La refrigeración líquida en el centro de datos es un tema que muchos deberán abordar. Chilldyne tiene una solución única que puede brindar confiabilidad, facilidad de uso y tranquilidad sin fugas. En realidad, es ciencia espacial.
Tuvimos la oportunidad única de visitar la sede de Chilldyne en California y observar en profundidad su tecnología innovadora y su fascinante historia empresarial. Chilldyne, en su forma actual, surgió gracias a la financiación del CHIP REFRIGERADORES ARPA-E programa, pero tiene raíces en la industria aeroespacial, específicamente en la ciencia espacial. La empresa posee múltiples patentes relacionadas con el diseño de motores de cohetes, centrándose en mantener frías las boquillas de los cohetes calientes y optimizar el suministro del sistema de combustible. Curiosamente, el diseño de las unidades de distribución de refrigeración (CDU) de Chilldyne se basa en su tecnología de bomba de combustible para cohetes. Su laboratorio es un paraíso para los nerds, que existe en la intersección de la ingeniería espacial, la química y la ciencia loca.
Los COOLERCHIPS ARPA-E (Cinundando Operaciones Ooptimizado para Lentra Eenergía, Rconfiabilidad, y CArbon Hypereficiencia en Información Prodeo Systems) es una iniciativa de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada-Energía (ARPA-E) para mejorar la eficiencia energética de los centros de datos. El programa se centra en el desarrollo de tecnologías de refrigeración avanzadas para reducir el consumo de energía y aumentar la confiabilidad de los centros de datos. Al promover innovaciones en sistemas de refrigeración, COOLERCHIPS tiene como objetivo abordar las crecientes demandas energéticas de los centros de datos, mejorar su rendimiento operativo y minimizar su huella de carbono.
Ciencia espacial, en el centro de datos
Las cargas de trabajo de IA y HPC de alta densidad generan un consumo de energía que genera un calor excesivo en los centros de datos, lo que dificulta su gestión con refrigeración por aire. Dado que la refrigeración líquida es un requisito para los últimos Superchips NVIDIA GB200 e incluso las implementaciones de GPU con socket de 8 vías que van en esa dirección, las organizaciones deben adoptar nuevas tecnologías para respaldar sus objetivos de IA. Pero incorporar la refrigeración líquida no siempre es fácil y existe el temor perpetuo de que el sistema tenga fugas. Chilldyne, sin embargo, tiene un enfoque diferente.
Cuando ser negativo es un enorme positivo
Las soluciones de Chilldyne abordan el principal temor al introducir refrigeración líquida en el centro de datos: las fugas. Utiliza tecnología de presión negativa para evitar fugas, lo que garantiza el máximo tiempo de actividad y confiabilidad al hacer circular refrigerante al vacío. Este método elimina la necesidad de plomería pesada. Proporciona una eficiencia térmica superior, lo que hace que los sistemas de Chilldyne sean muy eficaces para mantener un rendimiento óptimo en los centros de datos modernos y, al mismo tiempo, reducir el consumo de energía y las emisiones de carbono.
Todo el mecanismo de la bomba funciona mediante un vacío diferencial. Tome la imagen de arriba como referencia. Hay tres cámaras: dos cámaras exteriores con un vacío "alto" y una cámara central con un vacío "bajo". Estos niveles de vacío están controlados con precisión mediante válvulas en la parte superior de las cámaras.
El refrigerante se extrae de la cámara del depósito central a través del circuito de enfriamiento. Regresa a una de las cámaras exteriores de alto vacío después de pasar por un intercambiador de calor conectado a los enfriadores de las instalaciones. Una vez que la cámara exterior está llena, el vacío de ese lado se apaga y se aplica al lado opuesto, permitiendo que el refrigerante regrese a la cámara central. Este proceso se gestiona ajustando qué válvulas están abiertas en las cámaras de alto vacío.
Una de las fascinantes ventajas de operar un diseño de circuito de líquido de presión negativa es la capacidad de utilizar tubos más delgados e incluso prescindir de la necesidad de abrazaderas de ajuste. Con un sistema de presión positiva, la tubería siempre está luchando contra la presión del sistema en cada centímetro de superficie.
Los sistemas de presión positiva requieren sujeción para evitar fugas a medida que la presión empuja el tubo fuera de la conexión. Lo contrario ocurre en un circuito de presión negativa como el de Chilldyne. El tubo puede ser muy delgado (económico) y las conexiones pueden ser accesorios básicos o ningún accesorio, ya que la presión negativa empuja constantemente el tubo a una posición más ajustada. Las conexiones formarán accesorios más ajustados a medida que pasa el tiempo, lo que obligará a un mejor sellado a medida que el sistema envejece.
No se puede pasar por alto la ventaja práctica del tamaño del tubo. Muchos de los sistemas de presión positiva que hemos analizado tienen bucles de chasis de tamaño significativo. El tubo de presión negativa Chilldyne tiene un tamaño más cercano al cableado de red delgado de 1 GbE.
Cold Plates and The Turbulators: no es el nombre de una banda independiente
Una placa fría es un componente crucial en los sistemas de refrigeración líquida y está diseñada para disipar el calor directamente de los componentes de alta potencia, como CPU, GPU e incluso interruptores. Se monta directamente sobre el componente generador de calor, absorbe el calor y lo transfiere a un refrigerante circulante.
El refrigerante, en este caso agua, fluye a través de los canales internos de la placa fría, alejando el calor del componente. Este proceso garantiza una refrigeración eficiente, manteniendo temperaturas de funcionamiento óptimas y mejorando el rendimiento y la fiabilidad de los dispositivos electrónicos.
Un elemento de diseño único de las placas frías Chilldyne que no hemos visto en otros proveedores es su capacidad de permanecer refrigerados por aire con diseños específicos. Las aletas siguen siendo una opción, dependiendo del modelo de tu refrigerador, lo que ofrece dos beneficios.
El primer beneficio obvio es que el sistema puede permanecer operativo si se corta o mueve una línea, y los ventiladores en el chasis del sistema aumentan a medida que la CPU se calienta. El segundo beneficio del diseño del disipador de calor híbrido es que se mantiene fresco debido al líquido que lo atraviesa y puede extraer calor adicional del ambiente, lo que reduce aún más las temperaturas generales de escape del sistema.
La magia dentro del diseño de placa fría Chilldyne ocurre en el turbulador. Esas piezas con forma de sacacorchos fuerzan el agua a través de los canales dentro de la placa fría, dándole al líquido suficiente tiempo y superficie para extraer el calor del metal hacia el líquido. Los turbuladores se encuentran en muchos hogares si tiene una caldera de gas. Por lo general, se ubican dentro del intercambiador de calor secundario, lo que permite que el horno alcance su clasificación de alta eficiencia. Hacen girar el aire de combustión, extrayendo la mayor cantidad de calor posible antes de dirigir los gases de escape fuera de su casa.
Chilldyne planea admitir una amplia gama de dispositivos emergentes que consumen mucha energía, con placas frías diseñadas para dispositivos de 2000 W actualmente en desarrollo. La demostración del concepto del producto ilustró que puede disipar de manera eficiente altas cargas térmicas en el circuito de líquido.
¿Su centro de datos tiene una farmacia?
Probablemente no, y como Chilldyne hace el trabajo duro aquí, los clientes tampoco tienen por qué hacerlo. Cualquier circuito de líquido requiere aditivos para mantener el agua limpia con el tiempo; Lo último que quiere un circuito de líquido es cualquier cosa creciente o corrosiva en el sistema que pueda atascar las placas frías y reducir su eficiencia.
Las CDU Chilldyne funcionan con agua de instalaciones locales que se filtra y trata según demanda. Esta es una ventaja considerable en comparación con los refrigerantes a base de glicol, que requieren un cuidado especial durante el llenado o la eliminación. La CDU Chilldyne controla el líquido de forma continua y lo mantiene tratado con productos químicos antimicrobianos y anticorrosivos. La CDU puede vaciar todo su circuito de refrigerante en la alcantarilla cuando sea necesario y rellenarlo si el monitoreo detecta un problema lo suficientemente grave. Con productos químicos que se miden en partes por millón, el desperdicio de agua de la CDU puede irse por el desagüe.
Otro beneficio impresionante es que Chilldyne se envía seco al lugar donde se implementará. Se conecta el agua de la instalación y luego un proceso automatizado agrega y equilibra los químicos de la solución al bioma local. El bioma cubre situaciones en las que las tuberías de las instalaciones pueden tener una metalurgia única o donde el agua de las instalaciones introduce una microbiología única. Diferentes bacterias requieren un enfoque diferente y Chilldyne puede equilibrar esas situaciones. Para casos únicos en los que algo se desequilibra, los usuarios finales pueden enviar a Chilldyne una muestra del agua de la CDU para ver dónde se desequilibran las cosas y lograr un enfoque más personalizado.
Empiece poco a poco, con redundancia
Con cualquier solución de refrigeración líquida, la pregunta más común que escuchamos después de las preocupaciones sobre fugas es cómo comenzar de manera rentable y con interrupciones mínimas. Chilldyne lanzó recientemente su kit de inicio para abordar esta preocupación. El kit inicial de refrigeración líquida incluye dos unidades de distribución de refrigeración CF-CDU300, placas frías y válvulas de conmutación automática que protegen contra fallos de cualquiera de las CDU.
El Dr. Steve Harrington, director ejecutivo de Chilldyne, dice que esta oferta aborda las principales preocupaciones de los clientes: “Estamos entusiasmados de presentar al mercado nuestro kit inicial de refrigeración líquida para centros de datos. Nuestro objetivo es desarrollar soluciones de refrigeración líquida reales y prácticas que aborden los crecientes desafíos que enfrentan los operadores de centros de datos de colocación y HPC en la era de la inteligencia artificial. Al ofrecer un kit inicial de refrigeración líquida capaz de soportar racks de alta densidad, estamos seguros de que podemos ayudar a nuestros clientes a alcanzar sus objetivos de mayor eficiencia, sostenibilidad y confiabilidad”.
Conclusión
El novedoso diseño de Chilldyne se centra en aspectos críticos de la refrigeración del centro de datos, haciendo hincapié en la fiabilidad y la eficiencia. El tiempo de inactividad en los centros de datos puede ser catastrófico y provocar importantes pérdidas financieras e interrupciones operativas. Chilldyne aborda esto con su tecnología de presión negativa, que garantiza operaciones a prueba de fugas y mantiene un tiempo de actividad continuo para los activos más caros de un centro de datos. Sus placas frías están diseñadas para un alto rendimiento, admiten chips de hasta 2000 vatios e incorporan un diseño de turbulador avanzado para una disipación de calor óptima. Además, para aquellos que no están seguros de cómo o dónde empezar, el kit de inicio de refrigeración líquida de Chilldyne simplifica la adopción de la refrigeración líquida, haciéndola accesible y rentable para los centros de datos.
Para los no iniciados, la idea de incorporar refrigeración líquida al centro de datos puede resultar intimidante. Sin embargo, los beneficios son innegables; Las ganancias de eficiencia proporcionadas por los circuitos de líquido completo son demostrables. Para cualquier organización que busque los mejores y más recientes chips como NVIDIA GB200, el líquido será la ÚNICA opción para enfriarlos. Si bien podemos discutir los beneficios de la solución CDU de Chilldyne, el diseño de la placa fría, la facilidad de instalación, la seguridad del agua y los aditivos utilizados, e incluso The Chemist, las organizaciones que adoptan la refrigeración líquida permanecen despiertas sobre una cuestión clave: ¿qué sucede si hay fugas? Con Chilldyne, ese miedo se mitiga por completo; No hay nada parecido disponible comercialmente en la industria. Suponemos que ese es el resultado cuando se reúne un grupo de científicos espaciales, objetivos ambiciosos de ARPA-E y una industria que no muestra signos de desaceleración cuando se trata de diseñar chips que consumen mucha energía.
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