หน่วย กระจาย สาร ทำความเย็น สำหรับ ดาต้า เซ็นเตอร์ สมัยใหม่

การประมวลผลที่เข้มข้นซึ่งเกี่ยวข้องกับปัญญาประดิษฐ์สร้างภาระความร้อนที่เกินความสามารถของโครงสร้างพื้นฐานการปรับอากาศแบบดั้งเดิมอย่างต่อเนื่อง ทำให้จำเป็นต้องเปลี่ยนไปใช้ระบบไฮบริดที่มีความหนาแน่นสูง เพื่อแก้ไขข้อจำกัดทางวิศวกรรมนี้ Schneider Electric ได้พัฒนา WCDU ซึ่งเป็นหน่วยกระจายสารทำความเย็น (CDU) ที่ออกแบบมาเพื่อผสานรวมทางกลไกกับผนังพัดลม (fan wall) และจัดการการทำความเย็นด้วยของเหลวในทางเดินเทคนิค

การบูรณาการทางสถาปัตยกรรมและการจัดการพื้นที่ทางกายภาพ
ผู้ให้บริการศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่จำเป็นต้องเพิ่มประสิทธิภาพพื้นที่ทางกายภาพเพื่อเพิ่มความหนาแน่นของเซิร์ฟเวอร์ให้สูงสุด โดยย้ายโครงสร้างพื้นฐานที่รองรับออกไปนอกห้องข้อมูลหลัก (white space) หน่วย WCDU ตอบสนองความต้องการนี้โดยการจัดวางตำแหน่งในทางเดินเทคนิคและใช้การเชื่อมต่อพลังงานจากด้านบน (top entry) โครงสร้างนี้ช่วยเพิ่มพื้นที่อันมีค่าในห้องข้อมูลและลดความซับซ้อนในการติดตั้งทางกลสำหรับช่างเทคนิค ระบบมีโครงสร้างเป็นโซลูชันแบบครบวงจรที่บรรจุอยู่ในโครงเหล็กซึ่งรวมถึงตัวแลกเปลี่ยนความร้อนและระบบปั๊ม เมื่อผสานการทำงานเข้ากับผนังพัดลม (fan wall) ที่มีอยู่เดิมหรือทำงานเป็นหน่วยอิสระ อุปกรณ์นี้จะช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถปรับเทียบอัตราส่วนระหว่างการทำความเย็นด้วยของเหลวและอากาศได้ตามปริมาณงานเฉพาะ ซึ่งช่วยหลีกเลี่ยงการออกแบบโครงสร้างที่ใหญ่เกินความจำเป็นและการสร้างความจุความร้อนที่ไม่ได้ใช้งาน

ความสามารถในการแลกเปลี่ยนความร้อนและความสามารถในการขยายขนาดการดำเนินงาน
เพื่อรองรับความหนาแน่นของพลังงานสูงที่ต้องการโดยคลัสเตอร์ปัญญาประดิษฐ์สมัยใหม่ หน่วย WCDU เพียงหน่วยเดียวให้ความสามารถในการทำความเย็นสูงสุด 3.5 MW เมื่อทำงานที่อัตราการไหล 1.5 ลิตรต่อนาทีต่อ kW และ 2.5 MW ที่ 2.0 ลิตรต่อนาทีต่อ kW การออกแบบระบบรองรับสถาปัตยกรรมที่สามารถขยายขนาดได้ โดยอนุญาตให้มีการทำงานร่วมกันในโหมดกลุ่มสูงสุด 20 หน่วย สถาปัตยกรรมแบบขนานนี้มอบความสามารถในการขยายขนาดทางไฮดรอลิกที่จำเป็นสำหรับการจัดการห้องข้อมูลที่มีการใช้พลังงานรวมระหว่าง 30 ถึง 40 MW ในระดับอุณหพลศาสตร์ โครงสร้างพื้นฐานนี้รองรับอุณหภูมิน้ำจ่ายที่สูงและรักษาค่าความแตกต่างของอุณหภูมิเข้าใกล้ (approach temperature) ให้จำกัดอยู่ที่ 2 องศาเซลเซียส ซึ่งเป็นพารามิเตอร์การทำงานที่สำคัญที่ช่วยลดการใช้พลังงานและปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน (PUE) โดยรวมของศูนย์ข้อมูล

ส่วนประกอบไฮดรอลิกและความยืดหยุ่นของโครงสร้างพื้นฐาน
ความน่าเชื่อถือในศูนย์ข้อมูลระดับองค์กรต้องการความซ้ำซ้อนทางกลไก (mechanical redundancy) เพื่อป้องกันการหยุดชะงักทางความร้อนระหว่างการบำรุงรักษาตามกำหนดเวลาหรือความล้มเหลวของส่วนประกอบที่ไม่ได้คาดคิด หน่วย WCDU ใช้สถาปัตยกรรมไฮดรอลิกที่ติดตั้งปั๊มที่สามารถสับเปลี่ยนได้ขณะทำงาน (hot-swappable) วาล์วควบคุมอิสระจากแรงดัน (PICV) และตัวกรองขนาด 25 ไมครอน ซึ่งจำเป็นอย่างยิ่งในการป้องกันการอุดตันของช่องขนาดเล็กภายในแผ่นเย็น (cold plates) ของเซิร์ฟเวอร์ การตรวจสอบและการวินิจฉัยระบบได้รับการจัดการแบบเรียลไทม์ผ่านอินเทอร์เฟซระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร (HMI) บนหน้าจอสัมผัสขนาด 15 นิ้ว สำหรับการติดตั้งที่มีโหลดสูงสุด 2.5 MW ระบบสามารถกำหนดค่าให้มีความซ้ำซ้อนทางกลไก N+1 สำหรับปั๊มและวาล์ว เพื่อให้แน่ใจว่ามีการสำรองการไหลของสารทำความเย็นอย่างต่อเนื่อง การเปิดตัวรุ่นนี้ช่วยขยายกลุ่มผลิตภัณฑ์โซลูชันของบริษัท โดยครอบคลุมกำลังการทำความเย็นตั้งแต่ 105 kW ถึง 3.5 MW

บริบทเพิ่มเติม
ส่วนนี้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับข้อกำหนดทางเทคนิคและการเปรียบเทียบเกณฑ์มาตรฐานทางการแข่งขันที่ไม่ได้รวมอยู่ในประกาศเปิดตัวผลิตภัณฑ์ดั้งเดิม

การเปลี่ยนไปใช้โปรเซสเซอร์สำหรับปัญญาประดิษฐ์ เช่น สถาปัตยกรรม GPU ล่าสุดที่มีค่าพลังงานความร้อน (TDP) เกิน 700-1000 วัตต์ ทำให้ระบบทำความเย็นด้วยอากาศแบบดั้งเดิมไม่เพียงพอ ส่งผลให้ต้องนำระบบทำความเย็นด้วยของเหลวแบบส่งตรงถึงชิป (Direct-to-Chip) มาใช้ ในภาคส่วนนี้ ตัวชี้วัดที่ใช้แข่งขันสำหรับหน่วยกระจายสารทำความเย็น (CDU) ขึ้นอยู่กับความสามารถในการแลกเปลี่ยนความร้อนต่อตารางเมตรของพื้นที่ติดตั้งและการแยกวงจรทุติยภูมิที่เชื่อถือได้เพื่อปกป้องฮาร์ดแวร์ไอทีที่ละเอียดอ่อน โซลูชันเทียบเคียงในตลาดโครงสร้างพื้นฐานของศูนย์ข้อมูล เช่น ระบบ CDU ความจุสูงจาก Vertiv หรือ CoolIT Systems ก็มุ่งเน้นในทำนองเดียวกันไปที่การรวมเซ็นเซอร์ขั้นสูงและปั๊มปรับความเร็วรอบได้ เพื่อปรับอัตราการไหลของสารทำความเย็นตามความผันผวนของโหลดเซิร์ฟเวอร์แบบไดนามิก กฎระเบียบระดับโลกด้านประสิทธิภาพการใช้พลังงานยังผลักดันให้ศูนย์ข้อมูลต่างๆ ต้องเพิ่มอุณหภูมิน้ำจ่ายเพื่อขยายชั่วโมงการทำความเย็นแบบอิสระ (free-cooling) ให้ได้มากที่สุด ทำให้การมีค่าความแตกต่างของอุณหภูมิเข้าใกล้ที่ต่ำเป็นข้อกำหนดทางวิศวกรรมที่สำคัญในการควบคุมต้นทุนการดำเนินงานในระยะยาว

แก้ไขโดย Maria Brueva บรรณาธิการของ Induportals – ปรับปรุงโดย AI

www.se.com