에너지 소비 성능으로 인해 2단계 침수형 액체 냉각을 선호해 왔습니다. 2021년 4월, Microsoft는 2단계 침수형 액체 냉각을 인공 지능과 같은 고성능 애플리케이션용 냉각 솔루션으로 사용할 경우 특정 서버의 전력 소비를 5%~15% 줄일 수 있다고 발표했습니다.
이러한 결과에 힘입어 Microsoft 팀은 데이터 센터 IT 시스템 제조업체이자 디자이너인 Wiwynn과 협력하여 워싱턴 주 퀸시에 있는 Microsoft Azure 데이터 센터에 최초의 2단계 침수 냉각 솔루션을 적용했습니다.