Il raffreddamento a liquido nei data center è un argomento che molti dovranno affrontare. Chilldyne dispone di una soluzione unica in grado di offrire affidabilità, facilità d'uso e tranquillità senza perdite. In realtà, è scienza missilistica.
Abbiamo avuto l'opportunità unica di visitare la sede centrale di Chilldyne in California e di dare uno sguardo approfondito alla loro tecnologia innovativa e all'affascinante storia dell'azienda. Chilldyne, nella sua forma attuale, è emerso grazie al finanziamento di CHIP REFRIGERANTI ARPA-E programma ma vanta radici nell'industria aerospaziale, in particolare nella scienza missilistica. L'azienda detiene numerosi brevetti relativi alla progettazione dei motori a razzo, concentrandosi sul mantenimento degli ugelli caldi dei razzi freddi e sull'ottimizzazione dell'erogazione del sistema di carburante. È interessante notare che il design delle unità di distribuzione del raffreddamento (CDU) di Chilldyne si basa sulla tecnologia della pompa del carburante per razzi. Il loro laboratorio è un paradiso per i nerd, situato all'intersezione tra ingegneria missilistica, chimica e scienza pazza.
I COOLERCHIP ARPA-E (Coliare Oda operazioni Oottimizzato per Lentra Eenergia, Raffidabilità e Carboreo Hiperefficienza in Informazioni Psfornare Ssystem) è un'iniziativa dell'Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) per migliorare l'efficienza energetica dei data center. Il programma si concentra sullo sviluppo di tecnologie di raffreddamento avanzate per ridurre il consumo energetico e aumentare l'affidabilità dei data center. Promuovendo innovazioni nei sistemi di raffreddamento, COOLERCHIPS mira a soddisfare la crescente domanda energetica dei data center, migliorarne le prestazioni operative e ridurre al minimo l'impronta di carbonio.
Scienza missilistica, nel Data Center
I carichi di lavoro AI e HPC ad alta densità determinano un consumo energetico che si traduce in un surriscaldamento eccessivo nei data center, rendendoli difficili da gestire con il raffreddamento ad aria. Poiché il raffreddamento a liquido è un requisito per i più recenti superchip NVIDIA GB200 e persino le implementazioni GPU con socket a 8 vie vanno in questa direzione, le organizzazioni devono abbracciare nuove tecnologie per supportare i propri obiettivi di intelligenza artificiale. Ma introdurre il raffreddamento a liquido non è sempre facile e c'è il timore perpetuo che il sistema possa perdere. Chilldyne, tuttavia, ha un approccio diverso.
Quando essere negativi è un enorme positivo
Le soluzioni Chilldyne affrontano la paura numero uno quando si introduce il raffreddamento a liquido nei data center: le perdite. Utilizza la tecnologia della pressione negativa per prevenire perdite, garantendo la massima operatività e affidabilità facendo circolare il refrigerante sotto vuoto. Questo metodo elimina la necessità di impianti idraulici pesanti. Fornisce un'efficienza termica superiore, rendendo i sistemi Chilldyne altamente efficaci per mantenere prestazioni ottimali nei moderni data center riducendo al contempo il consumo energetico e le emissioni di carbonio.
L'intero meccanismo della pompa funziona utilizzando un vuoto differenziale. Prendi l'immagine sopra come riferimento. Sono presenti tre camere: due esterne con un vuoto “alto” e una camera centrale con un vuoto “basso”. Questi livelli di vuoto sono controllati con precisione da valvole nella parte superiore delle camere.
Il liquido refrigerante viene aspirato dalla camera del serbatoio centrale attraverso il circuito di raffreddamento. Ritorna in una delle camere esterne ad alto vuoto dopo aver attraversato uno scambiatore di calore collegato ai refrigeratori dell'impianto. Una volta che la camera esterna è piena, il vuoto su quel lato viene disattivato e applicato al lato opposto, consentendo al refrigerante di rifluire nella camera centrale. Questo processo viene gestito regolando quali valvole sono aperte sulle camere ad alto vuoto.
Uno degli affascinanti vantaggi derivanti dal funzionamento di un circuito di liquido a pressione negativa è la possibilità di far funzionare tubi più sottili e persino di rinunciare alla necessità di fascette di regolazione. Con un sistema a pressione positiva, il tubo combatte sempre la pressione del sistema su ogni centimetro di superficie.
I sistemi a pressione positiva richiedono un bloccaggio per evitare perdite poiché la pressione agisce per spingere il tubo fuori dalla connessione. È vero il contrario in un circuito di pressione negativa come quello di Chilldyne. Il tubo può essere molto sottile (poco costoso) e le connessioni possono essere raccordi di base o nessun raccordo, poiché la pressione negativa tira costantemente il tubo in una posizione più aderente. Le connessioni formeranno raccordi più stretti col passare del tempo, forzando una migliore tenuta con l'invecchiamento del sistema.
Il vantaggio pratico delle dimensioni del tubo non può essere trascurato. Molti dei sistemi a pressione positiva che abbiamo esaminato hanno anelli del telaio di dimensioni significative. Il tubo a pressione negativa Chilldyne ha dimensioni più vicine al sottile cablaggio di rete da 1 GbE.
Cold Plates e The Turbulators – Non è il nome di una band indie
Una piastra fredda è un componente cruciale nei sistemi di raffreddamento a liquido ed è progettata per dissipare il calore direttamente dai componenti ad alta potenza, come CPU, GPU e persino interruttori. È montato direttamente sul componente generatore di calore, assorbe il calore e lo trasferisce al liquido di raffreddamento circolante.
Il liquido refrigerante, in questo caso l'acqua, scorre attraverso i canali interni della piastra fredda, allontanando il calore dal componente. Questo processo garantisce un raffreddamento efficiente, mantenendo temperature operative ottimali e migliorando le prestazioni e l'affidabilità dei dispositivi elettronici.
Un elemento di design unico delle piastre fredde Chilldyne che non abbiamo visto da altri fornitori è la loro capacità di rimanere raffreddate ad aria con design specifici. Le pinne sono ancora un'opzione, a seconda del modello più fresco, che offre due vantaggi.
Il primo ovvio vantaggio è che il sistema può rimanere operativo anche se una linea viene tagliata o spostata, con le ventole nello chassis del sistema che aumentano di velocità mentre la CPU si riscalda. Il secondo vantaggio del design del dissipatore di calore ibrido è che rimane fresco grazie al liquido che lo attraversa e può assorbire ulteriore calore dall'ambiente circostante, abbassando ulteriormente le temperature di scarico complessive del sistema.
La magia all'interno del design della piastra fredda Chilldyne avviene nel turbolatore. Quei pezzi dall'aspetto di cavatappi forzano l'acqua attorno ai canali all'interno della piastra fredda, dando al liquido abbastanza tempo e superficie per assorbire il calore dal metallo nel liquido. I turbolatori si trovano in molte case se si dispone di un forno a gas. Sono comunemente posizionati all'interno dello scambiatore di calore secondario, consentendo al forno di raggiungere la sua efficienza elevata. Fanno ruotare l'aria di combustione, estraendo quanto più calore possibile prima di dirigere i gas di scarico all'esterno della casa.
Chilldyne prevede di supportare un'ampia gamma di dispositivi emergenti assetati di energia, con piastre fredde progettate per dispositivi da 2000 W attualmente in fase di sviluppo. La dimostrazione del prodotto concettuale ha illustrato che può dissipare in modo efficiente carichi termici elevati nel circuito del liquido.
Il tuo data center ha un chimico?
Probabilmente no, e con Chilldyne che fa il duro lavoro qui, neanche i clienti devono farlo. Qualsiasi circuito liquido necessita di additivi per mantenere l'acqua pulita nel tempo; l'ultima cosa che un circuito liquido vuole è qualcosa di crescente o corrosivo nel sistema che potrebbe intasare le piastre fredde, riducendone l'efficienza.
Le CDU Chilldyne funzionano con l'acqua dell'impianto locale che viene filtrata e trattata su richiesta. Si tratta di un notevole vantaggio rispetto ai liquidi refrigeranti a base di glicole, che richiedono particolare attenzione durante il riempimento o lo smaltimento. La CDU Chilldyne monitora il liquido su base continuativa, mantenendolo trattato con sostanze chimiche antimicrobiche e anticorrosive. La CDU può scaricare l'intero circuito del refrigerante su richiesta nelle fogne e riempirlo nuovamente se il monitoraggio rileva un problema abbastanza grave. Con le sostanze chimiche misurate in parti per milione, i rifiuti idrici della CDU possono andare in malora.
Un altro vantaggio impressionante è che Chilldyne spedisce a secco dove verrà distribuito. Colleghi l'acqua della struttura e quindi un processo automatizzato aggiunge e bilancia le sostanze chimiche della soluzione nel bioma locale. Il bioma copre situazioni in cui le tubazioni dell'impianto potrebbero avere una metallurgia unica o in cui l'acqua dell'impianto introduce una microbiologia unica. Batteri diversi richiedono un approccio diverso e Chilldyne può bilanciare queste situazioni. Per casi unici in cui qualcosa va fuori equilibrio, gli utenti finali possono spedire a Chilldyne un campione di acqua CDU per vedere dove le cose sono andate fuori equilibrio per un approccio più personalizzato.
Inizia in piccolo, con ridondanza
Con qualsiasi soluzione di raffreddamento a liquido, la domanda più comune che sentiamo dopo le preoccupazioni relative alle perdite è come iniziare in modo economicamente vantaggioso e con interruzioni minime. Chilldyne ha recentemente lanciato il suo kit di avvio per affrontare questa preoccupazione. Lo Starter Kit per raffreddamento a liquido comprende due unità di distribuzione del raffreddamento CF-CDU300, piastre fredde e valvole di commutazione automatica che proteggono da eventuali guasti delle CDU.
Il Dr. Steve Harrington, CEO di Chilldyne, afferma che questa offerta risponde alle principali preoccupazioni dei clienti: “Siamo entusiasti di presentare sul mercato il nostro kit di avvio per il raffreddamento a liquido dei data center. Il nostro obiettivo è sviluppare soluzioni reali e pratiche di raffreddamento a liquido che affrontino le crescenti sfide affrontate dagli operatori HPC e di colocation data center nell’era dell’intelligenza artificiale. Offrendo uno Starter Kit per il raffreddamento a liquido in grado di supportare rack ad alta densità, siamo certi di poter aiutare i nostri clienti a raggiungere i loro obiettivi di maggiore efficienza, sostenibilità e affidabilità”.
Conclusione
Il nuovo design di Chilldyne si concentra sugli aspetti critici del raffreddamento del data center, sottolineando l'affidabilità e l'efficienza. I tempi di inattività nei data center possono essere catastrofici e portare a perdite finanziarie significative e interruzioni operative. Chilldyne risolve questo problema con la sua tecnologia a pressione negativa, garantendo operazioni a prova di perdite e mantenendo un tempo di attività continuo per le risorse più costose di un data center. Le loro piastre fredde sono progettate per prestazioni elevate, supportano chip fino a 2000 watt e incorporano un design avanzato del turbolatore per una dissipazione ottimale del calore. Inoltre, per coloro che non sono sicuri di come o da dove iniziare, lo Starter Kit di raffreddamento a liquido di Chilldyne semplifica l'adozione del raffreddamento a liquido, rendendolo accessibile e conveniente per i data center.
Per chi non lo sapesse, l’idea di introdurre il raffreddamento a liquido nel data center può intimidire. I vantaggi sono innegabili, però; i guadagni di efficienza forniti dai circuiti liquidi completi sono dimostrabili. Per qualsiasi organizzazione alla ricerca dei chip più recenti e migliori come NVIDIA GB200, il liquido sarà l'UNICA opzione per raffreddarli. Mentre possiamo discutere dei vantaggi della soluzione CDU di Chilldyne, del design della piastra fredda, della facilità di configurazione, della sicurezza dell'acqua e degli additivi utilizzati e persino di The Chemist, le organizzazioni che adottano il raffreddamento a liquido rimangono sveglie su una questione chiave: cosa succede se c'è una perdita? Con Chilldyne, quella paura è completamente mitigata; non c'è niente di simile disponibile in commercio nel settore. Supponiamo che questo sia il risultato quando si riunisce un gruppo di scienziati missilistici, obiettivi ARPA-E ambiziosi e un settore che non mostra segni di rallentamento quando si tratta di progettare chip assetati di energia.
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