5가지 서버 열관리 기술 비교, 단상 DLC가 더 효과적

최근 DCD가 주최한 기술강연에서 델 기술 전문가인 팀 셰드 박사(Dr. Tim Shedd)는 '데이터센터 내 5가지 서버 열 관리 기술의 성능 비교'라는 특별 보고서에서 주요 데이터센터 냉각 기술로는 공냉식, 단상 침수식 등이 있다고 밝혔다. , 2상 침지, 2상 직접 액체 냉각 단상 직접 액체 냉각(DLC, 냉각판) 연구 및 테스트 비교.

2025년까지 CPU 또는 GPU 칩의 전력은 일반적으로 최대 500W에 도달할 것이며, 인공 지능과 기계 학습을 통해 GPU 전력은 최대 700W로 향상되었으며 가까운 시일 내에 1000W가 될 것으로 예상됩니다. 더 중요한 것은 전력을 높이면서 칩의 정상적인 작동을 보장하려면 칩 패키징 온도를 낮추고 온도 차이를 줄여야 한다는 것입니다. 반도체 기술이 발전할수록 트랜지스터 크기는 작아지고, 누설 전류는 커지며, 이는 온도에 따라 기하급수적으로 증가합니다. 따라서 열 관리 시스템에 대한 과제가 더욱 심화되고 있습니다.

몇 년 전, 프로세서 TDP가 약 250W였을 때 이러한 5가지 열 관리 기술은 데이터 센터 캐비닛에 32개의 듀얼 250W 랙 장착 서버를 배포하는 등 일반적인 데이터 센터 캐비닛에 매우 효율적인 냉각을 제공할 수 있었습니다. 2U 랙 장착형 서버의 경우, 보고서에서는 칩 포장과 서버를 통과하는 공기 사이의 온도 차이가 약 26도인 것을 관찰했습니다. 따라서 25도의 차가운 공기만으로 칩 온도를 51도 내외로 유지하는 것이 상당히 합리적입니다. 이 시점에서 단일 서버의 공기 냉각 효율성은 단상 침수 냉각과 동일합니다.

현재 단일 프로세서의 전력은 350W에서 400W로 늘어났고, 칩에서 설비의 냉각수까지 열을 제거하는 데 필요한 온도차도 지속적으로 커지고 있다. 마찬가지로, 냉각을 위해 32개의 듀얼 350W 랙 장착형 서버가 포함된 캐비닛이 배포됩니다. 공랭(1U) 시 공기와 칩 패키징 사이의 온도 차이가 50도를 초과합니다. 이는 서버가 25도의 차가운 공기로 냉각되면 프로세서의 온도가 75도에 도달하여 서버의 작동 온도 제한에 접근한다는 의미입니다. 프로세서. 현재 프로세서 전력이 350W-400W로 증가했고 공기 냉각이 실제 한계에 매우 가깝다는 것을 알 수 있습니다. 이는 일반적으로 더 차가운 공기가 필요하다는 것을 의미하므로 냉각 에너지 소비가 악화됩니다.

향후 2~3년 내에 프로세서의 TDP는 일반적으로 500W로 증가할 것이며, 공기 냉각은 혁신적인 방열판 설계 방법이 필요하거나 더 많은 공기가 프로세서에 유입되어 냉각될 수 있도록 더 큰 크기에 의존하는 등 상당한 과제에 직면하게 됩니다. 이 시점에서 공냉식(1U), 단상 침지 냉각, 칩 패키징 간의 온도 차이가 60°C를 초과합니다. 2단계 침수 냉각은 여전히 ​​효과적이며 온도 차이는 약 34도까지 증가합니다. 2상 DLC와 단상 DLC(1lpm) 사이의 온도 차이 범위는 약 25도 정도로 중요하지 않습니다. 단상 DLC(2lpm)의 온도차 범위는 약 17도로 더 작습니다.

다른 4가지 데이터 센터 냉각 방법과 비교할 때 단상 직접 액체 냉각(DLC)은 열 효율이 가장 높으며 더 나은 지속 가능성을 달성하고 효율성을 향상시킬 수 있는 잠재적인 방법을 제공할 수 있습니다.