データ センターの液体冷却は、多くの人が取り組む必要のあるテーマです。Chilldyne は、信頼性、使いやすさ、漏れのない安心感を実現できる独自のソリューションを提供しています。実際、これはロケット科学です。
私たちはカリフォルニアにあるチルダインの本社を訪問し、その画期的な技術と興味深い会社の歴史を詳しく見るという特別な機会を得ました。チルダインは現在の形で、 ARPA-E クーラーチップ 同社は、プログラムに携わってはいませんが、航空宇宙産業、特にロケット科学にルーツを持っています。同社は、ロケット エンジン設計に関連する複数の特許を保有しており、高温のロケット ノズルを冷却し、燃料システムの供給を最適化することに重点を置いています。興味深いことに、Chilldyne 冷却分配ユニット (CDU) の設計は、同社のロケット燃料ポンプ技術に基づいています。同社の研究施設は、ロケット工学、化学、マッド サイエンスの交差点に位置するオタクの楽園です。
ARPA-Eクーラーチップ（Cウーリング Oパーレーション O最適化された Lイープイン Eエネルギー、 R信頼性、そして Cアルボン H効率性 Information P伐採 SCOOLERCHIPS (データセンター冷却システム) プログラムは、データセンターのエネルギー効率を向上させるための、エネルギー高等研究計画局 (ARPA-E) による取り組みです。このプログラムは、エネルギー消費を削減し、データセンターの信頼性を高めるための高度な冷却技術の開発に重点を置いています。冷却システムの革新を推進することで、COOLERCHIPS は、データセンターの増大するエネルギー需要に対応し、運用パフォーマンスを向上させ、二酸化炭素排出量を最小限に抑えることを目指しています。
データセンターにおけるロケット科学
高密度の AI および HPC ワークロードは電力消費を促進し、データセンターに過度の熱を発生させるため、空冷による管理が困難になります。最新の NVIDIA GB200 スーパーチップでは液冷が必須であり、8 ウェイ ソケット GPU の導入もその方向に向かっているため、組織は AI の目標をサポートするために新しいテクノロジーを採用する必要があります。しかし、液冷の導入は必ずしも簡単ではなく、システムからの漏れの恐れが常につきまといます。しかし、Chilldyne は異なるアプローチを採用しています。
ネガティブであることが大きなプラスになるとき
Chilldyne のソリューションは、データ センターに液体冷却を導入する際に最も懸念される漏れに対処します。漏れを防ぐために負圧技術を使用し、真空状態で冷却剤を循環させることで最大限の稼働時間と信頼性を確保します。この方法により、大型配管が不要になります。優れた熱効率を提供する Chilldyne のシステムは、エネルギー消費と二酸化炭素排出量を削減しながら、最新のデータ センターで最適なパフォーマンスを維持するのに非常に効果的です。
ポンプ機構全体は、差動真空を使用して動作します。上の画像を参考にしてください。3 つのチャンバーがあります。外側の 2 つのチャンバーは「高」真空で、中央の 1 つのチャンバーは「低」真空です。これらの真空レベルは、チャンバー上部のバルブによって正確に制御されます。
冷却剤は、中央のリザーバ チャンバーから冷却ループを通って引き出されます。冷却剤は、施設のチラーに接続された熱交換器を通過した後、外側の高真空チャンバーの 1 つに戻ります。外側のチャンバーがいっぱいになると、その側の真空がオフになり、反対側に適用されて、冷却剤が中央のチャンバーに流れ込みます。このプロセスは、高真空チャンバーのどのバルブを開くかを調整することによって管理されます。
負圧液体ループ設計を運用する魅力的な利点の 1 つは、より細いチューブを配線でき、調整クランプが不要になることです。正圧システムでは、チューブは常に表面積のあらゆる部分でシステムの圧力と戦っています。
正圧システムでは、圧力によってチューブが接続部から押し出されるため、漏れを防ぐためにクランプが必要です。Chilldyne のような負圧ループでは、その逆になります。チューブは非常に細く (安価)、接続部は基本的な継手か、継手なしでもかまいません。負圧によってチューブが常にぴったりとした位置に引っ張られるためです。接続部は時間の経過とともによりタイトな継手になり、システムが古くなるにつれて密閉性が高まります。
チューブのサイズの実用的利点は見逃せません。私たちが検討した正圧システムの多くには、かなり大きなサイズのシャーシ ループがあります。Chilldyne 負圧チューブのサイズは、細い 1GbE ネットワーク ケーブルに近いです。
コールド・プレートとタービュレーターズ – インディーズバンド名ではない
コールド プレートは液体冷却システムの重要なコンポーネントであり、CPU、GPU、スイッチなどの高電力コンポーネントから直接熱を放散するように設計されています。発熱コンポーネントに直接取り付けられ、熱を吸収して循環する冷却剤に伝達します。
この場合、冷却剤（水）はコールドプレートの内部チャネルを流れ、コンポーネントから熱を運び去ります。このプロセスにより、効率的な冷却が保証され、最適な動作温度が維持され、電子機器の性能と信頼性が向上します。
Chilldyne コールド プレートのユニークな設計要素は、他のベンダーには見られない、特定の設計で空冷を維持できる点です。クーラー モデルによってはフィンもオプションとして用意されており、2 つの利点があります。
最初の明らかな利点は、ラインが切断または移動された場合でも、CPU が温まるにつれてシステム シャーシ内のファンが加速し、システムが動作し続けることです。ハイブリッド ヒートシンク設計の 2 つ目の利点は、通過する液体によってヒートシンクが冷却され、周囲の環境から追加の熱を吸収できるため、システム全体の排気温度がさらに下がることです。
Chilldyne コールド プレート設計の魔法は、タービュレーターで起こります。コルク栓抜きのような部品が、コールド プレート内のチャネルの周囲に水を押し流し、液体に十分な時間と表面積を与えて、金属から液体に熱を奪います。ガス炉をお持ちの多くの家庭では、タービュレーターが見つかります。タービュレーターは、通常、二次熱交換器内に設置されており、炉の高効率定格を達成します。タービュレーターは燃焼空気を旋回させ、できるだけ多くの熱を抽出してから、排気ガスを家の外に排出します。
Chilldyne は、現在開発中の 2000W デバイス用に設計されたコールド プレートを使用して、さまざまな新興の電力消費量の多いデバイスをサポートする予定です。コンセプト製品のデモンストレーションでは、高い熱負荷を液体ループに効率的に放散できることが示されました。
あなたのデータセンターには化学者がいますか?
おそらくそうではないでしょう。Chilldyne がここで大変な作業を行っているため、顧客もそうする必要はありません。液体ループには、長期間水をきれいに保つための添加剤が必要です。液体ループにとって最も望ましくないことは、システム内で増殖したり腐食したりするものが、コールド プレートを詰まらせて効率を低下させることです。
Chilldyne CDU は、必要に応じて濾過および処理される現地の施設水を使用して動作します。これは、充填または廃棄時に特別な注意を必要とするグリコールベースの冷却剤と比較して、大きな利点です。Chilldyne CDU は液体を継続的に監視し、抗菌および防錆化学薬品で処理します。CDU は、監視によって深刻な問題が検出された場合、必要に応じて冷却剤ループ全体を下水に排出し、再充填することができます。百万分の一のレベルの化学薬品を使用すると、CDU の水廃棄物は排水溝に流すことができます。
もう 1 つの素晴らしい利点は、Chilldyne が乾燥状態で設置場所に出荷されることです。施設の水を接続すれば、自動化されたプロセスによって、溶液の化学物質が現地のバイオームに追加され、バランスがとられます。バイオームは、施設の配管に独特の冶金が使用されている場合や、施設の水によって独特の微生物学が導入される状況に対応します。細菌が異なればアプローチも異なりますが、Chilldyne はそれらの状況のバランスをとることができます。何かがバランスを崩す特殊なケースでは、エンド ユーザーは Chilldyne に CDU 水のサンプルを出荷し、バランスを崩した場所を確認して、よりカスタマイズされたアプローチをとることができます。
冗長性を持たせて小さく始める
あらゆる液体冷却ソリューションにおいて、漏れの懸念の次によく聞かれる質問は、コスト効率よく、中断を最小限に抑えて開始する方法です。Chilldyne は最近、この懸念に対処するスターター キットをリリースしました。液体冷却スターター キットには、300 つの CF-CDUXNUMX 冷却分配ユニット、コールド プレート、およびいずれかの CDU の故障から保護する自動切り替えバルブが含まれています。
Chilldyne の CEO である Steve Harrington 博士は、この製品が顧客の主要な懸念に対処するものだと述べています。「データ センター液体冷却スターター キットを市場に導入できることを嬉しく思います。当社の目標は、人工知能の時代に HPC およびコロケーション データ センター オペレーターが直面する課題の増加に対応する、現実的で実用的な液体冷却ソリューションを開発することです。高密度ラックをサポートできる液体冷却スターター キットを提供することで、効率、持続可能性、信頼性の向上という顧客の目標達成を支援できると確信しています。」
まとめ
Chilldyne の斬新な設計は、データ センター冷却の重要な側面に焦点を当て、信頼性と効率性を重視しています。データ センターのダウンタイムは壊滅的であり、多大な経済的損失と運用の中断につながる可能性があります。Chilldyne は、負圧技術でこれに対処し、漏れのない操作を保証し、データ センターの最も高価な資産の継続的な稼働時間を維持します。同社のコールド プレートは、最大 2000 ワットのチップをサポートし、最適な熱放散のための高度なタービュレーター設計を組み込んだ、高性能な設計になっています。さらに、どこから始めればよいかわからない人のために、Chilldyne の液体冷却スターター キットは、液体冷却の導入を簡素化し、データ センターで利用しやすく、コスト効率の高いものにします。
初心者にとって、データ センターに液体冷却を導入するというアイデアは、不安に感じるかもしれません。しかし、そのメリットは否定できません。完全な液体ループによって得られる効率性の向上は実証可能です。NVIDIA GB200 のような最新かつ最高のチップを検討している組織にとって、液体はそれらを冷却する唯一の選択肢となります。Chilldyne の CDU ソリューション、コールド プレート設計、セットアップの容易さ、使用する水と添加剤の安全性、さらには The Chemist の利点について議論することはできますが、液体冷却を採用している組織は、XNUMX つの重要な問題に気をとられています。それは、液体が漏れたらどうなるかということです。Chilldyne を使用すれば、その不安は完全に軽減されます。業界では、このような製品は市販されていません。これは、ロケット サイエンティストのグループ、野心的な ARPA-E 目標、そして電力を大量に消費するチップの設計に関しては減速の兆候をまったく示さない業界を結集した結果だと思います。
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