HPC系统的浸入式冷却与后门冷却

高性能计算 (HPC)需要复杂的冷却技术——但是哪种类型的？传统的空气冷却解决方案通常没有冷却能力来管理来自高密度计算的温度，但后门冷却和浸入式冷却都被确定为“HPC-ready”。那么哪个是最适合您的解决方案？

强大的力量伴随着巨大的责任（降低温度）

首先，让我们快速回顾一下为什么 HPC 需要专家治疗。HPC 设置包括 CPU 和 GPU 内核集群，可为您提供更大的数据处理能力——这种类型可以将无尽的数据搜索、扫描模式或洞察力，甚至用于设计超高速跑车的建模变成肉末。随着越来越多的组织利用这种令人难以置信的处理能力来利用和开发机器学习和人工智能应用程序，HPC 的商业用途正在增长。

HPC 的技术挑战在于电源和冷却。与每个机架 3 – 7 kW 的典型中等密度功率部署不同，HPC 机架需要每个机架 20 – 40 kW 的功率。哪里有电力，哪里就有热量——必须有效冷却。

浸入式冷却有何帮助？

浸入式冷却或多或少听起来像 - 那些耗电的 CPU 和 GPU 浸入非导电液体中，将热量从组件传递到冷却液中。有两种类型的浸没冷却——单相和两相。在单相浸没式冷却中，介电流体通常是一种矿物油（类似于婴儿油），可以有效地从机器中带走热量。然后冷却剂被泵送到热交换器，在那里热量被传递到单独的冷水回路，因此冷却剂可以返回组件重新开始。

在两相浸没式冷却中，使用了一种不同类型的冷却液，当它从设备中吸收热量时，它会从液态变为气态。气体上升，遇到冷凝器并“雨”回到罐中，再次冷却介电液体。

在这两种情况下，与空气冷却相比，冷却都非常有效。液体比空气更有效地传递热量，并且因为它需要最少的能量输入，所以运行起来既环保又便宜。

浸入式冷却的优点：

• 简单——活动部件很少，出错更少
• 有效——每个机架可轻松冷却高达 100 kW
• 无风扇——这降低了数据中心和服务器的功耗（在沉浸之前必须禁用服务器风扇）
• 高效——浸入式冷却可实现 1.03 的 PUE

浸入式冷却的缺点：

• 需要修改硬件来移除/禁用风扇和相关系统
• 由于机架是水平的而不是垂直的，因此占用了数据中心的更多空间
• 在进行维护或升级工作之前，需要从服务器中排出冷却液
• 您可能需要支付比您需要的更多的冷却能力

后门散热怎么样？

后门冷却是另一种液体冷却解决方案，但在这种情况下，液体被小心地封闭在管道中，您的硬件保持完全干燥且易于使用。

冷水通过完全密封的管道网络输送到服务器的后面。同样，水是比空气更有效的热导体，因此当来自服务器的热空气遇到管道时，热量被传递到水中，然后在闭环系统中被带走和冷却。在 4D，我们使用绝热冷却，这使得整个过程非常节能——使我们能够实现行业领先的 1.12 PUE。

后门冷却使您无需修改​​设备或以任何方式限制访问即可与服务器联系。它非常高效，可以轻松应对 HPC 机架的典型 20 – 40kW 功率密度。

后门冷却的优点：

• 有效——轻松稳定服务器温度
• 高效——通过绝热冷却，后门冷却非常节能
• 无压缩机——绝热冷却无需昂贵的压缩空气
• 无障碍——后门冷却不会影响对硬件的访问

后门冷却的缺点：

• 比浸入式冷却系统更多的活动部件，这可能意味着更多的维护
• 仍然需要风扇，与浸没式冷却相比，这导致能耗增加

哪个适合您？

后门冷却和浸入式冷却都是非常有效、高效的冷却方法。您的选择可能取决于您的预算、功率密度要求和托管基础设施提供商的能力。

1. 您的托管基础​​设施提供商——任何希望降低数据中心运营成本和环境影响的托管基础​​设施提供商都应该使用后门冷却或等效系统，因为它比传统的压缩空气冷却效率高得多。然而，浸入式冷却相对较新，并未在商业数据中心中广泛采用，这意味着您要么缩小数据中心选项的范围，要么要求建立新的基础设施，这需要付出代价。
2. 预算——这两种方法的价格只有在您查看功率密度等级的上限时才值得付出。但是与三个 10kW 机架相比，一个 30kW 机架可以节省资金，因此这些冷却方法的价值很可能会影响您的预算支出方式。
3. 功率密度要求——对于每个机架高达 40 kW 的功率密度，后门冷却就足够了 - 为不需要的冷却能力付费没有什么意义。如果您看到功率密度可能超过 40kW 的未来，浸入式冷却将为您提供扩展处理能力所需的安全网，而无需增加机架空间。

两全其美

作为托管基础设施提供商，我们与 ICT 行业的其他人一样热衷于寻找更有效的方法，在不增加对环境影响的情况下满足我们对数据日益增长的需求。考虑到这一点，我们最近在我们的曲目中添加了托管浸入式冷却。浸入式冷却装置可以连接到现有的冷水系统并从我们高效的绝热冷却系统中流出，服务器连接到我们可靠的电源和网络供应。