Mga Solusyon sa Pamamahala ng Thermal ng Data Center

1. Binabago ng AI computing power ang imprastraktura ng data center

Sa panahon ng digital na ekonomiya, ang computing power ay naging pangunahing produktibidad, kasunod ng thermal energy at kuryente. Dahil sa mabilis na pag-unlad ng artificial intelligence, cloud computing, at mataas-performance computing (hpc), ang mga data center ay umuunlad bilang gulugod ng mga industriya tulad ng transportasyon, pananalapi, pagmamanupaktura, pangangalagang pangkalusugan, telekomunikasyon, enerhiya, at siyentipikong pananaliksik.

Ayon sa mga pagtataya ng IDC at CAICT, ang pandaigdigang lakas ng AI computing ay inaasahang lalampas sa 16 na zflops pagsapit ng 2030, kung saan ang AI-driven intelligent computing ay bumubuo sa mahigit 90% ng kabuuang demand sa computing. Mula 2023 hanggang 2030, ang pandaigdigang merkado ng AI ay inaasahang lalago sa isang compound annual growth rate na hihigit sa 35%, na may laki ng merkado na hihigit sa USD 11 trilyon.

Habang ang AI ay nagiging pangunahing puwersang nagtutulak sa merkado, ang mabilis na pagtaas ng densidad ng lakas ng chip ay pangunahing humuhubog sa mga kinakailangan sa pamamahala ng thermal ng data center.

2. Ang pagtaas ng densidad ng lakas ng ai chip ay lumilikha ng matinding hamon sa init

Ang mga modernong AI chip—kabilang ang mga GPU, Asics, at mga mataas-end accelerator—ay nagtutulak ng thermal design power (TDP) sa mga antas na walang katulad:

• Ang mga mataas-end na GPU para sa AI training ay lumampas na ngayon sa 700–1400 W, kung saan ang mga susunod na henerasyon ng mga produkto ay papalapit na sa 2000 W pataas.

• Patuloy na pinapataas ng mga accelerator ng ASIC at mga platform ng FPGA ang densidad ng kuryente upang ma-maximize ang pagganap bawat rack.

• Ang mga mataas-density server deployment ay makabuluhang nakakabawas sa magagamit na daloy ng hangin at mga margin ng pagwawaldas ng init

Sa ilalim ng ganitong mga kondisyon, ang mga tradisyonal na arkitektura ng pagpapalamig ng hangin ay nahaharap sa malinaw na mga limitasyon.

Ayon sa "10-degree rule" sa electronics reliability, ang bawat 10°C na pagtaas sa operating temperature ay nakakabawas sa lifespan ng component ng 30-50%. Ang sobrang pag-init ay hindi lamang nagbabanta sa katatagan ng sistema kundi nagpapataas din ng mga rate ng pagkabigo at mga gastos sa pagpapanatili.

3. bakit nagiging mahalaga ang liquid cooling para sa mga data center

3.1 kahusayan ng enerhiya at pag-optimize ng pue

Ang bisa ng paggamit ng kuryente (pue) ay naging isang kritikal na sukatan para sa mga modernong data center:

• Ang mga tradisyonal na air-cooled data center ay karaniwang gumagana sa temperaturang 1.4–1.5

• Ang mga liquid-cooled data center ay maaaring makamit ang pue na mas mababa sa 1.2, at sa ilang arkitektura ay mas mababa pa

Ang liquid cooling ay makabuluhang nakakabawas sa konsumo ng kuryente ng bentilador at nagpapabuti sa pangkalahatang paggamit ng enerhiya, na direktang nagpapababa ng mga gastos sa pagpapatakbo at carbon footprint.

3.2 suporta para sa mataas na densidad na pag-deploy

Habang patuloy na tumataas ang densidad ng lakas ng rack, nahihirapang lumawak ang pagpapalamig batay sa daloy ng hangin. Ang likidong pagpapalamig ay nagbibigay-daan sa:

• mas mataas na paghawak ng daloy ng init bawat yunit ng lugar

• mas siksik na mga layout ng server

• kakayahang umangkop sa mga limitadong espasyo

3.3 pinahusay na pagiging maaasahan at kontrol sa init

Ang liquid cooling ay nagbibigay-daan sa direktang pagkuha ng init mula sa chip, na binabawasan ang thermal resistance at tinitiyak ang matatag na temperatura ng junction sa ilalim ng patuloy na mataas na load.

4. pangkalahatang-ideya ng mga teknolohiya ng likidong pagpapalamig ng data center

4.1 mga uri ng sistema ng paglamig ng likido

Sa mga solusyong ito, ang cold plate liquid cooling ay nananatiling pinaka-mature at malawakang ginagamit na pamamaraan sa mga AI data center dahil sa balanse nito sa kahusayan, pagpapanatili, at pagiging tugma sa mga umiiral na arkitektura ng server.

5. mga pagsasaalang-alang sa mga cooling fluid at thermal performance

Ang mga katangian ng cooling fluid ay direktang nakakaimpluwensya sa kaligtasan, kahusayan, at pagpapanatili ng sistema. Kung ikukumpara sa mga sistemang nakabatay sa tubig, ang mga dielectric refrigerant na ginagamit sa two-phase cooling ay nag-aalok ng mga natatanging bentahe, kabilang ang electrical insulation at phase-change heat transfer.

Kabilang sa mga pangunahing tagapagpahiwatig ng pagganap ang boiling point, latent heat, operating pressure, thermal conductivity, at environmental impact (GWP).

Ang mga two-phase refrigerant ay nagbibigay-daan sa mataas na paglipat ng init sa mas mababang rate ng daloy, na binabawasan ang lakas ng bomba at pinapabuti ang pangkalahatang kahusayan ng sistema.

6. mga hamon ng mga kumbensyonal na plato ng malamig na tubig

Bagama't malawakang ginagamit ang mga water-based cold plate, nagpapakita ang mga ito ng ilang likas na panganib sa pangmatagalang operasyon:

6.1 mga panganib ng kalawang

Ang mga copper microchannel cold plate na binuo sa pamamagitan ng pagpapatigas ay maaaring makaranas ng galvanic corrosion dahil sa mga pagkakaiba sa potensyal ng materyal, na pinalala pa ng oxygen, acidity, at microbial activity.

6.2 mga panganib ng pagbara

Ang mga microchannel ay madaling kapitan ng pagdami ng kaliskis, mga byproduct ng oksihenasyon, at biyolohikal na paglaki, na maaaring pumigil sa daloy at lubhang makabawas sa kahusayan ng paglipat ng init.

6.3 mga panganib ng pagtagas

Ang mga tumatandang seal, pagkasira ng tubo, at pagkapagod ng connector ay nagpapataas ng panganib ng pagtagas ng coolant. Dahil ang tubig ay konduktibo, ang mga tagas ay maaaring magdulot ng mga short circuit at malubhang pinsala sa kagamitan.

7. Ang papel ni kingka sa pamamahala ng thermal ng data center

7.1 one-stop na tagapagbigay ng solusyon sa thermal

Taglay ang 15 taong karanasan, ang kingka ay isang mapagkakatiwalaang tagagawa na dalubhasa sa mga mataas-performance heat sink, custom liquid cooling plate, at mga precision machined component para sa mga data center, electronics, at mga aplikasyon ng renewable energy.

Ang aming mga kakayahan ay sumasaklaw sa buong siklo ng buhay ng produkto—mula sa thermal design at cfd simulation hanggang sa precision manufacturing, testing, packaging, at global delivery.

7.2 mga advanced na kakayahan sa pagmamanupaktura

• mataas na katumpakan na cnc machining na may mga tolerance hanggang ±0.01 mm

• 5-axis machining para sa mga kumplikadong geometry ng cold plate

• skiving, extrusion, at friction stir welding (fsw) para sa mga mataas-performance thermal structure

• paggawa ng likidong cold plate na hindi tumatagas at pinagsamang pagpupulong

7.3 mahigpit na katiyakan ng kalidad

• mga prosesong sertipikado ng iso 9001:2015 at iatf 16949

• 100% na inspeksyon sa dimensyon at pagsukat ng cmm (katumpakan hanggang 1.5 μm)

• pagsubok sa pagtagas ng gas/likido at pagsubok sa paghawak ng presyon

7.4 pagpapasadya na hinimok ng inhinyeriya

Ang kingka ay malapit na nakikipagtulungan sa mga customer upang i-optimize ang mga disenyo batay sa mga kondisyon ng pagpapatakbo sa totoong mundo, pagbabalanse ng pagganap, pagiging maaasahan, kakayahang magawa, at gastos.

8. pagpapagana ng susunod na henerasyon ng mga sentro ng datos na may AI

Habang bumibilis ang lakas ng AI computing, ang thermal management ay naging isang estratehikong hamon sa imprastraktura sa halip na isang pangalawang konsiderasyon sa inhinyeriya. Ang mahusay, maaasahan, at nasusukat na mga solusyon sa pagpapalamig ay mahalaga upang mabuksan ang buong potensyal ng mga mataas-performance na AI chip at arkitektura ng data center.

Sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng advanced thermal engineering, precision manufacturing, at end-to-end customization, ang kingka ay nakatuon sa pagsuporta sa mga pandaigdigang customer sa pagbuo ng mga mataas-efficiency at future-ready na solusyon sa pamamahala ng thermal ng data center.