Контактные технологии охлаждения

Контактное охлаждение

Само название технологии — контактное охлаждение, подразумевает физическое соприкосновение процессора с охлаждающим элементом. При таком способе холодным элементом является медная пластина, охлажденная теплоносителем. В данном случае теплоносителем является «вода». Указанный способ используется достаточно давно, но от внедрения этой технологии многих останавливала боязнь протечек «воды». Современные системы контактного охлаждения имеют вполне безопасную реализацию, сравнительно низкую стоимость,  что способствует росту интереса к подобной технологии.

Что такое контактное охлаждение?

Для снятия избыточного тепла на наиболее разогревающиеся элементы (центральные процессоры, сопроцессоры – Intel Phi, графические ускорители) изготавливаются специальные элементы, называемые водоблоками, в которые для охлаждения подается теплоноситель. Технология контактного охлаждения эффективно отводит тепло, выделяемое процессорами, протекая через водоблоки, установленные на процессоры, и унося его от чувствительных к температуре компонентов. Это стало возможным благодаря использованию медных радиаторов с микропластинами, которые позволили эффективно поглощать тепло.

Таким образом, вода отводит тепло от наиболее активных источников тепла. Между водоблоком и микросхемой, как и в классической схеме, применяется любой подходящий термоинтерфейс.

Разновидности

Существуют два основных варианта реализации данного метода.

Вариант А. Отвод тепла только с самых горячих точек вычислительного модуля (процессор, сопроцессор, модули памяти), объединенных общей магистралью.

Используется компаниями: CoolIT Systems и Asetek.

Вариант Б. Предусматривает изготовление единого теплосъемного водоблока на всю материнскую плату. Стоит отметить, что для данного проекта могут изготавливаться специальные материнские платы, например с припаянными модулями памяти (для обеспечения прилегания).

Используется компаниями: Eurotech, РСК и Т-Платформы.

Теплоноситель

При таком подходе теплоносителем является водяной раствор пропиленгликоля. Процентное соотношение присадки и воды подбирается таким образом, чтобы исключить коррозию , и в данном случае составляет 15%. Такой теплоноситель не токсичен. Теплоемкость воды в 3200 раз выше, чем у воздуха, и это несомненное преимущество позволяет реализовать системы с большими возможностями. Представляются, например, большие возможности для «разгона» оборудования.

Как устроена система?

Конструкция подобных систем достаточно проста и позволяет произвести несложную доработку уже имеющихся вычислительных узлов в центре обработки данных. К описанным ранее водоблокам, размещенным в корпусе сервера, в стойку дополнительно устанавливаются модуль теплообмена и распределительные коллекторы. В теплообменном модуле устанавливаются теплообменник вода-вода, циркуляционные насосы (из расчета один на стойку) или помпы в теплосъемных элементах, блок управления и датчики контроля состояния системы. Для быстрого перехода на водяное охлаждение существует возможность реализации теплообменного модуля по принципу вода-воздух. Тогда стойка не требует подвода воды извне, но отдает тепло в воздух центра обработки данных либо в специальные горячие воздушные каналы.

Общие преимущества

Применение контактного охлаждения дает следующие преимущества:

  • Повышенная процессорная скорость
  • Бесперебойная работа
  • Пониженный уровень шума
  • Снижение зависимости от больших объемов холодного воздуха
  • Повышенная плотность вычислительного оборудования
  • Сокращение капитальных затрат
  • Сокращение операционных расходов

Преимущества Варианта А:

  • Низкая стоимость
  • Доступность быстрой модернизации воздушных систем
  • Простота Конструкции

Преимущества Варианта Б:

  • Полный отвод тепла
  • Отсутствие вентиляторов

Кроме собственных  решений  по технологии «контактного охлаждения» мы можем предложить Вам оборудование компании CoolIT Systems, являющейся нашими Партнером.