از بزرگترین چالشهای مراکزداده مدرن، میتوان به مدیریت گرمای تولیدشده توسط سرورها اشاره کرد. بدان معنا که هرچه توان پردازشی بالاتر میرود، مصرف برق نیز بیشتر میشود و در نتیجه حرارت بیشتری هم ایجاد میگردد. در گذشته، اغلب مراکزداده با استفاده از سیستمهای تهویه مطبوع (Air Cooling) و جریان هوای سرد، دمای محیط را کنترل میکردند. ولی این روش سنتی دیگر برای بارهای کاری امروزی، بهویژه در حوزه هوش مصنوعی و پردازشهای سنگین، کافی نبوده و جوابگو نمیباشند.
حال سوالی که مطرح میشود این است که چرا خنکسازی سنتی جواب نیست؟ در جواب باید گفت سیستمهای خنکسازی مبتنی بر هوا، محدودیتهای جدی دارند. هوا رسانایی کمی برای انتقال حرارت دارد و برای پایین آوردن دمای سرورها نیاز است حجم زیادی از آن جابهجا شود. این بدان معناست که مراکزداده نیازمند فنهای پرقدرت، کانالهای بزرگ و مصرف انرژی بالاتری میباشند.
وقتی رکهای سرور با مقادیر مهم از جمله تراکم بالاتر و تراشههای پرمصرف پردازشگرهای گرافیکی اغنا و تامین میشوند، هوا بهتنهایی قادر به از بین بردن حرارت با سرعت بیشتر نمیباشد و نتیجه آن افزایش دما، افت راندمان سختافزار و حتی خطر خرابی تجهیزات میشود.
یکی از راهحلهای مهم و کارآمد در این زمینه، خنکسازی مایع و خنککنندههای مستقیم( Direct-to-Chip) میباشد. به همین دلیل، مراکزداده پیشرو در حال حرکت به سمت خنکسازی مایع (Liquid Cooling ) میباشند. در این روش، بهجای تکیه صرف بر هوا، از مایعاتی با ظرفیت بالای انتقال حرارت استفاده میشود.
دو مدل رایج وجود دارد؛ روش اول غوطهوری کامل(Immersion Cooling) میباشد. در این روش، کل سرور یا بخشی از آن در مایع دیالکتریک غوطهور شده و مایع بدون ایجاد رسانایی الکتریکی، گرما را جذب کرده و به سیستم خنککننده منتقل میکند.
روش دوم سرمایش مستقیم تراشه (Direct-to-Chip)است. در این مدل، مایع خنککننده از طریق لولهها مستقیماً به سطح پردازندهها و پردازشگرهای گرافیکی منتقل میشود. گرما بلافاصله از سطح تراشه به مایع منتقل شده و سپس به خارج هدایت میگردد.
مزیتهای فناوری خنکسازی مایع برای دیتاسنترهای بزرگ بسیار زیاد و چشمگیر میباشد. از مهمترین آن میتوان به چند نمونه اشاره کرد.
- انتقال حرارت با توان بیشتر: مایع خنککننده میتواند تا هزار برابر مؤثرتر، هوا گرما را منتقل کند. این یعنی سرورها میتوانند در دمای بهینه و بدون خطر بیشگرمایی کار کنند.
- پایین آمدن مصرف انرژی: خنکسازی مایع، انرژی کمتری نسبت به سیستمهای مبتنی بر هوا مصرف میکند. این موضوع برای مراکزداده بزرگ، که هزینه برق در آنها سرسامآور است، اهمیت ویژهای را به همراه دارد.
- افزایش تمرکز و تراکم سرورها: با حذف محدودیتهای جریان هوا، میتوان رکها را با تراکم بالاتری پر کرد. این بدان معناست که میتوان در همان فضای فیزیکی، توان پردازشی بیشتری را ارائه داد.
- استمرار و مقاومت بالاتر سختافزارها: خنکسازی دقیق و پایدار باعث میشود که قطعات الکترونیکی در دمای ثابت بهتر کار کنند و عمر بیشتری داشته باشند.
- استقامت و پایداری محیطزیستی: به کاهش مصرف انرژی از طریق خنکسازی مایع و بهبود بهرهوری و کاهش ردپای کربنی دیتاسنترها کمک میکند.
با توجه به رشد روزافزون هوش مصنوعی و نیاز به پردازشگرهای گرافیکی قدرتمند، از سال ۲۰۲۵، خنکسازی مایع و سرمایش مستقیم تراشه (Direct-to-Chip) از یک انتخاب لوکس به یک ضرورت حیاتی تبدیل شده است و شرکتهای بزرگ فناوری در حال سرمایهگذاری گسترده روی این حوزه هستند و پیشبینی میشود که ظرف چند سال آینده این روش به استاندارد اصلی مراکزداده پیشرفته تبدیل خواهد شد.
یکشنبه 10خرداد1405
