Ein Überblick über die Entwicklung von Serverkühlsystemen

Server-Kühlpumpe, Hersteller von High-Density-Server-Kühlpumpen

Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Computertechnologie, der zunehmenden Größe und Dichte von Rechenzentren sowie der zunehmenden Leistung und Integration von Servern haben Serverkühlsysteme einen Entwicklungsprozess von nicht vorhanden über traditionell bis hin zu neu durchlaufen.

Anfangs nutzten Rechenzentren natürlich belüftete, nicht klimatisierte Methoden zur Serverkühlung, doch als die Leistungsdichte zunahm und die Anforderungen an die Wärmeableitung zunahmen, begann die Luftkühlung zu versagen. Zu diesem Zeitpunkt begann die Anwendung der Flüssigkeitskühlungstechnologie, die sich nach und nach zu einer effizienteren und zuverlässigeren Methode der Serverkühlung entwickelte. Heutzutage wird die Flüssigkeitskühlungstechnologie in großen Rechenzentren eingesetzt und ist zur gängigen Methode der Serverkühlung geworden.

Dieser Artikel konzentriert sich auf die Geschichte von Serverkühlsystemen.

1. Erfahren Sie mehr über Serverkühlsysteme

A. Was ist ein Serverkühlsystem?

Bei einem Server-Flüssigkeitskühlsystem handelt es sich um ein System, das Kühlmittel durch Serverkomponenten zirkulieren lässt, um Wärme aufzunehmen und an Kühlgeräte zu übertragen. Das Prinzip besteht darin, die vom Server erzeugte Wärme durch das flüssige Kühlmittel zu übertragen und abzuleiten, um so den Kühleffekt des Servers zu erzielen. Das Server-Flüssigkeitskühlsystem besteht normalerweise aus Flüssigkeitskühlern, Kühlern, Flüssigkeitskühlleitungen und Flüssigkeitskühlpumpen usw.

Server-Kühlpumpe

Flüssiges Kühlmittel: Normalerweise mit hoher Wärmekapazität, hoher Wärmeleitfähigkeit, niedriger Viskosität, ungiftiger und nicht brennbarer Flüssigkeit wie Wasser, Öl, Freon usw.

Kühler: beziehen sich hauptsächlich auf Kühler, Wasserkühlköpfe usw. Die Funktion des Kühlers besteht darin, Wärme zwischen dem flüssigen Kühlmittel und der Außenluft auszutauschen und so Wärme abzuleiten. Der Wasserkühlkopf überträgt die Wärme hauptsächlich durch den Fluss des flüssigen Kühlmittels von den Serverkomponenten auf den Kühler.

Flüssigkeitskühlrohr: Rohr, das flüssiges Kühlmittel vom Flüssigkeitskühler zum Kühler überträgt. Es besteht im Allgemeinen aus hochfestem und korrosionsbeständigem Material.

Flüssigkeitskühlpumpe: Wird verwendet, um die Zirkulation von flüssigem Kältemittel in der Flüssigkeitskühlleitung anzutreiben und so den Wärmeaustauscheffekt des Kühlers sicherzustellen. Die Server-Kühlpumpe ist eine der Schlüsselkomponenten im Flüssigkeitskühlsystem des Servers. Seine Funktion besteht darin, das flüssige Kühlmittel durch die Drehung des Laufrads vom Niedertemperaturbereich in den Hochtemperaturbereich zu übertragen und so einen zirkulierenden Strömungsprozess zu bilden. Die Pumpe hat die Aufgabe, den Druck zu tragen und den Durchfluss im Flüssigkeitskühlsystem zu erhöhen, verfügt aber auch über einen stabilen Betriebszustand und einen hohen Wirkungsgrad, um eine effektive Kühlwirkung zu erzielen.

B. Warum benötigen Sie Serverkühlsysteme?

Die Serverausrüstung erzeugt bei längerem Betrieb viel Wärme. Wenn die Wärme nicht rechtzeitig abgeführt werden kann, ist die Temperatur des Geräts zu hoch, die Arbeitseffizienz und Lebensdauer des Geräts wird verringert und sogar das Gerät fällt aus. Um den normalen Betrieb des Rechenzentrums sicherzustellen, muss ein geeignetes Kühlsystem verwendet werden, um die Temperatur der Serverausrüstung zu senken.

2.Frühes Serverkühlsystem

A. 1950er – 1970er Jahre: Keine Klimaanlage, natürlich belüftetes Kühlsystem

In der Zeit vor der Popularisierung von Computern war das Problem der Wärmeableitung in Rechenzentren aufgrund der geringen Anzahl an Geräten nicht so groß. Die meisten von ihnen nutzten natürliche Belüftung oder einfache Ventilatoren zur Wärmeableitung.

B. 1980er Jahre: Klimaanlagen kamen auf den Markt und es wurden Schränke verwendet

Mit der Popularisierung von Computern und der Zunahme der Anzahl der Geräte versagte die traditionelle Art der Wärmeableitung allmählich, und das Rechenzentrum begann, Klimaanlagen zur Temperaturregelung einzusetzen. Heutzutage wird die Verwendung von Schränken zu einem allgemeinen Trend, der Luftstrom ist vernünftiger und die Wärmeableitungseffizienz wird verbessert.

C. 1990er Jahre: Die Leistungsdichte steigt und die Luftkühlung beginnt auszufallen

Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Computerleistung wird auch die Leistungsdichte der Geräte immer höher, die traditionelle Luftkühlungsmethode kann den Bedarf nur schwer decken und die Suche nach einer neuen Wärmeableitungsmethode ist zu einem zentralen Thema in der Rechenzentrumsbranche geworden. Geringe Wärmeableitungseffizienz, hoher Stromverbrauch und hohe Ausfallraten von Servern sind ebenfalls zu Problempunkten für die Rechenzentrumsbranche geworden.

3. Neue Methoden zur Serverkühlung

A. Anfang der 2000er Jahre: Beginn der Anwendung der Flüssigkeitskühlungstechnologie

Die Flüssigkeitskühlungstechnologie erregt aufgrund ihrer hohen Effizienz und ihres geringen Energieverbrauchs immer mehr Aufmerksamkeit. Die frühe Flüssigkeitskühlungstechnologie nutzte hauptsächlich den Vorteil der Flüssigkeitswärmeübertragung, um die Wärmeableitungseffizienz des Servers zu verbessern. Im Jahr 2003 stellte IBM beispielsweise einen Server vor, der auf Wasserkühlungstechnologie basiert und Lüfter ersetzt, indem Wasser in Kühler geleitet wird.

B. 2010er Jahre: Die Flüssigkeitskühlungstechnologie verbessert sich weiter und ihr Anwendungsbereich erweitert sich schrittweise

Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie erweitert sich der Anwendungsbereich der Flüssigkeitskühlungstechnologie immer weiter.

Beispielsweise führte INTEL 2012 eine Technologie namens „Thermal Zone“ ein, die die Wärmeableitungseffizienz verbessert und den Stromverbrauch reduziert, indem der Kühlkörper direkt mit dem Chip verbunden wird. Darüber hinaus wird die Flüssigkeitskühlungstechnologie auch in Hochleistungsrechnerbereichen wie Supercomputern eingesetzt, um die Leistung und Stabilität von Computern zu verbessern.

Im Jahr 2014 nutzte einer der weltweit größten Rechenzentrumsbetreiber, Googles Rechenzentrum in Finnland, eine Technologie namens „All-Liquid Cooling“, was bedeutet, dass alle Server in Flüssigkeit eingetaucht werden und dadurch Wärme an die Flüssigkeit übertragen wird, die dann abgeleitet wird durch einen externen Wärmetauscher.

Microsoft setzt in seinem Rechenzentrum in Dublin, Irland, außerdem ein Flüssigkeitskühlsystem namens „Liquid Module“ ein, um den Energieverbrauch zu senken und die Serverleistung zu verbessern.

Der Einsatz der Flüssigkeitskühlungstechnologie kann nicht nur die Wärmeableitungseffizienz verbessern, sondern auch den Energieverbrauch und die CO2-Emissionen von Rechenzentren senken. Laut Statistik können der Energieverbrauch und die CO2-Emissionen von Rechenzentren mit Flüssigkeitskühlungstechnologie um mehr als 40 % bzw. 90 % gesenkt werden. Daher gilt die Flüssigkeitskühlungstechnologie als eine der wichtigen Entwicklungsrichtungen zukünftiger Rechenzentren.

4. Zukünftige Trends und Aussichten

Mit der weit verbreiteten Anwendung neuer Technologien wie 5G, künstlicher Intelligenz und Cloud Computing werden Rechenzentren künftig mit höheren Anforderungen an die Leistungsdichte und Wärmeableitung konfrontiert sein. Daher wird die Entwicklung von Serverkühlsystemen noch wichtiger. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie wird die Flüssigkeitskühlungstechnologie ausgereifter und ihr Anwendungsbereich wird breiter.

Als auf die Herstellung von Mikropumpen spezialisiertes Unternehmen wird die TOPSFLO High Density Server-Kühlpumpe TDC häufig im Flüssigkeitskühlsystem des Rechenzentrums eingesetzt. TDC GPU Server-Kühlpumpen können Flüssigkeit präzise an die zu kühlenden Geräte liefern und so die Effizienz und Leistung des Systems verbessern. Gleichzeitig bietet es die Vorteile einer geringen Größe, eines geringen Rauschens und einer hohen Zuverlässigkeit und eignet sich sehr gut für den Einsatz in Rechenzentren mit hoher Dichte.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Serverkühlsysteme ein wichtiger Bestandteil des Rechenzentrumsbetriebs sind und ihre kontinuierliche Weiterentwicklung den Fortschritt der menschlichen Technologie und den Geist des kontinuierlichen Strebens nach Effizienz und Zuverlässigkeit voll und ganz widerspiegelt. Wir haben Grund zu der Annahme, dass Serverkühlsysteme in Zukunft weiter innoviert und verbessert werden und den effizienten, zuverlässigen und nachhaltigen Betrieb von Rechenzentren besser unterstützen werden.