데이터 양의 폭발적인 증가로 인해 대규모 서버가 막대한 컴퓨팅 파워를 지원해야 합니다. 제한된 데이터 센터 건설 공간과 환경 규제로 인해 단일 캐비닛의 전력 밀도를 높이는 것이 증가하는 컴퓨팅 파워 수요와 데이터 센터의 제한된 수용 능력 사이의 균형을 맞추는 핵심 해결책이 되었습니다. 방대한 데이터 처리량과 계산은 인공지능 및 빅데이터와 같은 신기술을 위한 데이터 센터의 에너지 소비, 열 방출 및 소음 저감에 전례 없는 도전을 제기하고 있습니다.
이와 관련하여 액체 냉각 기술과 액체 냉각 서버를 적용한 액체 냉각 데이터 센터가 등장하여 데이터 센터 냉각에 대한 새로운 솔루션을 제공하고 있습니다.
액체 냉각 서버는 서버 온도를 낮추기 위해 액체 냉각 기술을 사용하는 서버 시스템입니다. 전통적인 서버는 보통 공기 냉각을 통해 열을 방출하는 반면, 액체 냉각 서버는 액체 매체가 열 방출 부품과 직접 접촉하여 발생한 열을 효과적으로 흡수하고 제거합니다. 액체 냉각 서버는 직접 냉각과 간접 냉각의 두 가지 유형으로 나뉩니다. 현재 직접 냉각은 주로 침지 액체 냉각이며, 간접 냉각은 주로 판형 액체 냉각입니다.
액체 냉각 서버 분석:
침지 액체 냉각은 IT 장비의 모든 발열 부품을 냉각액에 담가 열을 방출하는 과정입니다. 작동 유체가 상변화를 겪는지 여부에 따라 단상 액체 냉각과 상변화 액체 냉각으로 나눌 수 있습니다. 이 중 냉각액은 데이터 센터의 열교환 매체로서, 높은 절연성, 낮은 점도, 강한 호환성 특성을 지니고 있어 침지 액체 냉각 기술의 주요 매체가 됩니다. 마더보드 칩과 같은 발열 장치 표면의 열 방출 성능은 매체 끓음의 열전달 강도에 큰 영향을 미칩니다. 칩 표면이 매끄러우면 열전달면에서 액체의 열전달 계수가 높아져 열 방출 속도가 향상됩니다. 열을 흡수한 냉각액은 공기 냉각이나 수냉과 같은 순환 냉각 또는 응축 방식을 통해 냉각되거나 응축됩니다.
접촉식 액체 냉각 서버 분석:
스프레이형 액체 냉각은 일반적으로 데이터 센터의 인프라에 큰 변화를 요구하지 않습니다. 이는 펌프 압력이나 중력 구동에 의존하여 냉각 액체를 가열 요소의 요구에 따라 위에서 아래로 IT 장비 회로 기판에 정확하게 분사하는 방식입니다. 열을 흡수한 냉각 액체는 공기 냉각 또는 수냉과 같은 방법을 통해 순환 및 냉각됩니다. 스프레이형 액체 냉각 서버는 전체 스프레이 시스템의 주요 내부 구성 요소입니다. 높은 성능, 낮은 에너지 소비, 그리고 매우 신뢰할 수 있는 작동 특성으로 데이터 센터의 에너지 소비를 효과적으로 줄일 수 있습니다.
콜드 플레이트 액체 냉각 서버 분석:
콜드 플레이트 액체 냉각은 비접촉식 액체 냉각 방식으로, 냉각 액체가 가열 장치와 직접 접촉하지 않습니다. 콜드 플레이트 액체 냉각 시스템은 주로 열교환 콜드 플레이트, 열교환 유닛, 순환 배관, 냉원 및 기타 구성 요소로 이루어져 있습니다. 콜드 플레이트 액체 냉각은 순환 배관 내의 냉각 액체로 열을 전달하여 서버에서 발생하는 열을 액체 자체의 냉각 특성을 통해 제거함으로써 콜드 플레이트의 냉각 효율을 향상시키고, 데이터 센터의 에너지 소비를 크게 줄이며, 콜드 플레이트 액체 냉각 서버의 강력한 소음 저감 성능을 제공합니다. 콜드 플레이트 재료는 일반적으로 열전도율이 높은 재료로 구성되어 콜드 플레이트 표면이 등온에 가깝게 만들어져 집중된 열을 대량으로 제거합니다. 콜드 플레이트의 적용은 또한 냉각 매체가 전자 부품에 미치는 오염을 줄이고, 데이터 센터 설비의 수명을 향상시키며, 콜드 플레이트 액체 냉각 서버의 소음은 공기 냉각에 비해 훨씬 낮아 진정한 조용한 데이터 센터를 실현합니다.
냉각판 액체 냉각 기술은 유지보수성, 공간 활용도, 호환성 및 저소음 측면에서 강력한 적용 장점을 가지고 있습니다. 그러나 비용 측면에서는 냉각판 장치를 별도로 맞춤 제작해야 하기 때문에 기술 적용 비용이 상대적으로 높습니다. 반면, 분사형 액체 냉각 기술은 기존 서버와 캐비닛을 개조하여 데이터 센터 인프라 구축 비용을 크게 절감합니다. 다른 두 기술과 비교할 때, 침지 기술은 공간 활용도와 재활용성 면에서 더 우수한 성능을 보이지만, 장치의 유지보수성과 호환성은 떨어지나 데이터 센터의 에너지 소비를 줄이는 데 효과적입니다.
시장 데이터 비교
현재 콜드 플레이트 기술은 성숙 단계에 있으며 상업적 구현을 선도하고 있습니다. 2023년 상반기 중국 액체 냉각 서버 시장에서 콜드 플레이트가 90%를 차지했는데, 이는 주로 전통적인 데이터 센터가 기존 인프라 개조의 비용과 난이도에 주목한 점, 그리고 현재 콜드 플레이트 솔루션의 높은 성숙도와 우수한 상업적 기반에 기인합니다. 콜드 플레이트 액체 냉각 기술은 일찍 개발되었으며, 현재 콜드 플레이트 액체 냉각 데이터 센터 제품이 비교적 높은 시장 점유율을 보유하고 있습니다. 그러나 장기적으로 보면, 침지형은 열 방출 효율, 단일 캐비닛 전력, 공간 활용도 등에서 콜드 플레이트형에 비해 상당한 이점을 가지고 있습니다. 따라서 인프라 개조 및 구축 비용을 합리적으로 최적화하고, 전자 불소화액 또는 기타 냉각액의 적용 범위와 유지 보수성을 향상시키는 방법이 지속 가능한 친환경 데이터 센터 구축을 위한 필수 조건이 되었습니다.
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