データセンター向け浸水液冷

データセンター向け浸水液冷s: 効率的な熱管理の未来
浸水液冷は、現代のデータセンターにとって画期的な熱ソリューションであり、高密度サーバー、GPU、AIインフラの増大する熱問題を解決しつつ、エネルギーコストを削減し持続可能性を向上させます。

何がデータセンター向け浸水液冷?
浸潤液冷は、サーバーハードウェアを非導電性で熱効率の良い誘電体に直接浸すことを指す。従来の空冷やコールドレールコンテインメントとは異なり、流体は部品から熱を瞬時に吸収し、ホットスポットを排除し温度変動を低減します。加熱された流体は熱交換器(空気または水性)で冷却され再循環されるため、動作に必要なエネルギーを最小限に抑える閉じループシステムが形成されます。
 

データセンターの主な利点
優れた放熱性能:ラックあたり最大200kWの密度(空冷時の10〜30kWに対し)対応し、AI、機械学習、高性能計算(HPC)ワークロードに最適です。
劇的なエネルギー節約:冷却関連のエネルギー使用を50〜80%削減し、PUE(電力使用効率)を1.05〜1.15に下げます(空冷データセンターの1.4+から)。
ハードウェア寿命の延長:安定した動作温度(35〜50°C)により部品の摩耗が減少し、サーバー寿命を30〜50%延ばし、交換コストを削減します。
スペース最適化:大型のエアハンドラー、ダクト、床高を不要にし、データセンターの設置面積を40〜60%削減します。
静かで信頼性が高い:ファンやブロワーがないためほぼ無音の動作が可能で、可動部品が少ないためメンテナンスのダウンタイムも短縮されます。
持続可能性:エネルギー使用を削減して炭素排出を削減し、多くの誘電体流体は生分解性またはリサイクル可能です。

仕組み:コアシステムコンポーネント
1. 浸水タンク:サーバーと誘電体を収容する密閉された耐腐食タンク(鋼鉄またはポリマー)。
2. 誘電体:可燃性・無毒の液体(鉱物油、合成油、フッ素化溶液)で、電気を通さずに熱を伝えるもの。
3. 熱交換器加熱流体を冷却する—小規模な展開には空冷交換器、大規模データセンターには水冷交換器。
4. ポンプと循環システム:流体をタンクと交換器間で移動させ、一定の流量と温度を維持します。
5. モニタリングツールセンサーは流体の温度、流量、ハードウェア性能を追跡し、リアルタイムの調整を可能にします。

の種類データセンター向け浸水液冷
●単相浸水流体はプロセス全体を通じて液体のままで、設置や保守が容易で、ほとんどの企業データセンターに理想的です。
●二相浸水流体は熱を吸収することで蒸発し(潜熱移動)、超高密度のワークロード(例:スーパーコンピュータ、暗号マイニング)に対してより高い冷却能力を提供します。

実装上の考慮事項
ハードウェア互換性: ほとんどの標準サーバーは、ファンの取り外しやコネクタの密封など、最小限の改造で動作します。
流体選択冷却効率、コスト、環境への影響のバランスを取ること(合成液は性能は優れているが初期費用は高くなります)。
設置と改修:新しいデータセンターは浸入システムを中心に設計可能です;既存の施設はモジュラータンクに改装可能です。
メンテナンス:流体は5〜10年ごとに定期的に(汚染の有無)検査と交換が必要で、空冷よりも労働力が少ないです。

なぜデータセンターが没入冷却を採用しているのか
データセンターは持続可能性目標を達成しながら、より多くのワークロード(AI、クラウド、エッジコンピューティング)を処理するという圧力が高まる中で、浸水式液体冷却両方の課題に対応しています。Google、Microsoft、AWSなどの主要なハイパースケーラーやエンタープライズデータセンターはすでにこの技術を導入しており、世界市場は2030年までに28%の年平均成長率(CAGR)で成長すると予測されています。これは単なるトレンドではなく、データ駆動型の未来における最もスケーラブルで効率的な冷却ソリューションです。