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超过250千瓦的机柜,仅靠液冷与风冷混合方案已无法满足散热需求。在这一功率密度下,70/30的液冷风冷分配比例会留下75千瓦的空气散热负荷。为移动这部分热量所需的空气冷却系统,会带来大多数运营商难以接受的成本和复杂度。答案在于近乎全部的热量捕获:液冷承担几乎所有热量,空气承担的负荷降至总负荷的1%以下,从而使服务器能够实现无风扇运行。

CoolIT如今采用模块化冷板构建这类液冷回路,该方案已在六代无风扇设计中得到验证。处理器的热设计功耗(TDP)逐代持续攀升。这种不断上升的热负荷正逐渐波及内存、网络、存储和电源等原本依靠风冷即可正常运行的部件。

热量已不再局限于芯片

多年来,情况一直很简单:冷却处理器,其余部分交给空气处理即可。但这种平衡已经改变。随着TDP不断攀升,热量从处理器向外扩散,波及周边元件。如今内存、网络、存储和电源模块的发热量已高到需要专属液冷方案的程度。设计下一代AI服务器的工程师们,面对的是一块每次新品发布都需要更多热量捕获能力的电路板。

超过每机柜250千瓦后,风冷便成为瓶颈。近乎全部的液冷热量捕获,使得面向下一代计算需求的无风扇AI服务器设计成为可能。

新部件,新规则

与以扁平矩形封装形式冷却的处理器不同,这些外围部件形状、尺寸和安装方式各异,每种都有各自的热极限。有些部件运行温度低于处理器外壳温度,有些则更高,这使得它们对仅针对CPU和GPU调优的设计方案十分敏感。运营商在此需要专门定制的解决方案,与具体部件相匹配,而不是将同一套方案生硬地套用到整块电路板上。

CoolIT工程师凭借丰富的技术工具应对这一挑战。导热板、均热板、热管和热传导板将热量从元件传导至更靠近液冷通路的位置。可插拔式冷板设计使得可插拔组件也能实现液冷。每种解决方案都针对其所服务的具体部件量身定制。

CoolIT客户案例展示:GWDG如何利用CoolIT直接液冷技术为高性能计算与AI系统散热

一个回路,一台服务器

冷却各个部件是一项挑战,将它们整合到统一系统中则是真正的难点。全面热量捕获意味着将上述所有解决方案融合到单一的服务器回路中,既要有效分配冷却液,又要便于安装。连接可靠性、冷却液路由方式,以及机架集成时组装回路所需的时间,决定了一款设计能否在量产中站稳脚跟,还是止步于实验台上。CoolIT基于经过验证的模块化组件构建这些回路,使运营商能在同一套解决方案中同时获得性能与部署速度的提升。

密度决定选择

机柜功率持续朝着1兆瓦的方向攀升,每前进一步,液冷方案的优势就更加凸显。在功率密度较低时,70/30的液冷与风冷分配比例还能维持运转;但一旦超过约250千瓦,这种方案就不再适用。留给空气处理的30%负荷,会在单个机柜内变成75千瓦的散热任务,而要移动如此多的热量,需要一套与之配套的空气冷却系统,其成本和占地空间是大多数运营商难以接受的。密度的进一步提升,只会让这一差距继续扩大。

随着机柜功率持续攀升迈向1兆瓦,CoolIT的模型预测显示,到2028年,全面热量捕获将成为旗舰级机架规模产品的标准服务器设计。

更简单、更高效的答案是将热量全部导入液体,使空气承担的负荷降至总负荷的1%以下。严格意义上完全实现100%几乎不可能,因此实际可达成的、也是诚实的目标是近乎全部的热量捕获。这一区分对注重精确性的工程师而言意义重大,但无论如何,方向都是明确的。随着密度的提升,全面热量捕获正从一种高端选项转变为主流需求,CoolIT的模型预测其将在2028年前成为旗舰级机架规模产品的标准服务器设计。

CoolIT提供这一方案

CoolIT借助模块化冷板构建模块,将热量捕获能力扩展至接近100%,该方案已在六代无风扇服务器设计中得到验证。工程团队目前正在为即将到来的最高密度机柜研发新方案。随着热量扩散范围不断扩大、机柜密度持续提升,近乎全面的热量捕获正成为支撑AI持续运行的关键设计方案。

如需了解CoolIT如何打造面向全面热量捕获的服务器回路方案,欢迎与CoolIT联系咨询。

Q&A

Q1:什么是近乎全部的热量捕获?

A:这是指通过液冷方式承担服务器几乎全部的散热负荷,使空气承担的负荷降至总负荷的1%以下,从而让服务器实现无风扇运行,是应对高密度机柜散热难题的解决方案。

Q2:为什么超过250千瓦的机柜就不能只靠液冷风冷混合方案散热?

A:因为在这一功率密度下,70/30的液冷风冷分配比例会给单个机柜留下75千瓦的空气散热负荷,移动这部分热量所需的空气冷却系统成本高、占地大,大多数运营商难以接受,因此需要转向近乎全面的液冷热量捕获方案。

Q3:CoolIT的液冷方案是如何实现全面热量捕获的?

A:CoolIT采用模块化冷板构建服务器回路,并结合导热板、均热板、热管等多种散热组件,针对处理器、内存、网络、存储和电源等不同部件的形状和热特性分别定制方案,再整合为统一的服务器液冷回路,该方案已在六代无风扇设计中得到验证。

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