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Raffreddamento ad immersione per data center
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L'incremento dei dati economici sta cambiando radicalmente il modo in cui viviamo. Il nostro mondo sempre più attivo e integrato sta spingendo le aziende a operare ad un ritmo sempre più crescente. Quasi ogni aspetto della nostra vita quotidiana, dispositivi intelligenti, case, città e veicoli autonomi, fa affidamento su ciò che accade all'interno dei Data Center.
Tuttavia, questi centri hanno un costo enorme in termini di consumo di energia, consumo di acqua, spazio e altro. È chiaro: abbiamo bisogno di data center più veloci, più smart, più efficienti dal punto di vista energetico e più sostenibili.
Passando i data center dai tradizionali metodi di raffreddamento al raffreddamento ad immersione utilizzando i fluidi 3M, le aziende possono soddisfare meglio i requisiti di performance, gestendo al contempo i costi e l'impatto ambientale.
Raggiungi ciò che altrimenti sarebbe impossibile: una nuova era per i Data Center.
Scopri cosa possono fare i fluidi 3M per cinque diverse applicazioni di data center.
Il raffreddamento ad immersione utilizzando i liquidi 3M™ Fluorinert™ o i fluidi 3M™ Novec™ può aiutare a migliorare l'efficienza riducendo i costi di progettazione e di costruzione alla manutenzione e alle operazioni. Il Data Center di prossima generazione è proprio dietro l'angolo: lascia che 3M ti aiuti a raggiungerlo.
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Hyperscale
Strategia. Prestazioni. Costi. Sostenibilità.
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Agnostico geograficamente ed ecologicamente
Distribuire i Data Center con un'infrastruttura di raffreddamento più coerente a livello globale, indipendentemente dalle decisioni sulla posizione.
Progettazione di data center più semplice per scalare in modo più efficiente
Scalabilità più efficiente con data center più piccoli e topologie di data center più semplici (ad es. meccanica, elettrica, di rete). Semplificare la progettazione del data center eliminando la necessità di una complessa gestione del flusso d'aria.
Ridurre le spese in conto capitale e operative
Soddisfare le nuove esigenze di carico di lavoro riducendo al contempo le spese in conto capitale riducendo al minimo o eliminando l'infrastruttura di raffreddamento dell'aria (ad esempio refrigeratori, CRAC, CRAH, PDU, RPP, telecomunicazioni / reti, impronta delle strutture). Con una maggiore efficienza di raffreddamento, è possibile ridurre i costi dell'elettricità dedicati alle esigenze di raffreddamento accessorie.
Ridurre l'efficacia dell'utilizzo dell'energia (PUE) e l'uso dell'acqua
Con PUE a partire da 1,03, crea data center più efficienti dal punto di vista energetico e sostenibili. Inoltre, puoi ridurre o eliminare gli scarichi idrici con raffreddamento ad immersione a una fase o bifase mediante l'uso di refrigeratori a secco.
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Supercomputing
Strategia. Prestazioni. Costi. Sostenibilità.
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Maggiori prestazioni ed efficienza di raffreddamento
Supportare carichi di lavoro nuovi o più intensivi di elaborazione che le soluzioni di raffreddamento tradizionali fanno fatica a raffreddare in modo efficiente ed economico attraverso un aumento delle operazioni in virgola mobile al secondo (FLOPS) per watt.
Ridurre l'efficacia dell'utilizzo dell'energia (PUE) e l'uso dell'acqua
Con PUE a partire da 1,03, crea supercomputer più efficienti dal punto di vista energetico e sostenibili. Inoltre, puoi eliminare gli scarichi idrici con raffreddamento ad immersione bifase mediante l'uso di refrigeratori a secco e ridurre o eliminare gli sprechi d'acqua con raffreddamento ad immersione a una fase mediante l'uso di raffreddatori a secco.
Ridurre le spese operative
Con una maggiore efficienza di raffreddamento, è possibile ridurre i costi dell'elettricità dedicati alle esigenze di raffreddamento accessorie.
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HPC aziendale
Strategia. Prestazioni. Costi. Sostenibilità.
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Maggiore potenza ed efficienza di raffreddamento
Supportare carichi di lavoro nuovi o più intensivi di elaborazione che le soluzioni di raffreddamento tradizionali fanno fatica a raffreddare in modo efficiente ed economico.
Bassa latenza
Aiuta a ridurre i ritardi eseguendo carichi di lavoro sensibili alla latenza nei data center più densi e ottimizzati per lo spazio o negli armadi dei server più vicini all'utente.
Aumenta l'affidabilità dell'hardware
Temperature di giunzione più basse, sbalzi di temperatura e punti caldi ridotti aumentano l'affidabilità delle operazioni. Ridurre i guasti hardware comuni minimizzando le parti mobili (ad es. ventole) necessarie per i metodi di raffreddamento tradizionali.
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Edge/5G
Strategia. Prestazioni. Costi. Sostenibilità.
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Agnostico geograficamente ed ecologicamente
Installare sistemi periferici con un'infrastruttura di raffreddamento coerente a livello globale, indipendentemente dalle variazioni ambientali (ad es. Freddo / caldo, umido / secco). Anche i fattori di forma più densi consentono applicazioni più sensibili allo spazio e al peso.
Tabella di marcia verso le esigenze future di densità di potenza
Distribuisci unità perimetrali ad alta densità con piccoli fattori di forma progettati per supportare carichi di lavoro attuali e futuri.
Bassa latenza
Aiuta a ridurre i ritardi eseguendo carichi di lavoro sensibili alla latenza in unità periferiche più spesse e ottimizzate per lo spazio più vicino all'utente.
Prolungare la vita degli asset
Le unità sigillate con raffreddamento ad immersione proteggono l'hardware IT da contaminanti ambientali come polvere e umidità. Una riduzione delle parti mobili aiuta anche a migliorare l'affidabilità e prolunga la durata delle unità dei bordi.
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Criptovaluta
Strategia. Prestazioni. Costi. Sostenibilità.
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Maggiori prestazioni per watt
Ottieni un vantaggio con il raffreddamento ad immersione aumentando i tassi di hash attraverso l'overclocking. Assegna più potenza alle attività di mining e ad altre attività che generano profitti, dati i maggiori guadagni nell'efficienza di raffreddamento.
Ridurre le spese in conto capitale e operative
Riduzione delle spese in conto capitale minimizzando o eliminando l'infrastruttura di raffreddamento dell'aria (ad es. refrigeratori, CRAC, CRAH, PDU, RPP, telecomunicazioni / reti, presenza di strutture). Con una maggiore efficienza di raffreddamento, è possibile ridurre i costi dell'elettricità dedicati alle esigenze di raffreddamento accessorie.
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Tecniche di raffreddamento dei liquidi attivate dai fluidi 3M
I fluidi 3M possono essere utilizzati per applicazioni di raffreddamento ad immersione a fase singola e bifase, nonché per applicazioni direct-to-chip monofase e bifase.
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Raffreddamento mediante immersione a fase singola
Nel raffreddamento ad immersione monofase, il fluido rimane nella sua fase liquida. I componenti elettronici vengono immersi direttamente nel liquido dielettrico in un contenitore sigillato ma facilmente accessibile in cui il loro calore viene trasferito al fluido. Spesso, vengono utilizzate le pompe per instradare il fluido riscaldato verso uno scambiatore di calore, dove viene raffreddato e riportato nel recipiente.
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Raffreddamento bifase
Nel raffreddamento ad immersione bifase, il fluido viene bollito e condensato, aumentando esponenzialmente l'efficienza del trasferimento di calore. I componenti elettronici sono direttamente immersi nel liquido dielettrico in un contenitore sigillato ma facilmente accessibile in cui il calore dei componenti elettronici fa bollire il fluido, producendo vapore che sale dal liquido. Il vapore si condensa su uno scambiatore di calore (condensatore) all'interno del serbatoio, trasferendo il calore all'acqua dell'impianto che scorre all'esterno del data center.
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Raffreddamento direct-to-chip
Il raffreddamento diretto al chip respinge il calore pompando il fluido attraverso piastre fredde fissate ai componenti elettronici. Il fluido non entra mai in contatto diretto con l'elettronica. Mentre i fluidi non dielettrici (ad es. glicole d'acqua) sono spesso utilizzati nel raffreddamento direct-to-chip, i fluidi dielettrici possono essere utilizzati in applicazioni direct-to-chip per mitigare i rischi associati alle perdite, aumentando l'affidabilità delle apparecchiature hardware/IT. Il raffreddamento direct-to-chip può essere implementato utilizzando tecnologie monofase e bifase.
Scopri il fluido 3M giusto per le tue esigenze di raffreddamento a liquido
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Liquidi per componenti elettronici Fluorinert di 3MDa oltre 60 anni i 3M Fluorinert definiscono lo standard industriale per il raffreddamento dell'elettronica a contatto diretto. Questi liquidi estremamente inerti, completamente fluorurati, hanno una rigidità dielettrica eccezionalmente elevata e un'eccellente compatibilità dei materiali. I 3M Fluorinert sono liquidi trasparenti, inodori, non infiammabili, a base di olio, a bassa tossicità, non corrosivi, offrono un ampio intervallo di temperature e un'elevata stabilità termica e chimica. I liquidi 3M Fluorinert usati comunemente per i per componenti elettronici hanno costanti dielettriche molto basse, così da essere l'ideale per applicazioni di raffreddamento ad immersione nei Data Center monofase e bifase.
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Fluidi 3M NovecI fluidi 3M Novec sono progettati per offrire il giusto equilibrio tra prestazioni, proprietà ambientali e sicurezza dei lavoratori. Sono disponibili per una vasta gamma di applicazioni, tra cui trasferimento termico, pulizia, test e deposizione di lubrificanti. Questi fluidi non sono infiammabili, non sono a base di olio, hanno bassa tossicità, non sono corrosivi, hanno una buona compatibilità dei materiali e stabilità termica. I fluidi 3M Novec hanno un basso potenziale di riscaldamento globale (GWP) e zero potenziale di riduzione dell'ozono (ODP), offrendo così ai proprietari di Data Center una soluzione innovativa, affidabile e sostenibile per il raffreddamento a liquido dei Data Center monofase o bifase (direct-to-chip e raffreddamento ad immersione). 3M attualmente consiglia l'uso di fluidi 3M Novec a base di idrofluoroetere (HFE) per applicazioni di raffreddamento a liquido dei data center.
Domande frequenti sul raffreddamento ad immersione
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Cos'è il raffreddamento mediante immersione?
Il raffreddamento ad immersione permette di raffreddare l'hardware IT del data center mediante l'immersione diretta dell'hardware IT in un liquido non conduttivo come ad esempio i liquidi per componenti elettronici 3M™ Fluorinert™ o i fluidi 3M™ Novec™. Il calore generato dai componenti elettronici viene trasferito direttamente ed efficacemente al fluido. Così si riduce la necessità di materiali di interfaccia, dissipatori di calore, ventole, protezioni, lamiera e altri componenti tipici dei metodi di raffreddamento tradizionali.
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Quali sono i vantaggi del raffreddamento ad immersione rispetto al raffreddamento ad aria?
Il raffreddamento ad immersione con fluidi 3M offre molti vantaggi rispetto al raffreddamento ad aria tradizionale, tra cui una maggiore efficienza termica (ovvero un PUE inferiore), prestazioni e affidabilità dei data center. Il raffreddamento ad immersione elimina anche la necessità di una complessa gestione del flusso d'aria. I data center ottimizzati con raffreddamento ad immersione possono garantire riduzioni dei costi e delle spese operative, nonché una riduzione dei tempi e della complessità della costruzione. La maggiore densità di calcolo del raffreddamento ad immersione consente di ottenere layout di Data Center più flessibili ed elimina le barriere sulla scelta di localizzare i Data Center nelle aree con elevati costi immobiliari o con limitazioni di spazio. Infine, il raffreddamento ad immersione con i fluidi 3M può determinare un buon compromesso tra il consumo di acqua, l'efficienza energetica ed i costi eliminando la necessità di refrigeratori con economizzatori e controlli complessi utilizzati nel raffreddamento ad aria. Questo consente di eliminare l'uso dell'acqua necessaria per raffreddare il Data Center, utilizzando invece le temperature naturali dell'acqua in molti climi per consentire il raffreddamento a piena capacità senza infrastrutture di evaporazione.
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Qual è la differenza tra raffreddamento ad immersione e raffreddamento direct-to-chip?
Il raffreddamento ad immersione implica l'immersione diretta dell'hardware IT in un contenitore sigillato ma facilmente accessibile, riempito con liquido dielettrico. Il calore generato dai componenti elettronici viene trasferito direttamente al fluido. Con il raffreddamento direct-to-chip, il fluido non entra mai in contatto diretto con l'elettronica. Invece, il raffreddamento direct-to-chip utilizza tubi per pompare un liquido di raffreddamento su piastre fredde che si trovano su componenti elettronici per trasferire calore.
Sia il raffreddamento ad immersione sia il raffreddamento direct-to-chip possono essere implementati utilizzando metodi monofase e bifase utilizzando i fluidi 3M. -
Quali sono i modi comuni in cui è possibile implementare il raffreddamento ad immersione?
Esistono due configurazioni di raffreddamento ad immersione comuni: Stile serbatoio e conchiglia.
Il raffreddamento ad immersione attraverso il serbatoio utilizza il fluido dielettrico come mezzo di trasferimento del calore in un serbatoio sigillato ma facilmente accessibile. In questo modo si elimina la necessità di connettori ermetici, recipienti a pressione, tenute e conchiglie. I server devono essere installati verticalmente all'interno del serbatoio.
Nel design a conchiglia, l'elettronica del server è sigillata all'interno dello chassis del server. Il fluido dielettrico viene fatto circolare attraverso l'intero contenitore del server, rimuovendo il calore dai componenti elettronici. Il design a conchiglia è in genere implementato con i server inseriti orizzontalmente in un rack. -
Quali sono alcune considerazioni per scegliere tra il raffreddamento ad immersione a fase singola o bifase?
Ci sono diversi fattori chiave da considerare quando si decide tra il raffreddamento ad immersione a fase singola e bifase.
I sistemi di raffreddamento ad immersione a fase singola presentano un più semplice design del serbatoio e un miglior contenimento dei fluidi. La compatibilità dei materiali e l'igiene dei fluidi sono anche meno difficili nel raffreddamento ad immersione a fase singola rispetto a quello bifase.
L'implementazione di sistemi di raffreddamento ad immersione passivi bifase consente una maggiore efficienza di trasferimento di calore attraverso il processo di ebollizione (attraverso il cambiamento di fase da liquido a vapore) rispetto al raffreddamento ad immersione monofase, consentendo di raggiungere maggiori densità di potenza con raffreddamento ad immersione bifase (fino a 250-500 kW/serbatoio). Inoltre, l'infrastruttura di raffreddamento richiesta per supportare il raffreddamento ad immersione bifase è in genere meno complessa, poiché non è necessario un raffreddamento adiabatico aggiuntivo oltre a un dispositivo di raffreddamento a secco. -
Quali categorie di fluidi posso usare per il raffreddamento ad immersione a fase singola?
Sia i fluorochimici (o fluorocarburi) che gli idrocarburi (ad es. oli minerali, oli sintetici, oli naturali) possono essere utilizzati per il raffreddamento ad immersione a una fase. I fluidi con un punto di ebollizione più elevato (al di sopra della temperatura massima del sistema) sono necessari per garantire che il fluido rimanga in fase liquida.
Tra gli elementi da prendere in considerazione al momento di decidere tra vari fluorochimici e idrocarburi ci sono: prestazioni di trasferimento di calore (stabilità e affidabilità nel tempo, ecc.), facilità di manutenzione dell'hardware IT, necessità di igiene e sostituzione dei fluidi, compatibilità dei materiali, proprietà elettriche, infiammabilità o combustibilità, impatto ambientale, sicurezza e costo totale del fluido per tutta la durata del serbatoio o del Data Center. -
Quali categorie di fluidi posso usare per il raffreddamento ad immersione bifase?
I fluidi fluorochimici, generalmente con un punto di ebollizione più basso, sono utilizzati principalmente per il raffreddamento ad immersione bifase. Gli idrocarburi in genere non vengono utilizzati per i sistemi di raffreddamento ad immersione bifase, poiché la maggior parte degli idrocarburi sono combustibili e/o infiammabili. Pertanto, gli idrocarburi vengono generalmente utilizzati solo in applicazioni monofase.
Tra gli elementi da prendere in considerazione al momento di decidere tra vari fluorochimici e idrocarburi ci sono: prestazioni di trasferimento di calore (stabilità e affidabilità nel tempo, ecc.), facilità di manutenzione dell'hardware IT, necessità di igiene e sostituzione dei fluidi, compatibilità dei materiali, proprietà elettriche, infiammabilità o combustibilità, impatto ambientale, sicurezza e costo totale del fluido per tutta la durata del serbatoio o del Data Center.
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Scarica le seguenti FAQ tecniche sul raffreddamento ad immersione utilizzando i fluidi 3M.
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Mito o verità?
I nostri esperti hanno sfatato alcuni miti comuni relativi al raffreddamento ad immersione e ai fluidi 3M.
Risorse sul raffreddamento ad immersione
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Video: Guarda il raffreddamento mediante immersione in azione
Guarda il video "dietro le quinte" per vedere come funzionano i sistemi di raffreddamento bifase. Scopri in che modo il raffreddamento mediante immersione con l'uso dei fluidi 3M riesce a supportare una maggiore densità di potenza con prestazioni più elevate rispetto al raffreddamento ad aria in meno del 10% dello spazio.
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I data center tradizionali utilizzano in media il 40% della loro energia solo per il raffreddamento, senza contare i miliardi di litri d'acqua. Conosci meglio un mondo in cui tutto questo potrebbe cambiare, con il supporto delle nuove innovazioni in termini di trasferimento del calore e tecnologia di gestione termica.
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Il data center di criptovaluta raffreddato ad immersione da 40+ MW, 1,02 PUE di BitFury raggiunge fino a 250 kW per serbatoio o fino a 100 kW per m2 con Novec 7100.
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