Dvoufázové ponorné kapalinové chlazení překonává problém úniku chladicí kapaliny

Aby počítačový průmysl uspokojil potřeby masivních dat v reálném čase a rostoucí poptávku po aplikacích umělé inteligence, posunul se směrem k architektuře čipů, které zvládnou vyšší výkon. V současnosti se výkon jednočipového CPU zvýšil ze 150 W na více než 300 W; Výkon jednoho GPU vzrostl na více než 700 W. Tradiční vzduchové chlazení čelí výzvě dosažení limitu chlazení u serverů s vysokou hustotou výkonu, proto se aplikace a výzkum kapalinového chlazení v datových centrech staly naléhavou potřebou.

Na jedné straně může dvoufázové ponorné kapalinové chlazení dosáhnout vyšší hustoty zpracovatelské kapacity v omezených prostorech, což je považováno za vedoucí trend vývoje kapalinového chlazení; Na druhou stranu, vzhledem k významným problémům s kompatibilitou materiálů, tepelnou bilancí, rekuperací páry a ekonomickými výhodami se mnoho lidí domnívá, že dvoufázové imerzní kapalinové chlazení je stále náročný vědecký projekt.

Dvoufázové ponorné chladicí systémy, které jsou v současnosti zkoumány, jsou často škodlivé pro organismy a životní prostředí. Přestože výrobci zavedli přísná opatření, aby zabránili velkým ztrátám chladicí kapaliny do životního prostředí, je třeba provést průlom v oblasti úniku chladicí kapaliny, nižších nákladů na používání a lepší udržovatelnosti u dvoufázových ponořených chladicích stojanů datových center.

Společnost Microsoft připravila inovativní koncepční návrh pro dvoufázový ponořený, kapalinou chlazený rackový systém datového centra, který se snaží vyřešit výše uvedené problémy. Samostatný utěsněný modul podvozku může obsahovat jednu nebo více elektronických součástek ponořených do dvoufázové chladicí kapaliny. Když elektronické součástky pracují a zahřívají se, chladivo kolem elektronických součástek prochází fázovým přechodem z kapalné fáze do plynné fáze a dostává se do nádrže dvoufázového kondenzátoru přes parní spojku. Poté se ochladí v nádrži dvoufázového kondenzátoru a prochází fázovým přechodem zpět do kapalného stavu. Samostatný utěsněný modul šasi lze oddělit od dvoufázové kondenzátorové skříně bez vypouštění dvoufázové chladicí kapaliny a stojan může obsahovat více utěsněných modulů šasi a kondenzační skříň jako celek.

V posledních letech je dvoufázové ponorné kapalinové chlazení upřednostňováno společností Microsoft kvůli vynikající účinnosti chlazení a spotřebě energie. V dubnu 2021 společnost Microsoft oznámila, že dvoufázové imerzní kapalinové chlazení může snížit spotřebu energie jakéhokoli daného serveru o 5 % až 15 %, pokud se použije jako řešení chlazení pro vysoce výkonné aplikace, jako je umělá inteligence.
Na základě tohoto výsledku tým Microsoftu spolupracoval s výrobcem a designérem IT systémů datových center Wiwynnem na aplikaci svého prvního dvoufázového řešení ponorného chlazení v datovém centru Azure společnosti Microsoft v Quincy, Washington.