তরল কুলিং সুইচবোর্ডের তাপীয় নকশা
ইন্টারনেট, ক্লাউড কম্পিউটিং এবং বড় ডেটা পরিষেবার বৃদ্ধির সাথে, ডেটা সেন্টারগুলির মোট শক্তি খরচ বাড়ছে এবং তাদের শক্তি দক্ষতাও আরও বেশি মনোযোগ পাচ্ছে। ডেটা পরিসংখ্যান অনুসারে, চীনের ডেটা সেন্টারগুলির গড় পাওয়ার ইউসেজ এফিসিয়েন্সি (PUE) মান হল 1.49, যা ন্যাশনাল ডেভেলপমেন্ট অ্যান্ড রিফর্ম কমিশনের নতুন বড় ডেটা সেন্টারগুলির জন্য প্রস্তাবিত প্রয়োজনীয়তা 1.25-এর চেয়ে অনেক বেশি। PUE হ্রাস করা জরুরি, কীভাবে নেটওয়ার্ক সরঞ্জাম নির্মাতারা চিপগুলির উচ্চ কার্যকারিতা নিশ্চিত করার সময় উল্লেখযোগ্যভাবে শক্তি খরচ কমাতে পারে? কুলিং সিস্টেম, কর্মক্ষমতা এবং শক্তি খরচ উভয়কেই প্রভাবিত করে এমন একটি মূল কারণ হিসাবে, ডেটা সেন্টার সংস্কারের কেন্দ্রবিন্দুতে পরিণত হয়েছে, এবং তরল কুলিং প্রযুক্তি, তার অনন্য সুবিধার কারণে, ধীরে ধীরে মূলধারার শীতল সমাধান হিসাবে ঐতিহ্যগত বায়ু শীতলকরণকে প্রতিস্থাপন করছে।
আমরা দেখেছি যে ডেটা সেন্টারের গড় শক্তি খরচ 33% পর্যন্ত, যা ডেটা সেন্টারের মোট শক্তি খরচের এক-তৃতীয়াংশের কাছাকাছি। এর কারণ হল ডাটা সেন্টারে ব্যবহৃত ঐতিহ্যবাহী এয়ার-কুলড কুলিং সিস্টেম শীতল মাধ্যম হিসাবে খুব কম নির্দিষ্ট তাপ ক্ষমতার বায়ু ব্যবহার করে, যা আইটি থেকে দূরে তাপ সিঙ্কে সিপিইউ এবং অন্যান্য তাপ উত্স থেকে তাপ স্থানান্তর করতে সরঞ্জামের ভিতরে ফ্যান দ্বারা চালিত হয়। সরঞ্জাম, তাপ অপচয় এবং শীতল করার জন্য বায়ু সঞ্চালনের জন্য ফ্যানের কয়েল হিট এক্সচেঞ্জার বা এয়ার কন্ডিশনার রেফ্রিজারেশন পুনরায় ব্যবহার করাও বায়ু শীতল করার একটি প্রয়োজনীয় সীমাবদ্ধতা। অতএব, কীভাবে কুলিং সিস্টেমের শক্তি দক্ষতা সমাধান করা যায় তা নতুন নীতি পরিবেশে সরঞ্জাম নির্মাতাদের মুখোমুখি হওয়া একটি প্রযুক্তিগত পুনরাবৃত্তি চ্যালেঞ্জ হয়ে উঠেছে।
ডিভাইস চিপ তাপ অপচয় প্রয়োজনীয়তার দৃষ্টিকোণ থেকে. সুইচ চিপগুলির বিকাশের সাথে, যদিও উচ্চ-পারফরম্যান্স চিপ প্রক্রিয়াগুলি (যেমন 5nm) কার্যকরভাবে ইউনিট কম্পিউটিং শক্তি খরচ কমাতে পারে, যেহেতু সুইচ চিপের ব্যান্ডউইথ 51.2Tbps-এ বেড়ে যায়, একটি একক চিপের মোট শক্তি খরচ প্রায় বেড়েছে। 900W। ডিভাইস চিপের তাপ অপচয়ের সমস্যা কীভাবে সমাধান করা যায় তা সামগ্রিক হার্ডওয়্যার ডিজাইনে একটি কঠিন বিন্দু হয়ে উঠেছে। এয়ার-কুলড সিস্টেমের শীতল করার ক্ষমতা তার সীমাতে পৌঁছেছে। যদিও এয়ার-কুলড হিট সিঙ্কগুলি সুইচগুলির বর্তমান তাপ অপচয়ের সমস্যাগুলি সমাধান করতে পারে, 102.4/204.8Tbps যখন মূলধারায় পরিণত হবে এবং ভবিষ্যতে চিপ পাওয়ার খরচ বৃদ্ধি পাবে তখন শেষ পর্যন্ত সেগুলি অপর্যাপ্ত হবে৷ অতএব, পরবর্তী প্রজন্মের আইটি সরঞ্জামের জন্য আরও দক্ষ তরল কুলিং প্রযুক্তি আবির্ভূত হয়েছে। পরবর্তী 5-10 বছরে, এটি শিল্পে একমত হয়ে উঠেছে যে ডেটা সেন্টারে এয়ার-কুলড কুলিং ধীরে ধীরে তরল কুলিং দ্বারা প্রতিস্থাপিত হবে।
বর্তমান তরল কুলিং প্রযুক্তি প্রধানত একক-ফেজ লিকুইড কুলিং এবং টু-ফেজ লিকুইড কুলিং-এ বিভক্ত। সিঙ্গেল ফেজ লিকুইড কুলিং বলতে বোঝায় শীতল তরল তরল অবস্থা বজায় রাখে যা তাপ সঞ্চালন প্রক্রিয়া জুড়ে থাকে এবং উচ্চ নির্দিষ্ট তাপ ক্ষমতার মাধ্যমে সহজেই তাপ কেড়ে নেয়। দুই ফেজ লিকুইড কুলিং বলতে বোঝায় সঞ্চালন তাপ অপসারণ প্রক্রিয়া চলাকালীন কুল্যান্টের ফেজ পরিবর্তন, যেখানে কুল্যান্ট অত্যন্ত উচ্চ গ্যাসিফিকেশন সুপ্ত তাপের মাধ্যমে যন্ত্রপাতির তাপ বহন করে। অন্যান্য পদ্ধতির তুলনায়, একক-ফেজ তরল কুলিং এর জটিলতা কম এবং এটি অর্জন করা সহজ, এবং এর তাপ অপচয় ক্ষমতা ডেটা সেন্টারে আইটি সরঞ্জাম সমর্থন করার জন্য যথেষ্ট, এটি বর্তমান ভারসাম্য পছন্দ করে।
একক ফেজ তরল কুলিং কোল্ড প্লেট তরল কুলিং এবং নিমজ্জন তরল শীতল মধ্যে বিভক্ত করা হয়. কোল্ড প্লেট লিকুইড কুলিং তাপ বহন করতে এবং তাপ অপচয়ের উদ্দেশ্য অর্জন করতে ঠান্ডা প্লেটের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত তরলের উপর নির্ভর করে সরঞ্জামের প্রধান গরম করার যন্ত্রে তরল কুলিং প্লেটকে ঠিক করে; নিমজ্জন তরল কুলিং হল সার্ভারের মতো সরঞ্জামগুলির অপারেশন দ্বারা উত্পন্ন তাপ কেড়ে নেওয়ার জন্য তরলটির প্রাকৃতিক বা জোরপূর্বক সঞ্চালনের উপর নির্ভর করে সম্পূর্ণ মেশিনটিকে কুল্যান্টে সরাসরি নিমজ্জিত করার প্রক্রিয়া।
কোল্ড প্লেট লিকুইড কুলিং এর সুবিধার মধ্যে রয়েছে: সামগ্রিক কম্পিউটার রুমে ন্যূনতম পরিবর্তন, শুধুমাত্র র্যাকে পরিবর্তনের প্রয়োজন, কুলিং ডিস্ট্রিবিউশন ইউনিট (CDUs), এবং জল সরবরাহ ব্যবস্থা। অধিকন্তু, কোল্ড প্লেট লিকুইড কুলিং কুল্যান্টের একটি বিস্তৃত পরিসর ব্যবহার করতে পারে এবং নিমজ্জন কুলিংয়ের চেয়ে অনেক কম প্রয়োজন, যার ফলে প্রাথমিক বিনিয়োগ খরচ কম হয়। উপরন্তু, কোল্ড প্লেট তরল কুলিং শিল্প চেইন আরও পরিপক্ক এবং বাজারে আরও গ্রহণযোগ্য।
নিমজ্জন তরল শীতল করার সুবিধার মধ্যে রয়েছে: (1) সরঞ্জামের সাথে কুল্যান্টের সরাসরি যোগাযোগের কারণে, তাপ অপচয় করার ক্ষমতা শক্তিশালী, এবং ডিভাইসের অতিরিক্ত গরম হওয়ার ঝুঁকি কম; (2) ইমারসিভ লিকুইড কুলিং ইকুইপমেন্টে ফ্যানের প্রয়োজন হয় না, যার ফলে হার্ডওয়্যার ইকুইপমেন্টের কম কম্পন এবং দীর্ঘ সেবা জীবন হয়; (3) নিমজ্জিত তরল কুলিং মেশিন ঘরের পাশে ঠান্ডা জল সরবরাহের তাপমাত্রা বেশি এবং বাইরের দিকে তাপ নষ্ট করা সহজ। অতএব, মেশিন রুমের স্থান নির্বাচন আর অঞ্চল এবং তাপমাত্রা দ্বারা বায়ু-শীতল যুগের মতো সীমাবদ্ধ নয়।
ডেটা সেন্টার সুইচগুলিতে তরল কুলিং প্রযুক্তির প্রয়োগ শুধুমাত্র তাদের নিজস্ব তাপীয় সমস্যার সমাধান করে না, তবে তরল কুলিং সার্ভারগুলির সাথে একীভূত স্থাপনাকে সক্ষম করে, ডেটা সেন্টার অবকাঠামোর একীভূত নির্মাণ এবং পরিচালনার সুবিধা দেয়। তরল কুলিং কর্মক্ষমতা সর্বাধিক করতে, আরও ভাল ডেটা সেন্টার পণ্য বিকাশ করতে এবং যৌথভাবে একটি সবুজ ডিজিটাল অর্থনীতি গড়ে তুলতে নতুন প্রযুক্তির বিনিময় সমর্থন করে।
