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高性能计算究竟如何高效降温?
日期:2022年6月24日

 

在数字经济时代,人类要面对的计算愈发复杂,算力已经成为了国家的核心竞争力。从结绳记事到数字的出现,从算盘的使用到1937年世界上第一台电子计算设备出现,计算能力呈指数级增长。

 

接下来的超算普及化时代,全球网络的生成和巨大的通信数据体量,高性能的计算设备愈发重要。高性能计算 (HPC) 通常采用强大的处理器和加速器、高性能存储和内存以及高速互连,这就增加了数据中心的密度。密集的基础设施意味着更多电力的消耗,释放出更多热量。

 


数据中心面临着如何保持最佳工作温度的严峻挑战,亟需高效的冷却技术来维持IT设备的最佳环境条件。给设备“降温”成为了高性能计算的首要课题。

 


什么是HPC ?

 

HPC(High Performance Computing),即高性能计算,是计算机科学的一个分支。通常是是指运用有效的算法,快速完成科学研究、工程设计、金融、工业以及社会管理等领域内具有数据密集型、计算密集型和I/O(数据输入输出)密集型的计算。

 

HPC和数据中心有一定的差别,HPC偏重运算能力,对服务器和技术稳定性的要求更高,而数据中心更通用化。虽然两者的基础硬件都是服务器,但数据中心更偏重存储,更趋向于消费类的产品。

 


如何选择冷却方式 ?

 

从传统方式角度,HPC采用的冷却方式可分为四种,分别是空气冷却、浸没式冷却、冷板式冷却以及喷淋式冷却,其中浸没式冷却和冷板式冷却为主要的液体冷却方式,各自又分为单相和双相。

 


浸没式 VS 冷板式

 

浸没式冷却液用量较多,且氟化液昂贵,需要专用的设备进行维护。虽然空间利用率可行,但器件的可维护性和材料的兼容性较差。虽然冷板式液冷技术对冷板要求的规格较多,需要单独定制冷板流道结构,在制造成本方面相对较高,但是在可维护性、空间利用率、兼容性方面具有较强的应用优势。

 

浸没式液冷技术通过浸没发热器件,使得器件与液体直接接触,进而进行热交换。冷板式液冷将热量传递给循环管道中的冷却液体,通过液体本身的制冷特性将服务器产生的热量带走,提高冷板的冷却效率,大幅度降低数据中心的能耗。循环管路是连接换热冷板、热交换单元以及其他相关器件的重要部件,大多根据数据中心建设的不同需求,选择合适的管路进行连接。

 


高质量连接器的重要性

 

使用合适的液体冷却技术“降温”是缓解HPC产生巨大热量的最有效途径。

 

这些行业的组件供应商需要根据不同客户的要求生产针对性的快速断开接头,以解决HPC 及大型数据中心的液体冷却遇到的流量和压力问题。CPC一直在挖掘HPC领域的价值,以客户为中心,倾听客户需求(Voice Of Customer),为不同的需求制定差异化的解决方案,量身定做所需的连接器,包括不同的材质、流量需求等等。

 


用于HPC的连接器必须是无尘无杂质生产,这就对使用洁净室提出了新的要求,在洁净室生产的产品可以很好的防止杂质的产生。为了确保氟化液等液体安全无泄露,防止产生安全隐患,在生产、运输、包装、测试环境、安装环境等等,都有明确的企业标准和技术指标。CPC独立的生产线以及全洁净室的生产环境能够确保产品的安全无杂质。

压力、温度、流速、环境暴露和化学相容性都是选择合适的快速接头的重要因素。高抗冲击和耐热材料聚苯砜 (PPSU)材料PLQ系列接头具有热绝缘体的特性,安全系数极高,可以保证元器件产生的热量或者由流体带来的热量不通过金属散发到空气中,通过流体将温度进行冷却循环。CPC的产品不仅仅是无流体泄露,更是无热量泄露,操作人员在接触时也不会觉得温度很高,进一步保护了操作人员的安全。

 



PPSU材料具有与金属相当的坚固性,防火性很强,同时不会在管路表面形成冷凝水。在同等流量的情况下,PLQ的CV值(流通参数)远远优于金属产品。用最小的分子颗粒氦气对PLQ进行无滴漏测试,在一定时间内,压力衰竭可以保持在一定的范围内,超过行业要求。插拔次数超过一万次更是确保了接头的稳定和耐用。

 

 

如今,HPC 已经超越智能手机成为市场新的增长动力。随着对计算需求的持续增长,以及对削减电力成本,降低碳排放的需要,液体冷却或被视为未来冷却数据中心的关键。CPC拥有强大的材料专家和科学家,有充足的技术储备去支持高分子材料产品的研发与生产,根据市场需求不断扩大规模,完善生产标准,这也是CPC一直坚定不移地发展方向与动力。

 

 

 

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