देश और विदेश में सर्वर लिक्विड कूलिंग तकनीक के विकास की स्थिति पर शोध

माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक और बिजली के उपकरणों की कुशल गर्मी अपव्यय हमेशा आधुनिक गर्मी हस्तांतरण प्रौद्योगिकी के मुख्य अनुप्रयोगों में से एक रहा है।

[1]. इलेक्ट्रॉनिक प्रोसेसिंग चिप्स का एकीकरण अधिक से अधिक होता जा रहा है, लेकिन वॉल्यूम छोटा और छोटा होता जा रहा है। मुख्यधारा के युग के रूप में सीपीयू निर्माण प्रक्रिया 65 नैनोमीटर से 32 नैनोमीटर तक चली गई है, और जीपीयू ने 28 नैनोमीटर युग में प्रवेश किया है, जिससे उच्च ताप प्रवाह हुआ। घनत्व की गर्मी अपव्यय समस्या

[2]। CPU चिप का ताप उत्पादन कुछ वर्ष पहले 1 Y के लगभग 105 W/m2 से बढ़कर अब 1 Y के लगभग 106 W/m 2 हो गया है।

[3]। यदि गर्मी अपव्यय खराब है, तो अत्यधिक उच्च तापमान उत्पन्न न केवल चिप की कार्य स्थिरता को कम करेगा और त्रुटि दर में वृद्धि करेगा, बल्कि मॉड्यूल के आंतरिक और बाहरी वातावरण के बीच अत्यधिक तापमान अंतर के कारण अत्यधिक थर्मल तनाव भी पैदा करेगा। , जो चिप के विद्युत प्रदर्शन को प्रभावित करता है। कार्य आवृत्ति, यांत्रिक शक्ति और विश्वसनीयता। अनुसंधान और व्यावहारिक अनुप्रयोगों से पता चला है कि ऑपरेटिंग तापमान में वृद्धि के साथ इलेक्ट्रॉनिक घटकों की विफलता दर तेजी से बढ़ जाती है

[4]। हर बार एक अर्धचालक घटक का तापमान 10 डिग्री सेल्सियस बढ़ जाता है, सिस्टम की विश्वसनीयता 50% कम हो जाएगी। क्योंकि उच्च तापमान इलेक्ट्रॉनिक घटकों के प्रदर्शन पर बहुत हानिकारक प्रभाव डाल सकता है, उदाहरण के लिए, उच्च तापमान अर्धचालक के जंक्शन को खतरे में डाल सकता है, सर्किट के कनेक्शन इंटरफ़ेस को नुकसान पहुंचा सकता है, कंडक्टर के प्रतिरोध को बढ़ा सकता है और यांत्रिक तनाव क्षति, अनुसंधान शो बना सकता है कि 55% से अधिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की विफलता मोड अत्यधिक तापमान के कारण होता है

[5]। चूंकि सर्वर का जन्म हुआ था, इसकी प्रणाली गर्मी अपव्यय हमेशा इसके विकास के साथ रही है और इसे समाप्त नहीं किया जा सकता है। अधिकांश सामान्य सर्वर मशीन को ठंडा करने के लिए ठंडी हवा पर निर्भर होते हैं। सुपर कंप्यूटर के विकास के साथ, चिप एकीकरण और कंप्यूटिंग गति में वृद्धि जारी है, ऊर्जा की खपत भी बढ़ रही है, और गर्मी अपव्यय की समस्या तेजी से प्रमुख हो गई है। पारंपरिक एयर-कूल्ड गर्मी लंपटता विधि प्रत्यक्ष गर्मी हस्तांतरण विधि है, जो एकल-चरण तरल पदार्थ की संवहन गर्मी हस्तांतरण विधि पर निर्भर करती है और मजबूर वायु शीतलन विधि का उपयोग केवल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए किया जा सकता है, जिसमें गर्मी प्रवाह घनत्व अधिक नहीं है। 10W/cm2, और ऐसा प्रतीत होता है कि ऊष्मा प्रवाह घनत्व 10W/cm2 से अधिक है। शक्तिहीन।

हाल के वर्षों में, घरेलू सूचनाकरण का विकास अधिक से अधिक परिपक्व हो गया है, और सूचना प्रणाली के बुनियादी ढांचे-डेटा सेंटर प्रौद्योगिकी पर उच्च आवश्यकताओं को रखा गया है। डेटा सेंटर के लिए, जैसे-जैसे संसाधित किए जाने वाले डेटा की मात्रा बढ़ रही है, डेटा सेंटर का पैमाना भी बढ़ रहा है।

डेटा प्रोसेसिंग व्यवसाय की मांग की विस्फोटक वृद्धि और कंप्यूटर और नेटवर्क प्रौद्योगिकी के तेजी से विकास के साथ, बैंकिंग, बीमा, प्रतिभूतियों और अन्य वित्तीय उद्योगों, परिवहन, चिकित्सा और स्वास्थ्य और अन्य बड़े उद्यमों और सरकारी एजेंसियों जैसे बड़े उद्यमों ने क्रमिक रूप से कई डेटा स्थापित किए हैं। केंद्र। डेटा सेवाओं और आईटी प्रौद्योगिकी की मांगों से प्रेरित, मेरे देश [जीजी] #39; का डेटा सेंटर निर्माण अब तेजी से विकास की अवधि में प्रवेश कर गया है, और क्लाउड कंप्यूटिंग केंद्र और डेटा केंद्र हर जगह उभरे हैं।

चूंकि वर्तमान मुख्य शीतलन विधि एयर कूलिंग है, इसलिए एक विशाल डेटा सेंटर का मतलब बिजली के बिलों की एक बड़ी मात्रा है। डेटा केंद्रों के निर्माण के साथ, डेटा केंद्रों की भारी ऊर्जा खपत ने भी समाज के विभिन्न उद्योगों का ध्यान आकर्षित किया है। उदाहरण के लिए, 2013 में, चीन में डेटा केंद्रों की संख्या लगभग 45,000 थी, और वार्षिक बिजली की खपत लगभग 20 अरब किलोवाट घंटा थी; यह उम्मीद की जाती है कि 2020 तक चीन में डेटा केंद्रों की संख्या 80,000 से अधिक हो जाएगी, और बिजली की वार्षिक खपत 40 बिलियन से अधिक हो जाएगी। किलोवाट घंटे (डेटा स्रोत: ICTresearch)।

चीन में लाखों या दसियों मिलियन डॉलर की परिचालन बिजली लागत वाले अनगिनत बड़े पैमाने के डेटा केंद्र हैं, और डेटा केंद्र बिजली की खपत करने वाले&अथाह गड्ढे बन गए हैं। [जीजी] उद्धरण; वर्तमान डेटा केंद्रों का ऊर्जा दक्षता अनुपात अधिक नहीं है।

ऐसा इसलिए है क्योंकि संबंधित कंप्यूटिंग तकनीक, बिजली आपूर्ति प्रौद्योगिकी और शीतलन तकनीक सभी इतिहास से विकसित हुई हैं। पारंपरिक डेटा सेंटर डिज़ाइन प्रदर्शन का अनुसरण करता है, जबकि डेटा केंद्रों की एक नई पीढ़ी को ऊर्जा दक्षता (पीयूई), यानी डेटा सेंटर ऊर्जा उपयोग, आज की परिस्थितियों में [जीजी] # 39; ऊर्जा की कमी और ऊर्जा लागत में तेजी से वृद्धि का पीछा करना चाहिए। . तेजी से गर्म हो रही वैश्विक जलवायु, तेजी से तंग ऊर्जा और बढ़ती ऊर्जा लागत को देखते हुए, डेटा सेंटर के उच्च ऊर्जा खपत विभाग को ऊर्जा खपत को कम करने, संसाधन उपयोग में सुधार करने और लागत बचाने में गंभीर चुनौतियों का सामना करना पड़ रहा है। अधिक से अधिक डेटा सेंटर प्रबंधकों और आईटी विक्रेताओं का ध्यान भविष्य में डेटा केंद्रों के विकास में एक अपरिहार्य प्रवृत्ति बन गया है। प्रासंगिक राष्ट्रीय प्राधिकरण डेटा केंद्रों में ऊर्जा खपत प्रबंधन के मुद्दे पर अधिक से अधिक ध्यान दे रहे हैं। 2013 की शुरुआत में, [जीजी] quot; उद्योग और सूचना प्रौद्योगिकी मंत्रालय, विकास और सुधार आयोग, भूमि और संसाधन मंत्रालय, विद्युत नियामक आयोग, और ऊर्जा प्रशासन: डेटा केंद्रों के निर्माण और लेआउट पर मार्गदर्शक राय [जीजी ] उद्धरण; (उद्योग और सूचना प्रौद्योगिकी मंत्रालय यूनिकॉम, 2013, पृष्ठ 13) ने बहुत विशिष्ट आवश्यकताओं को आगे रखा, डेटा सेंटर स्थान की समग्र योजना को बढ़ावा देना और संसाधनों और पर्यावरणीय कारकों पर विचार करना, संसाधनों के गहन उपयोग को बढ़ावा देना और स्तर में सुधार करना आवश्यक है। ऊर्जा की बचत और उत्सर्जन में कमी; नई पीढ़ी के हरित डेटा केंद्रों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए प्रासंगिक मानकों को पेश करना, कंप्यूटर कक्ष में ठंडे और गर्म वायु प्रवाह के लेआउट को अनुकूलित करना, और सटीक वायु आपूर्ति को अपनाना, परिचालन लागत को कम करने के लिए गर्मी स्रोतों के तेजी से ठंडा करने जैसे उपाय। कंप्यूटर कक्ष निर्माण, मुख्य उपकरण चयन इत्यादि, यह सुनिश्चित करने के लिए कि नव निर्मित बड़े पैमाने पर डेटा केंद्रों का पीयूई मूल्य, यानी डेटा सेंटर की ऊर्जा उपयोग दर 1.5 से नीचे पहुंच जाए, और पीयूई मूल्य को कम करने का प्रयास करें परिवर्तन के बाद डेटा केंद्र 2 से नीचे।

वर्तमान में, डेटा केंद्रों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले नए रैक सर्वर और ब्लेड सर्वर का ताप घनत्व साल दर साल बढ़ रहा है। एयर-कूलिंग तकनीक का उपयोग करने वाले पारंपरिक एयर-कंडीशनिंग सिस्टम ऐसे उच्च-घनत्व वाले कंप्यूटर कमरों की शीतलन आवश्यकताओं को पूरा करने में असमर्थ रहे हैं। डेटा सेंटर इन्फ्रास्ट्रक्चर के डिजाइनरों को एक कुशल और उचित कूलिंग मोड खोजने का एक और तरीका खोजना होगा।

डेटा केंद्रों की ऊर्जा खपत को कम करने के लिए कई तकनीकी साधन हैं, लेकिन मूलभूत समस्या डेटा सेंटर निर्माण विधियों की समस्या को हल करना नहीं है, बल्कि कंप्यूटर और अन्य उपकरणों के शीतलन विधियों में क्रांतिकारी बदलाव करना है। देश और विदेश में नवीनतम शोध प्रगति को देखते हुए, नई पीढ़ी के लिक्विड-कूल्ड कंप्यूटर (या लिक्विड-कूल्ड सर्वर) का विकास और हवा को कूल कंप्यूटर हीटिंग तत्वों में बदलने के लिए लिक्विड रेफ्रिजरेंट का उपयोग भविष्य के कंप्यूटर में एक तकनीकी क्रांति है। उपकरण।