하이퍼스케일 네트워크 재료 애플리케이션에 대한 엔지니어 가이드

개요

이 백서에서는 하이퍼스케일 네트워크의 현재 및 향후 동향 및 재료 과학 설계 과제를 해결합니다. 처리 능력과 IoT/IoE(사물 인터넷/모든 것의 인터넷)가 계속 발전함에 따라 하이퍼스케일 애플리케이션은 사회 및 소비자 요구에 매우 중요할 것입니다.

Boyd 엔지니어링 재료 솔루션은 동일한 실장 면적에서 컴퓨팅 밀도를 높이고, 데이터 센터 소유의 총 비용을 낮추고, 모든 시스템 수준에서 효율성과 신뢰성을 향상시키는 주요 제조 혁신으로 이러한 문제를 해결합니다.

이 기사는 엔지니어가 시스템 개발을 개선하고 설계 창의성을 육성하기 위해 재료 응용 프로그램의 역할을 이해하는 데 도움이 될 것입니다.

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현재 하이퍼스케일 네트워크 시장 동향

하이퍼스케일 컴퓨팅 및 네트워킹 산업은 처리 능력이 기하급수적으로 계속 증가함에 따라 빠르게 변화하고 있습니다. 소비자와 OEM은 지속적으로 더 많은 기능, 더 빠른 연결 및 더 높은 안정성을 요구합니다. 대량 생산이 가능한 실행 가능한 양자 컴퓨터를 개발하기 위해 엔터프라이즈 타이탄이 양자 컴퓨터 경쟁에 뛰어들기 위해서는 현재 사용 가능한 기술을 소형화하면서 향상된 속도와 용량이 필요합니다.

이러한 야심 찬 개발 로드맵은 업계 리더들이 이를 따라잡을 수 있는 파괴적인 기술에 투자하도록 고무시키고 있습니다. 이러한 응용 분야에는 동등하게 진보된 열 관리 및 엔지니어링 재료 솔루션이 필요합니다. 처리 능력이 높을수록 Boyd 솔루션이 시스템에 더 중요합니다.

엔터프라이즈 및 하이퍼스케일 전자 장치의 주요 과제

사용자 안전

  • 데시벨 레벨은 안전한 볼륨으로 유지되어야 합니다.
  • 장비는 적절한 안전 라벨과 함께 조직되어야 합니다.
  • 시스템은 전기적으로 절연, 누출 및 방수, 충격 방지 기능이 있어야 합니다.
  • 손가락 가드, 부지 및 전기 장벽과 같은 기술자를 보호하기위한 페일 세이프는 필수입니다.

소음, 진동 및 가혹함(NVH)

  • NVH 및 축축한 기계적 진동을 완화하여 제품 마모를 최소화하고, 수명을 연장하고, 신뢰성을 높이고, 읽기/쓰기 오류에 대한 민감성을 줄입니다.

인터넷

  • EMI/RFI 실드 및 흡수기를 통해 전자기 간섭에 취약한 고급 전자 장치 보호
  • 사용자 및 기술자 인터페이스에서 LED 크로스토크 최소화

먼지, 유체, 입자 침투

  • 구성 요소는 더 긴 수명과 더 높은 신뢰성을 위해 오염 물질 침투로부터 밀봉되고 보호되어야합니다.

브랜딩 및 구성 요소 추적

  • 맞춤형, 표준 또는 직렬화된 라벨, 그래픽 및 멤브레인 스위치는 브랜딩을 보호하고, 규제 및 안전 정보를 전달하고, 조직을 지시하고, 유지보수 추적을 지원합니다.

과도한 열, 기류 관리, 공기 차단기

  • 열 관리는 공기 흐름 관리 및 열 시스템 효율성을 최적화하는 공기 차단기로 과열 또는 성능 저하를 방지합니다.

하이퍼스케일 네트워크의 Boyd 엔지니어링 재료

엔터프라이즈 일렉트로닉스의 주요 과제는 하이퍼스케일 네트워크에 대해 확대됩니다. 대형 시설에서는 훨씬 더 강력한 시스템으로, 소음을 더 크게 만들고, 진동을 더 가혹하게 만들고, 안전 문제가 더 큽니다. 이러한 시설과 고전력 시스템은 추가 전자 장치를 공간에 더 밀집하여 더 많은 전자기 간섭 관리, 새로운 다기능 장비를 위한 고유한 솔루션, 최소화된 유지 보수 및 가동 중지 시간, 더 나은 조직을 필요로 합니다. Boyd 재료 과학, 엔지니어링 및 변환 프로세스를 통해 고출력 시스템을 위한 새로운 솔루션을 비용 효율적이고, 성능이 높으며, 대량 생산량에 맞게 확장 가능하게 할 수 있습니다. Boyd의 엔지니어링 머티리얼 솔루션에는 유전체 절연체, 공기 흐름 관리 및 공기 차단기, 씰, 개스킷, NVH 감소, EMI 차폐, 그래픽 오버레이 및 라벨과 같은 광범위한 기능적이고 맞춤적인 제품이 포함됩니다. 글로벌 고속 프로토타이핑에서 대규모 대량 생산에 이르기까지, Boyd는 보다 기능적이고 신뢰성이 높은 하이퍼스케일 컴퓨팅을 가능하게 하는 맞춤형 기술을 개발합니다.

하이퍼스케일 네트워크의 Boyd 열 관리

하이퍼스케일의 가장 큰 과제 중 하나는 처리 능력 및 차세대 장비 증가로 인한 추가 열 부하 및 열 밀도를 처리하는 방법입니다. 하이퍼스케일용 열 관리 시스템은 부피나 무게를 늘리지 않고 더 높은 열 부하를 관리해야 합니다. 보다 콤팩트한 형태의 고성능 냉각에 대한 요구를 충족시키기 위해 Boyd는 모듈식 맞춤형 하이퍼스케일 냉각 시스템을 개발하여 모든 사양에 맞게 열 관리를 최적화합니다. 시스템은 액체, 공기 및 두 상 냉각에 대한 Boyd의 수십 년간의 설계 및 개발 전문 지식을 활용하여 기존 공기 냉각의 성능 수준을 확장하고 적절한 경우 액체 냉각으로 안전하게 전환할 수 있도록 지원하는 고성능 통합 시스템을 지원합니다.

기업의 주요 과제 해결

전반적인 환경 및 사용 고려 사항

클라우드 데이터 센터 설치는 인공 지능의 채택이 가속화되고 대부분의 산업 분야에서 스마트 기능과 연결성을 통합하는 사물 인터넷(IoT)으로 빠르게 성장하고 있습니다. 장치와 내부 전자 장치 간의 연결에 대한 요구로 인해 서버, 데이터 센터 섀시 및 데이터 센터 팜 내에서 전자기 간섭 및 LED 교차 대화의 양이 증가했습니다. 그러나 EMI "잡음"이 하이퍼스케일 네트워크 환경에서 고려해야 할 유일한 소음은 아닙니다. 하이퍼스케일 컴퓨팅이 더욱 견고해짐에 따라 기술자와 서비스 제공업체는 수백 개의 데이터 센터 섀시에 둘러싸인 채 더 오랜 시간 동안 작업하여 소음을 유해한 수준으로 증가시킵니다. 데시벨 수준을 데이터 센터 기술자에게 안전한 볼륨으로 줄이는 것이 중요합니다. 전반적인 기술자 복지 외에도 장비 웰빙은 환경에 달려 있습니다. 정밀하게 제어되는 데이터 센터 환경은 습도, 오염 물질 및 전기적 문제를 완화하여 수명 연장, 유지 보수 감소, 신뢰성 향상 및 가동 시간 증가를 보장합니다.

데이터 센터 환경은 사용자 안전을 위해 반드시 개발되어야 합니다.
전기 절연체의 예

과제: 전기 단락, 전압 및 절연

하이퍼스케일 네트워크는 그 어느 때보다 더 많은 전력을 사용하고 더 많은 스마트 기술 시스템을 통합합니다. 추가적인 임베디드 기술은 더 조밀하게 함께 포장되는 더 높은 전압 부품으로 전력 밀도를 더욱 높입니다. 이로 인해 장치 단락 또는 화재로 이어질 수 있는 내부 구성 요소 간의 스파크 전압을 방지하기 위해 장벽으로 분리해야 하는 엄청난 양의 내부 에너지가 생성됩니다. Boyd의 화염 정격(FR) V-0 전기 절연 솔루션은 3M의 부착 기술로 향상되었습니다. 이 테이프는 유전체 절연체와 절연체를 데이터 센터 랙 및 서버에 본딩하고 조립하는 데 도움이 되는 특수 저표면 에너지 접착제가 있는 데이터 센터 환경에 최적화되어 있습니다.

Boyd는 전기 절연체를 그래픽 및 브랜딩 솔루션과 통합하여 이중 용도로 적용합니다. V-0 화염 등급 유전체 절연 라벨에 인쇄된 안전, 유지 보수, 규제 및 서비스 정보는 화염 장벽, 전압 차단기 및 시스템 정보 라벨 역할을 하여 장비 수명 연장, 조기 전기 고장 감소 및 보다 안전한 기술자 환경을 가능하게 합니다. 전기 절연체는 또한 서버 내에서 냉각 된 공기를 효율적으로 지시하고 전기 장벽 역할을하는 유전적으로 절연 된 공기 흐름 배플을위한 입체 기류 관리 어셈블리로 제작됩니다.

과제: 먼지, 유체 및 오염 물질 유입

먼지, 유체 및 오염 물질은 종종 전자 오작동의 주요 원인이며 데이터 센터도 예외는 아닙니다. 서버 블레이드, 랙 및 섀시의 포트, 개구부, 이음새, 도어 안팎에 특징인 침투 보호 개스킷 및 씰은 응용 제품 수명을 연장하고 외부 입자 오염을 방지하고 습기를 차단하여 유지 보수 비용을 절감합니다. Boyd의 보호 개스킷에는 종종 고성능 3M 압력 감지 접착제가 함께 제공되어 조립 효율을 돕고 개스킷이 제자리에 안전하게 유지되도록합니다.

공기 필터는 또한 냉각 솔루션의 일부로 민감한 내부 서버 랙 장비를 보호하는 데 중요한 역할을 합니다. 먼지가 축적되면 공기 냉각 시스템 효율성과 전체 장치 성능이 저하됩니다. 공랭식 시스템에서 유입되는 공기는 민감한 내부 시스템에서 사용하기 전에 청소해야 합니다. 공기 필터는 종종 흡기 공기에서 오염 물질을 제거하고 응용 분야에서 오염 물질을 방지하기 위해 짠 메쉬 또는 망상 폼으로 만들어집니다. 이렇게 하면 화재 위험, 부족 또는 성능 저하의 가능성이 줄어듭니다.

처리 장치 및 칩은 먼지 및 유체 유입으로부터 보호해야 합니다.
과제: 소음 및 진동

하이퍼스케일 애플리케이션은 NVH(소음, 진동 및 가혹함)가 만연한 환경을 만들고 이에 종속되며, 고속 팬 시스템으로 인해 과도한 고수준 소음과 기계적 움직임을 생성하는 공랭식 데이터 센터에서 오는 탁월한 영향이 있습니다. 최대 저장 및 처리를 위해 설계된 하이퍼스케일 네트워크 시설의 규모가 크기 때문에 과도한 소음과 진동이 발생하여 안전하지 않은 데시벨 수준에 빠르게 도달하고 마모가 가속화되어 신뢰성과 내구성이 저하되고 성능이 저하됩니다. 광범위한 NVH 노출은 민감한 장비, 필수 전자 장치 및 데이터 센터 기술자에게 해롭다.

진동 댐핑, 음향 흡수 폼, 호일 및 얇은 스탬핑 금속은 응용 제품 전체에 전략적으로 적용되어 과도한 공진 동작을 줄이고 기계적 마모로부터 응용 제품을 보호하며 기타 중요한 NVH 문제를 해결합니다. 기계적 충격과 사운드를 효과적으로 흡수하는 구성 요소를 통합하면 제품 수명이 연장되고, 읽기/쓰기 오류가 줄어들어 시스템 신뢰성이 향상되며, 시설 소음 공해가 줄어들고, 보다 안전한 기술자 환경이 유지됩니다.

모든 사양을 위한 다양한 NVH 솔루션
열 인터페이스 재료 변환

과제: 열 관리, 과도한 열 및 공기 냉각 시스템 최적화

열은 전자 장치 작동의 피할 수없는 부산물입니다. 가까운 곳에 배치된 콤팩트한 응용 제품에서 더 많은 고전력 전자 장치는 열 부하를 증가시킵니다. 하이퍼스케일 애플리케이션과 데이터 센터는 열, 전력 및 컴퓨팅 밀도를 높이는 대표적인 예입니다. 데이터 센터의 처리 능력과 서버 및 랙 수를 늘리는 것 외에도 장비 및 구성 요소 제조업체는 점점 더 콤팩트한 지오메트리에 더 많은 고전력 구성 요소를 포장하여 데이터 소비 요구 사항 확대를 위해 더 큰 기능과 더 나은 대기 시간 성능을 제공하는 혁신적인 방법을 지속적으로 찾고 있습니다.

과도한 열은 내부 구성 요소를 손상시키고, 응용 제품의 성능이 저하되거나 실패하게 만들고, 수명을 단축하고, 신뢰성을 저하시키고, 기술자를 열 관련 부상의 위험에 빠뜨리고, 혁신을 계산하는 병목 현상으로 작용합니다. 고열 성능, 하이퍼스케일, 클라우드 컴퓨팅을 위한 통합 냉각 시스템, 액체, 공기, 침수 또는 이상 냉각과 같은 엔터프라이즈에 대한 자세한 내용은 boydcorp.com 를 참조하십시오.

과제: 전자기 간섭

데이터 센터는 첨단 전자 장치로 밀집된 환경으로 인해 과도한 전자기 간섭(EMI) 및 무선 주파수 간섭(RFI)을 경험합니다. 이 문제는 서버 랙의 볼륨 및 밀도 증가로 인해 하이퍼스케일 응용 프로그램에서 증가합니다. 관리되지 않는 EMI/RFI는 신호 선명도를 저하시키고 전자 오작동을 유발합니다. EMI/RFI 차폐는 원치 않는 외부 전자기파를 차단, 흡수 또는 차폐하거나 내부 전자기파가 다른 회로 또는 장치를 방출하고 방해하는 것을 방지하여 전자 오작동 감수성을 줄입니다. 3M 범위의 EMI 차폐 및 흡수 부품은 전기 전도성 테이프에서 EMI 흡수기 제품 라인에 이르기까지 광범위하며, Boyd에 의해 인클로저 내의 포트, 개구부, 틈새 및 이음새의 안팎의 복잡한 형상으로 변환됩니다. Boyd Corporation은 이러한 구성 요소를 다기능 솔루션으로 제작합니다. 폼 다이 컷 입출력 가스켓 위의 EMI 차폐 원단은 진동 감쇠, 침투 씰링 및 EMI/RFI 차폐를 조립하기 쉬운 하나의 솔루션에 결합하여 조립 시간과 제조업체의 재료 명세서 복잡성을 줄입니다.

TIM은 변환 및 롤로 제공 할 수 있습니다.
EMI 흡수기

과제: 사용자 경험

쉬운 사용자 경험의 중요성은 훈련된 개인이 장비 및 자동화와 상호 작용하는 네트워킹 애플리케이션에서 종종 과소 평가됩니다. 그러나 최적화된 휴먼 머신 인터페이스와 이해하기 쉬운 안전 및 지침 라벨이 개선되어 사용자 오류 감소와 함께 효율성을 높이기 위해 더 나은 사용자 경험을 제공합니다.

백라이트 스위치 및 디스플레이는 사용성을 향상시키고 사용자 오류를 줄이며 미학을 향상시키는 비용 효율적인 방법입니다. 백라이트 스위치와 오버레이는 기술자와 사용자가 특히 어두운 환경에서 장치 작동을 수정하도록 신속하게 안내합니다.

베젤 브랜딩, 명판, 로고, 라벨, 스위치, 그래픽 오버레이 및 트림은 하이퍼스케일 장비를 차별화하는 동시에 유지보수 효율성을 높이는 중요한 시각적 및 촉각적 사용자 경험을 제공합니다. 데이터 센터 및 하이퍼스케일 시설에는 여러 제조업체의 서버와 섀시가 포함될 수 있습니다. 최적화된 전면 및 후면 패널 그래픽 오버레이, 입/출력 포트 레이블, 시스템 정보 레이블 및 사용자 인터페이스는 고유한 유지보수 단계와 설계에 대한 사용자 지정 요구 사항을 명확하게 식별하여 시간을 절약합니다. 사양 브랜딩은 시설 관리자의 잘못된 보증 청구를 줄입니다.

Boyd는 EMI 차폐, 전기 절연 및 열 차폐와 같은 특수 특성을 가진 많은 3M 재료 중 하나에 인쇄하여 장식 또는 정보 라벨을 다기능 솔루션으로 변환 할 수 있습니다. 사용자 인터페이스 솔루션은 FR V-0 등급 기판, 고온 내성 UL 969 준수 재료, 백라이트 시에만 보이는 데드프론트 윈도우, 엄격한 허용 오차 및 등록 제어 기능을 갖춘 매우 복잡한 다이 컷 형상을 특징으로 할 수 있습니다.

다기능 솔루션

Boyd works with product designers to create streamlined, multi-functional solutions using a holistic approach to integrated sealing, protection, and thermal design that considers the needs of the most demanding data centers in the world. From low-profile liquid cooling systems that increase compute density to data storage dampers and server seals that create safer data center operations, our solutions help customers increase performance efficiency, optimize resource utilization, maximize energy recovery, and increase reliability across all system levels. Our integrated solutions minimize or remove waste, maintenance costs and downtime for an overall lower total cost of data center ownership.

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