लिक्विड कूलिंग टेक्नोलॉजी: एआईजीसी युग में डेटा सेंटरों की कूलिंग चुनौतियों से निपटना

 

आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस जनरेटेड कंटेंट (AIGC) के तेजी से विकास के साथ, कंप्यूटिंग पावर की मांग में भारी वृद्धि हुई है, जिससे डेटा सेंटर की बिजली की खपत और थर्मल प्रबंधन की जरूरतों में तेज वृद्धि हुई है। AI मॉडल प्रशिक्षण और अनुमान के दौरान उच्च कंप्यूटिंग संसाधन आवश्यकताओं ने सर्वर हीट जेनरेशन को काफी हद तक बढ़ा दिया है, जिससे कूलिंग तकनीकों के लिए मानक बढ़ गए हैं। कोलोकेशन अमेरिका की एक रिपोर्ट के अनुसार, वैश्विक डेटा सेंटर में प्रति कैबिनेट औसत बिजली 2020 तक बढ़कर 16.5 kW हो गई है, जो 2008 की तुलना में 175% की वृद्धि है। नतीजतन, लिक्विड कूलिंग तकनीक डेटा सेंटर कूलिंग समाधानों के लिए एक नया केंद्र बिंदु बन गई है।

 

इस साल के GTC सम्मेलन में, NVIDIA ने न केवल B200 और GB200 चिप्स का प्रदर्शन किया, बल्कि साथ में लिक्विड कूलिंग तकनीक पर भी प्रकाश डाला। इसके अतिरिक्त, 2024 SIEPR आर्थिक शिखर सम्मेलन में, NVIDIA के सीईओ जेन्सेन हुआंग ने खुलासा किया कि अगली पीढ़ी के DGX GPU सर्वर पूरी तरह से लिक्विड कूलिंग को अपनाएंगे। NVIDIA के निर्णय ने उद्योग में एक प्रवृत्ति स्थापित की है, जिसने लिक्विड कूलिंग तकनीक के विकास में नई गति प्रदान की है। जैसे-जैसे AI तकनीक आगे बढ़ रही है, लिक्विड कूलिंग का महत्व तेजी से स्पष्ट होता जा रहा है। लिक्विड कूलिंग तकनीक न केवल डेटा सेंटर की ऊर्जा खपत को काफी कम करती है, बल्कि सर्वर की परिचालन दक्षता को भी बढ़ाती है और उपकरणों की उम्र बढ़ाती है। इसलिए, लिक्विड कूलिंग धीरे-धीरे डेटा सेंटर कूलिंग समाधानों के लिए प्राथमिकता बन रही है।

 

 

I डेटा सेंटर कूलिंग विधियों की तुलना

 

वर्तमान में, डेटा सेंटर कूलिंग सिस्टम मुख्य रूप से दो प्रकारों में विभाजित हैं: एयर कूलिंग और लिक्विड कूलिंग। लिक्विड कूलिंग तकनीक सर्वर के हीट-जनरेटिंग घटकों के साथ गर्मी का आदान-प्रदान करने के लिए हवा को लिक्विड माध्यम से बदल देती है, इस प्रकार गर्मी को दूर ले जाती है और यह सुनिश्चित करती है कि सर्वर एक इष्टतम तापमान सीमा के भीतर स्थिर रूप से संचालित हो। इसके विपरीत, एयर कूलिंग हवा की गति के माध्यम से गर्मी को फैलाने के लिए पंखे और एयर कंडीशनिंग सिस्टम पर निर्भर करती है। लिक्विड कूलिंग सीधे हीट-जनरेटिंग घटकों को ठंडा करती है, जिससे हवा की तुलना में 25 गुना अधिक तापीय चालन दक्षता प्राप्त होती है, जिसमें विशिष्ट ताप क्षमता 1,000 से 3,500 गुना अधिक होती है, और संवहनीय ऊष्मा हस्तांतरण दक्षता हवा की तुलना में 10 से 40 गुना अधिक होती है। इस प्रकार, समान परिस्थितियों में, लिक्विड कूलिंग तकनीक कूलिंग दक्षता में एयर कूलिंग से कहीं आगे निकल जाती है।

 

▲ डेटा सेंटर कूलिंग सिस्टम

 

▲ तरल शीतलन प्रौद्योगिकी और वायु शीतलन

 

एयर कूलिंग की तुलना में, लिक्विड कूलिंग उच्च कूलिंग दक्षता और कम ऊर्जा खपत प्रदान करता है। उच्च घनत्व वाले कंप्यूटिंग वातावरण में, एयर कूलिंग सिस्टम अक्सर कूलिंग की मांगों को पूरा करने के लिए संघर्ष करते हैं, जबकि लिक्विड कूलिंग इस चुनौती को प्रभावी ढंग से संबोधित कर सकता है। इसके अतिरिक्त, लिक्विड कूलिंग कम शोर और छोटे पदचिह्न जैसे लाभ प्रदान करता है, जो इसे आधुनिक डेटा केंद्रों की उच्च घनत्व कॉन्फ़िगरेशन और हरित ऊर्जा-बचत आवश्यकताओं के लिए उपयुक्त बनाता है।

 

 

II एआई युग में लिक्विड कूलिंग के विकास को क्या प्रेरित करता है?

 

1. कंप्यूटिंग चिप्स की बढ़ती ताप शक्ति: एयर कूलिंग अपनी सीमा तक पहुँच गई

एआई तकनीक के तेजी से विकास के साथ, कंप्यूटिंग शक्ति की मांग लगातार बढ़ रही है, जिससे चिप्स में गर्मी उत्पादन और हीट फ्लक्स घनत्व बढ़ रहा है। जब चिप्स लंबे समय तक उच्च तापमान पर काम करते हैं, तो उनके प्रदर्शन और जीवनकाल पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है, और विफलता दर बढ़ जाती है। शोध से पता चलता है कि जब चिप का ऑपरेटिंग तापमान 70-80 डिग्री के करीब पहुंच जाता है, तो हर 10 डिग्री की वृद्धि इसके प्रदर्शन को लगभग 50% तक कम कर सकती है।

 

वर्तमान में, इंटेल के CPU में 350W तक की थर्मल डिज़ाइन पावर (TDP) है, NVIDIA का H100 700W तक पहुँचता है, और भविष्य में B100 1,000W तक पहुँच सकता है, जो एयर कूलिंग की 800W सिंगल-पॉइंट कूलिंग सीमा के करीब है। चूंकि कंप्यूटिंग चिप की बिजली खपत बढ़ती जा रही है, और CPU और GPU की बिजली खपत कुल AI सर्वर पावर का लगभग 80% है, इसलिए एयर कूलिंग का उपयोग जारी रखने से इन-रो एयर कंडीशनिंग की ज़रूरतों में उल्लेखनीय वृद्धि होगी। उच्च घनत्व वाले कूलिंग परिदृश्यों में, लिक्विड कूलिंग महत्वपूर्ण लागत और प्रदर्शन लाभ प्रदान करता है।

 

चिप के अलावा, डेटा सेंटर में प्रति कैबिनेट बिजली घनत्व भी बढ़ रहा है। पारंपरिक एयर कूलिंग आमतौर पर 12KW से 15KW रेंज में कैबिनेट कूलिंग की ज़रूरतों को पूरा करती है।2022 वैश्विक डेटा सेंटर सर्वेक्षण रिपोर्टअपटाइम इंस्टीट्यूट के अनुसार, एक NVIDIA DGX A100 सर्वर के लिए अधिकतम पावर 6.5KW है, और एक मानक 42U हाई कैबिनेट लगभग पाँच 5U हाई AI सर्वर को समायोजित कर सकता है, जिसमें प्रति कैबिनेट कुल पावर 20KW से अधिक है। पारंपरिक एयर कूलिंग AI सर्वर कैबिनेट की कूलिंग आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकती है।

 

2. डेटा सेंटर ऊर्जा-बचत आवश्यकताओं से प्रेरित: उच्च PUE आवश्यकताएँ

PUE (पावर यूसेज इफेक्टिवनेस) डेटा सेंटर ऊर्जा दक्षता का मूल्यांकन करने के लिए एक महत्वपूर्ण संकेतक है, जिसकी गणना इस प्रकार की जाती है: PUE=कुल डेटा सेंटर ऊर्जा खपत / आईटी उपकरण ऊर्जा खपत। PUE मान 1 के जितना करीब होगा, डेटा सेंटर की ऊर्जा दक्षता उतनी ही अधिक होगी; इसके विपरीत, PUE मान जितना अधिक होगा, समग्र दक्षता उतनी ही कम होगी।

 

सांख्यिकी डेटा सेंटर की बिजली खपत को कई भागों में विभाजित करती है: आईटी उपकरण 45%, कूलिंग सिस्टम 43%, बिजली आपूर्ति और वितरण प्रणाली 10% और प्रकाश व्यवस्था और अन्य उपयोग 2% के लिए जिम्मेदार हैं। इनमें से, एयर कंडीशनिंग सिस्टम ऊर्जा खपत आईटी उपकरणों के बाद दूसरे स्थान पर है, इसलिए एयर कंडीशनिंग सिस्टम ऊर्जा खपत को कम करना विशेष रूप से महत्वपूर्ण हो जाता है जब आईटी सिस्टम को अपग्रेड नहीं किया जा सकता है।

 

"कार्बन शिखर" और "कार्बन तटस्थता" को प्राप्त करने के राष्ट्रीय लक्ष्यों और "पूर्वी डेटा, पश्चिमी संगणना" रणनीति के संदर्भ में, नव जारीग्रीन डेटा सेंटर सरकारी खरीद मांग मानक (परीक्षण)PUE की कठोर आवश्यकताएं लागू करता है।यह मानक निर्धारित करता है कि जून 2023 से, डेटा सेंटर PUE 1.4 से अधिक नहीं होना चाहिए, और 2025 तक, आवश्यकता 1.3 से अधिक नहीं होने की PUE होगी। CDCC और Inspur Information के डेटा के अनुसार, एयर कूलिंग का उपयोग करने वाले डेटा सेंटर में आमतौर पर 1.4 और 1.5 के बीच PUE होता है, जबकि लिक्विड कूलिंग तकनीक PUE को 1.2 से कम कर सकती है। इस प्रकार, अधिक ऊर्जा-कुशल और प्रभावी लिक्विड कूलिंग तकनीक को अपनाना एक चलन बन गया है।

 

डेटा सेंटर में ऊर्जा की खपत लंबे समय से उद्योग जगत का ध्यान आकर्षित करने वाली रही है, खास तौर पर वैश्विक ऊर्जा संसाधनों की कमी और पर्यावरण के प्रति बढ़ती जागरूकता की पृष्ठभूमि में। डेटा सेंटर की ऊर्जा दक्षता में सुधार करना विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। लिक्विड कूलिंग तकनीक, अधिक कुशल कूलिंग समाधान प्रदान करके, एयर कंडीशनिंग सिस्टम की ऊर्जा खपत को कम करती है, जिससे डेटा सेंटर PUE मान में उल्लेखनीय कमी आती है। यह तकनीक न केवल परिचालन लागत को कम करने में मदद करती है, बल्कि कार्बन उत्सर्जन को भी कम करती है, जो सतत विकास लक्ष्यों के साथ संरेखित है।

 

 

▲ डेटा सेंटर ऊर्जा खपत

 

 

III द्रव शीतलन प्रौद्योगिकी का वर्गीकरण

 

लिक्विड कूलिंग सिस्टम को डायरेक्ट लिक्विड कूलिंग और इनडायरेक्ट लिक्विड कूलिंग में वर्गीकृत किया जा सकता है, इस आधार पर कि लिक्विड हार्डवेयर के साथ कैसे इंटरैक्ट करता है। डायरेक्ट लिक्विड कूलिंग में लिक्विड हार्डवेयर घटकों के सीधे संपर्क में आता है और गर्मी को स्थानांतरित करता है। इस विधि को आगे इमर्शन कूलिंग और स्प्रे कूलिंग में विभाजित किया जा सकता है। इमर्शन कूलिंग में हार्डवेयर घटक पूरी तरह से लिक्विड में डूब जाते हैं, जबकि स्प्रे कूलिंग में लिक्विड को सीधे हार्डवेयर पर स्प्रे किया जाता है।

 

दूसरी ओर, अप्रत्यक्ष तरल शीतलन, गर्मी को दूर करने के लिए एक मध्यवर्ती घटक (जैसे हीट एक्सचेंजर या कूलिंग प्लेट) का उपयोग करता है, जिससे तरल को सीधे हार्डवेयर से संपर्क करने से रोका जा सके। एक सामान्य अप्रत्यक्ष तरल शीतलन प्रणाली कोल्ड प्लेट तरल शीतलन प्रणाली है, जिसे आगे एकल-चरण और दो-चरण कोल्ड प्लेट शीतलन में विभाजित किया जा सकता है, जो इस बात पर आधारित है कि शीतलन माध्यम में चरण परिवर्तन होता है या नहीं।

 

▲ द्रव शीतलन विधियों का परिचय

 

1. कोल्ड प्लेट्स से इमर्शन कोल्ड प्लेट्स तक

लिक्विड कूलिंग तकनीक गर्मी पैदा करने वाले घटकों से ठंडी प्लेटों के माध्यम से कूलिंग लिक्विड में गर्मी स्थानांतरित करती है, और कूलिंग लिक्विड फिर अपने रेफ्रिजरेटिंग गुणों के माध्यम से गर्मी को नष्ट कर देता है। इस प्रणाली में, काम करने वाला लिक्विड सीधे इलेक्ट्रॉनिक घटकों से संपर्क नहीं करता है, जिसके परिणामस्वरूप कंप्यूटर सिस्टम में न्यूनतम संशोधन होते हैं। मूल एयर-कूलिंग हीट सिंक को आसानी से लिक्विड कूलिंग किट से बदला जा सकता है, और शीतलक पाइप को चेसिस के बाहर रूट किया जा सकता है। यह तकनीक मध्यम से उच्च ताप प्रवाह घनत्व वाली कूलिंग आवश्यकताओं के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है।

 

कोल्ड प्लेट लिक्विड कूलिंग सिस्टम में मुख्य रूप से एक कूलिंग टॉवर, एक कूलेंट डिस्ट्रीब्यूशन यूनिट (CDU), प्राइमरी और सेकेंडरी लिक्विड कूलिंग सर्किट, कूलिंग मीडियम और एक लिक्विड-कूल्ड कैबिनेट शामिल होता है। प्राइमरी सर्किट उस लूप को संदर्भित करता है जो सेकेंडरी सर्किट से गर्मी को बाहरी वातावरण या अन्य हीट रिकवरी यूनिट में डिस्चार्ज करता है, जबकि सेकेंडरी सर्किट उस लूप को संदर्भित करता है जो सर्वर से गर्मी निकालता है और इसे प्राइमरी सर्किट के माध्यम से फैलाता है। दोनों सर्किट CDU या कूलेंट डिस्ट्रीब्यूशन यूनिट के माध्यम से गर्मी का आदान-प्रदान करते हैं।

 

कोल्ड प्लेट लिक्विड कूलिंग सिस्टम का कार्य सिद्धांत अपेक्षाकृत सरल है, लेकिन व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, कोल्ड प्लेट के डिजाइन, कूलिंग लिक्विड के चयन और सिस्टम रखरखाव के लिए विचार किए जाने की आवश्यकता है। इसके अतिरिक्त, कोल्ड प्लेट लिक्विड कूलिंग सिस्टम उच्च ताप प्रवाह घनत्व वाले वातावरण में असाधारण रूप से अच्छा प्रदर्शन करते हैं, जिससे वे आधुनिक डेटा केंद्रों की उच्च-घनत्व लेआउट आवश्यकताओं के लिए अत्यधिक उपयुक्त हो जाते हैं।

 

▲ कोल्ड प्लेट लिक्विड कूलिंग सिस्टम का योजनाबद्ध आरेख

 

विसर्जन तरल शीतलन प्रणाली गैर-प्रवाहकीय शीतलन तरल पदार्थों में गर्मी पैदा करने वाले घटकों को सीधे डुबोकर कुशल गर्मी अपव्यय प्राप्त करती है। इस बात पर निर्भर करते हुए कि शीतलन तरल परिसंचरण के दौरान एक चरण परिवर्तन से गुजरता है, विसर्जन तरल शीतलन को एकल-चरण विसर्जन शीतलन और दो-चरण विसर्जन शीतलन में विभाजित किया जा सकता है।

 

एकल-चरण विसर्जन शीतलन में, शीतलन तरल केवल चरण परिवर्तन के बिना ऊष्मा विनिमय प्रक्रिया के दौरान तापमान परिवर्तन से गुजरता है। ऊष्मा हस्तांतरण पूरी तरह से तरल के समझदार ताप परिवर्तन पर निर्भर करता है, इस विशेषता का उपयोग करते हुए कि तरल गर्म होने पर फैलता है और घनत्व में घटता है। गर्म ठंडा तरल स्वाभाविक रूप से ऊपर उठता है और बाहरी शीतलन लूप के ताप एक्सचेंजर द्वारा ठंडा किया जाता है। ठंडा तरल फिर गुरुत्वाकर्षण के तहत डूब जाता है, जिससे शीतलन चक्र पूरा हो जाता है। इस विधि में, शीतलन तरल पूरी प्रक्रिया के दौरान एक तरल अवस्था में रहता है। इसके विपरीत, दो-चरण विसर्जन शीतलन में शीतलन तरल ऊष्मा अपव्यय के दौरान तरल से गैस में एक चरण परिवर्तन से गुजरता है और फिर गैस से तरल में वापस आ जाता है।

 

विसर्जन तरल शीतलन प्रणाली में इनडोर और आउटडोर दोनों घटक शामिल हैं। बाहरी पक्ष में एक कूलिंग टॉवर, प्राथमिक पाइपलाइन नेटवर्क और प्राथमिक शीतलन तरल शामिल हैं; इनडोर पक्ष में एक कूलेंट डिस्ट्रीब्यूशन यूनिट (CDU), विसर्जन टैंक (कैबिनेट), आईटी उपकरण, द्वितीयक पाइपलाइन नेटवर्क और द्वितीयक शीतलन तरल शामिल हैं। उपयोग के दौरान, आईटी उपकरण पूरी तरह से शीतलन तरल में डूबा रहता है, इसलिए शीतलन तरल के चयन में गैर-प्रवाहकीय तरल पदार्थ, जैसे कि सिलिकॉन तेल या फ्लोरिनेटेड तरल पदार्थ पर विचार करने की आवश्यकता होती है।

 

▲ एकल-चरण विसर्जन तरल शीतलन का योजनाबद्ध आरेख

 

हालाँकि स्प्रे कूलिंग मौजूद है, लेकिन इसका अनुप्रयोग अपेक्षाकृत सीमित है और उच्च घनत्व वाले सर्वर और बड़े पैमाने के डेटा केंद्रों के लिए उपयुक्त नहीं है। अल्पावधि में, कोल्ड प्लेट लिक्विड कूलिंग AI युग की कूलिंग आवश्यकताओं और डेटा केंद्रों के एयर कूलिंग से लिक्विड कूलिंग में परिवर्तन के लिए अपनी परिपक्वता, मौजूदा प्रणालियों के साथ संगतता, रखरखाव में आसानी और कम रेट्रोफिट लागत के कारण अत्यधिक उपयुक्त है। लंबे समय में, इमर्शन लिक्विड कूलिंग, अपनी उत्कृष्ट तापीय चालकता, कुशल अपशिष्ट ऊष्मा पुनर्प्राप्ति क्षमता और उच्च कैबिनेट पावर के लिए समर्थन के साथ, भविष्य के डेटा केंद्रों की विकसित होती कूलिंग आवश्यकताओं के लिए अधिक उपयुक्त होगी। विशेष रूप से जब कैबिनेट यूनिट की शक्ति में वृद्धि जारी रहती है, तो इमर्शन लिक्विड कूलिंग अधिक कुशल कूलिंग समाधान प्रदान कर सकता है, जिससे डेटा केंद्रों की समग्र पावर उपयोग प्रभावशीलता (PUE) को कम करने में मदद मिलती है।

 

2. बुद्धिमान कंप्यूटिंग केंद्रों के लिए पसंदीदा विकल्प – लिक्विड कूलिंग

जैसे-जैसे पावर डेंसिटी बढ़ती है, लिक्विड कूलिंग समाधान अधिक नवनिर्मित GPU कंप्यूटिंग केंद्रों के लिए पसंद बन रहे हैं। IDC की "चीन अर्धवार्षिक लिक्विड-कूल्ड सर्वर मार्केट (H1 2023) ट्रैकर" रिपोर्ट के अनुसार, चीनी लिक्विड-कूल्ड सर्वर बाजार 2023 में $1.51 बिलियन तक पहुंच गया। IDC का अनुमान है कि 2022 से 2027 तक, चीनी लिक्विड-कूल्ड सर्वर बाजार की चक्रवृद्धि वार्षिक वृद्धि दर 54.7% तक पहुंच जाएगी, और 2027 तक बाजार का आकार $8.9 बिलियन तक पहुंचने की उम्मीद है।

 

बुद्धिमान कंप्यूटिंग केंद्रों में लिक्विड कूलिंग तकनीक का उपयोग न केवल कंप्यूटिंग प्रदर्शन को बढ़ाता है, बल्कि ऊर्जा की खपत और परिचालन लागत को भी काफी कम करता है। लिक्विड कूलिंग तकनीक को बढ़ावा देने से डेटा केंद्रों को अधिक कुशल, हरित और बुद्धिमान विकास की ओर ले जाया जाएगा, जो AI युग में डेटा प्रोसेसिंग की जरूरतों को पूरा करने के लिए एक ठोस आधार प्रदान करेगा।

 

▲ लिक्विड कूलिंग सर्वर बाजार का आकार

 

IV तरल शीतलन उद्योग श्रृंखला

 

लिक्विड कूलिंग उद्योग श्रृंखला में तीन मुख्य खंड शामिल हैं: अपस्ट्रीम उत्पाद घटक आपूर्तिकर्ता, मिडस्ट्रीम लिक्विड-कूल्ड सर्वर निर्माता और डाउनस्ट्रीम कंप्यूटिंग पावर उपयोगकर्ता। वर्तमान डाउनस्ट्रीम उपयोगकर्ताओं में, अलीबाबा जैसी घरेलू कंपनियां सिंगल-फेज इमर्शन लिक्विड कूलिंग के विकास पर ध्यान केंद्रित कर रही हैं, जबकि अन्य, जैसे कि Baidu, Tencent और JD.com, मुख्य रूप से कोल्ड प्लेट लिक्विड कूलिंग का उपयोग करते हैं। विदेशों में, इमर्शन कूलिंग कोल्ड प्लेट कूलिंग की तुलना में अधिक उन्नत है, इंटेल, गूगल और मेटा जैसी प्रमुख अमेरिकी कंपनियां इमर्शन लिक्विड कूलिंग के तेजी से विकास को आगे बढ़ा रही हैं, खासकर एआई समर्थन के साथ।

 

▲ लिक्विड कूलिंग उद्योग श्रृंखला

 

 

V इमर्शन लिक्विड कूलिंग तकनीक से जुड़ी संभावित समस्याएं

 

1. शीतलक चयन

शीतलक तरल शीतलन प्रौद्योगिकी में प्रमुख कच्चे माल में से एक है और एक उच्च तकनीकी बाधा प्रस्तुत करता है। विसर्जन तरल शीतलन प्रौद्योगिकी में, शीतलक को इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों से सीधे संपर्क करने की आवश्यकता होती है, इस प्रकार शीतलक के प्रदर्शन पर उच्च आवश्यकताएं लागू होती हैं, जैसे कि उत्कृष्ट तापीय चालकता, अच्छा इन्सुलेशन और सामग्री संगतता। इसके अतिरिक्त, गंध, विषाक्तता और गिरावट की आसानी जैसी पर्यावरणीय विशेषताएं भी महत्वपूर्ण हैं, और शीतलक जितना संभव हो उतना उपयोगकर्ता के अनुकूल और पर्यावरण के अनुकूल होना चाहिए।

 

वर्तमान में सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले विसर्जन शीतलक में हाइड्रोकार्बन और ऑर्गेनोसिलिकॉन (आमतौर पर "तेल" के रूप में संदर्भित, जैसे कि खनिज तेल) और फ्लोरिनेटेड यौगिक (जैसे कि फ्लोरिनेटेड तरल पदार्थ) शामिल हैं। फ्लोरिनेटेड तरल पदार्थों का समग्र प्रदर्शन अच्छा होता है और उन्हें आदर्श तरल शीतलन सामग्री माना जाता है। हालांकि, फ्लोरिनेटेड तरल पदार्थों के साथ प्रमुख चुनौती उनकी उच्च लागत है। तेजी से सख्त पर्यावरण संरक्षण आवश्यकताओं के साथ, सिलिकॉन तेल, जिसमें उच्च तापीय चालकता और कम घनत्व होता है, पर्यावरण के लिए भी अधिक अनुकूल है। शीतलन माध्यम का चुनाव मुख्य रूप से शीतलन प्रक्रिया पर निर्भर करता है।

 

2. ऑप्टिकल पथ सीलिंग मुद्दे

फ्लोरिनेटेड लिक्विड या सिलिकॉन ऑयल जैसे कूलेंट में बेहतरीन इंसुलेटिंग गुण होते हैं, जो सर्किट शॉर्ट सर्किट को प्रभावी ढंग से रोकते हैं। कम आवृत्ति वाले सिग्नल की स्थिति में, इन कूलेंट का सिग्नल ट्रांसमिशन में न्यूनतम हस्तक्षेप होता है। हालाँकि, उच्च आवृत्ति वाले सिग्नल के तहत, सिग्नल ट्रांसमिशन पर कूलेंट के प्रभाव का सावधानीपूर्वक मूल्यांकन और नियंत्रण की आवश्यकता होती है। कुल मिलाकर, सर्किट पर प्रभाव प्रबंधनीय है।

 

ऑप्टिकल पथों के संबंध में, डेटा केंद्रों में अधिकांश ऑप्टिकल मॉड्यूल गैर-हर्मेटिक पैकेजिंग के साथ डिज़ाइन किए गए हैं, जिसका अर्थ है कि उचित संशोधनों के बिना, शीतलक ऑप्टिकल गुहा में प्रवेश कर सकता है, जिससे ऑप्टिकल प्रदर्शन प्रभावित होता है। हर्मेटिक पैकेजिंग के साथ भी, कुछ निष्क्रिय ऑप्टिकल पथ, जैसे लेंस, हर्मेटिक कक्ष के बाहर रहते हैं।

 

ऑप्टिकल पथों का डिज़ाइन आम तौर पर हवा के अपवर्तनांक (लगभग 1.0) पर आधारित होता है। जब ऑप्टिकल घटकों को शीतलक में डुबोया जाता है, तो शीतलक का अपवर्तनांक, जो हवा से भिन्न होता है, फ़ोकल पॉइंट और युग्मन दक्षता में परिवर्तन का कारण बन सकता है। उदाहरण के लिए, फ्लोरिनेटेड तेल का अपवर्तनांक आमतौर पर 1.3 के आसपास होता है, और अपवर्तनांक में इस परिवर्तन के लिए ऑप्टिकल पथ डिज़ाइन मापदंडों में समायोजन की आवश्यकता हो सकती है।

 

प्रकाशीय और विद्युतीय पथों पर विसर्जन तरल शीतलन के संभावित प्रभाव को संबोधित करने के लिए, उद्योग विभिन्न उपाय कर रहा है, जैसे कि शीतलक वातावरण के अनुकूल नई ऑप्टिकल मॉड्यूल पैकेजिंग प्रौद्योगिकियों का विकास करना, उच्च आवृत्ति संकेतों के लिए सर्किट डिजाइन का अनुकूलन करना, और विसर्जन शीतलन के लिए अधिक उपयुक्त ऑप्टिकल सामग्रियों और संरचनाओं पर शोध करना।

 

3. एकीकृत वितरण बनाम पृथक वितरण

वर्तमान में, कोल्ड प्लेट लिक्विड-कूल्ड सर्वर के लिए तीन डिलीवरी मॉडल हैं:

① आईटी उपकरण पक्ष केवल तरल-शीतित सर्वर प्रदान करता है;

② आईटी पक्ष "तरल-शीतित सर्वर + तरल-शीतित कैबिनेट" प्रदान करता है;

③ आईटी पक्ष "तरल-शीतित सर्वर + तरल-शीतित कैबिनेट + सीडीयू + द्वितीयक सर्किट" प्रदान करता है।

 

तीसरा डिलीवरी मॉडल, एकीकृत डिलीवरी, जहां संपूर्ण कैबिनेट को एकीकृत डिजाइन और विकास के लिए स्व-परिभाषित मानक के साथ एक ही निर्माता द्वारा वितरित किया जाता है, सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। डिकॉप्ल्ड डिलीवरी में लिक्विड-कूल्ड कैबिनेट और लिक्विड-कूल्ड सर्वर के बीच उपयोगकर्ता-परिभाषित इंटरफ़ेस डिज़ाइन विनिर्देशों का पालन करना शामिल है, जिसमें कैबिनेट और सर्वर अलग-अलग निर्माताओं द्वारा वितरित किए जाते हैं। बुनियादी ढांचे और सर्वर निर्माताओं को समन्वय और सहयोग करने की आवश्यकता है। डिकॉप्ल्ड डिलीवरी को स्केल करना और लचीले ढंग से तैनात करना आसान है।

 

▲ कोल्ड प्लेट लिक्विड-कूल्ड सर्वर डिलीवरी मोड विभेदन

 

वर्तमान में, चीन के भीतर लिक्विड कूलिंग तकनीक में मानकीकरण का स्तर अपेक्षाकृत कम है। विभिन्न सर्वर उपकरण, शीतलक, प्रशीतन पाइपलाइन और बिजली आपूर्ति उत्पाद रूप में भिन्न होते हैं, और कोई एकीकृत इंटरफ़ेस मानक नहीं है, जो मानकीकरण और बड़े पैमाने पर अनुप्रयोग के लिए चुनौतियां प्रस्तुत करता है। तीन प्रमुख घरेलू दूरसंचार ऑपरेटरों द्वारा प्रकाशित श्वेत पत्र लिक्विड कूलिंग तकनीक के लिए तीन साल के विजन को रेखांकित करते हैं, धीरे-धीरे तकनीक का सत्यापन और परीक्षण करते हैं, 2025 तक लिक्विड कूलिंग के बड़े पैमाने पर अनुप्रयोग शुरू करने की योजना बनाते हैं। यह उम्मीद की जाती है कि 50% से अधिक डेटा प्रोजेक्ट इस तकनीक को अपनाएंगे, लिक्विड कूलिंग के मानकीकरण और बड़े पैमाने पर कार्यान्वयन को बढ़ावा देंगे और डिकॉप्ल्ड डिलीवरी का समर्थन करेंगे।