データセンターの熱管理
データセンターにとって、熱管理は極めて重要です。高密度サーバーは膨大な量の熱を発生します。高度な冷却ユニットや最適化されたエアフロー設計といった効果的なシステムは、過熱を防ぎ、安定した運用と長期的な信頼性を確保する上で不可欠です。
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コンピュータコンピューティングデータセンターとは何ですか?
コンピュータ処理センターは、大規模なデータ処理と計算を集中的に行う場所です。サーバーやスーパーコンピュータなどの高性能コンピュータデバイスを多数備え、高速ネットワーク接続を介してさまざまな複雑な計算タスクを迅速に処理できます。コンピュータ計算機能だけでなく、データの保存、管理、転送にも重点を置いています。データセンターは、さまざまなデータを保存するための膨大な量のストレージデバイスを備えているだけでなく、異なるシステムやユーザー間での効率的なデータ転送を確保するための、確立されたネットワークインフラストラクチャも備えています。さらに、データセンターは、データセキュリティと継続的な業務運用を確保するために、システムレベルの熱管理も必要とし、企業、機関などに包括的なデータサービスサポートを提供します。
データセンターでは熱管理はどのように行われていますか?
データセンターでは、機器の安定した稼働を維持するために、様々な連携手法を用いて熱管理を行っています。以下では、空冷システム、液冷システム、液浸システムの3つの側面から、データセンターにおける熱管理の仕組みをご紹介します。
空冷システム
データセンター内にCRAC（コンピュータルーム空調）などの空調設備を設置することで、冷気がデータセンター内に送り込まれます。床や天井に設置された換気ダクトを利用することで、冷気と温気の通路が形成され、冷気がサーバーなどの機器の吸気口に的確に届き、温気は温気通路から排出されます。これにより、冷気と温気の分離が実現し、冷却効率が向上します。また、サーバーなどの機器にはファンが搭載されており、放熱を促進し、空気の流れを加速することで、内部の熱を適時に放散させます。
液冷システム
直接液冷と間接液冷に分けられます。直接液冷は、CPU、GPUなどのサーバーの発熱部品に冷媒を直接送り込み、液体の循環によって熱を除去するプロセスです。間接液冷は、熱を中間媒体に伝達し、冷媒で冷却するプロセスです。液冷システムは、高熱密度の問題をより効率的に処理できます。空冷と比較して、エネルギー消費を大幅に削減し、放熱性を向上させ、局所的なホットスポットを減らすことができます。
Walmate Thermalの液体冷却システムは、CUPやGPUの冷却コア部品として、主に銅製の液体冷却プレートを使用しています。銅製の液体冷却プレート内部のマイクロチャネルは、スカイブドフィン工法を用いて作製され、その後銅管をろう付けすることで液体冷却モジュールを形成し、これを冷却サイクルシステム全体に接続することでチップ冷却を実現します。
浸漬冷却システム
浸漬冷却とは、サーバーなどのコア機器を非導通の液体に完全に浸漬することを指します。冷媒が循環および放熱過程で相変化を起こすかどうかによって、単相浸漬液体冷却と二相浸漬液体冷却に分けられます。単相浸漬液体冷却冷媒は通常、沸点が高く、熱を吸収した後に相変化を起こしません。自然対流またはポンプ駆動冷却によって循環し、外部の熱交換器に熱を伝達して冷却します。二相浸漬液体冷却では、低沸点冷媒を使用し、機器の発熱によって冷媒が沸騰し、液体から気体に変化します。蒸気は凝縮器コイルまで上昇し、液体に凝縮して逆流し、相変化の潜熱を利用して効率的な放熱を実現します。放熱には活性不活性冷媒を使用します。
以下に、実際のアプリケーション プロセス中に当社のエンジニアが設計および顧客エンジニアの参考のために書いたタイムリーな記事をいくつか紹介します。
- 液体冷却システム用の冷却剤の選択方法は？
- GPU 用の液体コールドプレートとは何ですか?
- 液体冷却プレート用のマイクロチャネルを設計するにはどうすればよいでしょうか?
- 液冷プレートの材質は何ですか？
