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냉각수 분배 장치

개요

Boyd는 데이터 센터가 처음 등장하고 진화하기 시작한 이래로 엔터프라이즈 냉각 및 엔지니어링 재료 솔루션 분야의 선도적 인 혁신가였습니다. Boyd는 이러한 수십 년간의 전문 지식을 활용하여 급속히 증가하는 처리 능력, 열 밀도 및 열 부하보다 앞서 나가기 위해 고급 열 솔루션 및 시스템을 개발합니다. 여기에는 미래 지향적인 액체 냉각 혁신과 냉각수 분배 장치(CDU)와 같은 시스템 구성 요소가 포함됩니다. 이 기사에서는 향상된 액체 냉각 시스템을 위한 CDU 기술과 OEM이 동일한 실장 면적에서 컴퓨팅 밀도를 높이고, 설계를 신속하게 반복하고, 시장 출시 속도를 가속화하고, 효율성과 신뢰성을 높이고, 처리 능력 및 응용 제품 요구 사항을 능가하는 확장 가능한 열 관리 계획을 통해 데이터 센터 소유의 총 비용을 절감하는 데 도움이 되는 통합 솔루션을 다룹니다.

Trends in Thermal Management for Enterprise & 5g

스마트 기술 혁신, 처리 능력 및 기술 의존도가 기하 급수적으로 증가함에 따라 모든 주요 산업에서 글로벌 디지털화 및 전자화가 급격히 증가했습니다. 소비자는 모든 시장에서 더 빠른 연결, 더 많은 정보 및 향상된 기능을 필요로 합니다. 이로 인해 클라우드 및 엣지 컴퓨팅을 지원하고 처리 및 스토리지를 늘리기 위해 더 빠르고 강력한 칩을 갖춘 더 크고 효율적인 데이터 센터에 대한 필요성이 커지고 있습니다. 이러한 데이터 센터의 기술 발전과 향상된 처리에 대한 가장 중요한 장벽 중 하나는 데이터 및 저장의 증가뿐만 아니라 발전 및 공급으로 인해 발생하는 과도한 열을 관리하는 것입니다.

데이터 센터 랙

새로운 고전력 응용 분야에서는 콤팩트한 볼륨의 고열 부하를 위해 보다 효율적인 냉각이 필요합니다. 이로 인해 엔지니어는 일반적으로 액체 냉각 솔루션으로 전환합니다. 설계 엔지니어들은 고신뢰성 데이터 센터 시스템에 액체 냉각을 도입하는 것을 꺼리는 제품 설계 팀을 위해 공랭식 혁신을 인상적인 성능 수준으로 창의적으로 추진해 왔습니다. 그러나 새로운 요구 사항으로 인해 액체를 완전히 피하는 것이 점점 어려워지고 있습니다. 겹치는 기술 포트폴리오를 통해 액체, 침수, 두 단계 및 공기 냉각 혁신이 공존할 수 있으므로 엔지니어는 각 맞춤형 응용 분야에 적합한 솔루션을 혼합하여 기존 공랭 시스템의 성능 경계를 확장하고 적절한 경우 액체 냉각 시스템으로 안전하게 마이그레이션할 수 있습니다. 차세대 설계의 열 및 전력 밀도 요구는 이제 공기 냉각 한계에 도달하여 액체로의 전환이 필요합니다. 액체는 훨씬 더 효율적이며 동일한 질량의 강제 공기 용량보다 최대 4 배 높은 열을 전달할 수있는 용량을 가지고 있습니다. 이를 통해 설계 유연성과 확장성 향상과 함께 효율적이고 향상된 열 전달 및 더 높은 열 성능을 통해 더 빠르고 비용 효율적이며 조용하며 성능이 향상된 응용 제품을 구현할 수 있습니다. 효율성이 향상되고 시스템이 작아져 공간을 절약하여 더 많은 랙과 서버가 더 높은 성능으로 작동할 수 있습니다.

수냉식 시스템은 일반적으로 장치의 열원과 인터페이스하는 냉판, 시스템을 통해 유체를 순환시키는 호스 및 펌프, 주변 환경으로 열을 거부하는 열교환기로 구성된 유압 회로입니다. 액체 냉각 시스템은 공기 냉각이 새롭고 더 높은 열 부하를 처리 할 수 없기 때문에 훨씬 더 보편화되고 있으며 누출없는 성능으로 여러 시간의 현장 설치를 통해 액체 냉각 신뢰성이 입증되었습니다. CDU는 액체 시스템의 핵심이며 전체 시스템 효율성을 높이고 데이터 센터의 총 소유 비용을 줄이도록 설계되었습니다.

cdu 도식

냉각수 분배 장치(CDU)란 무엇입니까?

냉각수 분배 장치(CDU)는 랙 레벨의 데이터 센터에서 더 작고, 더 효율적이며, 더 정밀한 액체 냉각을 가능하게 하는 시스템으로, 종종 시설 용수를 통합합니다. CDU는 이차(냉각 응용 프로그램) 측의 랙 내의 폐쇄 루프 시스템에서 냉각수를 순환시키고 일차(열 제거) 측의 시설 용수를 활용합니다. CDU에는 펌프, 저장소, 전원 공급 장치, 제어 보드 및 열교환기가 핵심 구성 요소로 있습니다. 필터, 유량계, 압력 변환기 및 기타 장치는 서버 랙과 함께 CDU의 작동을 관리하는 데에도 사용됩니다.

CDU에 사용할 수 있는 설계 유연성 및 사용자 지정을 통해 더 작고 향상된 냉각을 통해 데이터 센터 운영자는 랙을 추가로 포함하여 컴퓨팅 밀도를 높일 수 있습니다. CDU는 또한 전력 밀도와 에너지 효율을 극대화하기 위해 데이터 센터 풋프린트 구성을 재고할 수 있는 기회를 제공합니다.

서버 또는 섀시 열 부하가 기존의 공기 냉각이 달성할 수 있는 것보다 앞설 때 CDU는 더 작은 패키지에서 더 높은 열 성능을 제공합니다. 심각한 환경 소음 공해를 유발하고 더 많은 에너지를 소비하는 공랭식 시스템의 부피가 큰 방열판, 팬 트레이 및 구성 요소에 대한 필요성을 부정하는 통합 CDU는 더 조용한 작동과 더 효율적인 천연 자원 활용으로 더 큰 서버 전력 밀도를 가능하게 합니다.

Boyd CDU는 특정 응용 제품에 맞게 적절한 크기와 사용자 정의 구성으로 필요할 때 시스템에 필요한 정확하고 최적의 냉각 성능을 얻을 수 있습니다. 스마트 흐름, 압력 및 온도 제어뿐만 아니라 작동 논리, 자동 진단 및 문제 해결, 보호 및 경고 기능을 갖춘 지능형 컨트롤러는 피크가 아닌 작동 중에 경제적이고 효율적인 상태를 유지하면서 피크 수요에 따라 시스템 성능을 급증시키고 문제가 발생하기 전에 예방합니다. 블라인드 메이트는 360개의 스위블 피팅으로 빠르게 연결을 끊어 서비스 시스템을 빠르게 만들어 유지보수 중단 시간을 최소화합니다.

행 cdu

CDU는 시설 용수 또는 시설 수준의 냉각 시스템에 직접 통합하거나 다른 수준의 유연성을 제공하는 독립형 CDU로 설계할 수 있습니다. 섀시, 서버 또는 통합 CDU 냉각 용량을 프로세서 또는 실리콘까지 냉각하십시오. CDU는 기존 데이터 센터 또는 섀시 구성에 통합하여 효율성을 높이기 위해 개조하도록 설계할 수 있습니다. 보이드 CDU는 IEC62368-1을 충족하도록 설계되었으며 3배의 최대 작동 압력을 견딜 수 있도록 테스트되었습니다. 모든 새로운 하위 부품 설계는 파괴에 대한 가혹한 최대 압력 테스트를 거칩니다. 신뢰성 테스트는 열 사이클링, 최소/최대 저장 및 포장 테스트를 통해 오래 지속되고 고품질이며 누출이 없는 냉각을 보장합니다.

Boyd는 크기와 구현에 따라 사용할 수 있는 두 가지 주요 유형의 CDU를 개발했습니다: In-Rack CDU와 In Row CDU.

랙 CDU에서

랙 내 CDU는 서버 섀시에 통합되고 냉각수를 일련의 서버 또는 열원에 분배하도록 설계되었습니다. 랙 내 CDU 구성은 2U - 5U 크기로 제공되며 서버 섀시 내에 설치되며 60 - 80kW의 냉각 용량을 제공합니다. 이 제품은 중복 펌프 설계, 동적 응축 없는 제어, 자동 냉각수 보충, 대기 작동을 위한 바이패스 루프 및 자동 누출 감지를 특징으로 합니다.

독립형 인라인 CDU는 더 크고 데이터 센터 환경에서 일련의 서버 섀시에서 높은 열 부하를 관리하도록 설계되었습니다. 이러한 완전 액체 냉각 시스템은 냉각수를 서버 섀시 안팎으로 분배하며 기존 설비 냉각 시스템에 통합하거나 완전히 자체 포함되도록 설계할 수 있습니다. In-Row CDU 용량 범위는 300kW에서 시작하여 최대 700kW까지 냉각되는 개발 중인 모델입니다.

사용자 지정 및 디자인 고려 사항

보이드 CDU 주요 특징 및 이점

  • REDUNDANCY - N+1 구성을 활용하는 다중 펌프와 같은 설계 중복을 통해 신뢰성을 높이고 가동 중지 시간을 줄이고 유지 보수 요구 사항을 낮추기 위해 지속적인 작동을 가능하게 합니다.
  • HOT SWAP - 펌프 및 콜드 플레이트와 같은 부품을 여전히 뜨겁게 교체하거나 교체할 수 있도록 보장함으로써 가동 중단 시간을 더욱 줄이고 보다 효율적이고 높은 생산 시설을 위한 지속적인 작동을 가능하게 하여 냉각 시간의 필요성을 부정합니다.
  • 통신 포털 - 고급 통신 포털을 통해 향상된 연결 및 시스템 제어를 통해 효율성 향상을 위해 정밀도, 모니터링 및 제어를 향상시킵니다. 더 나은 데이터 및 모니터링을 통해 최적화된 애플리케이션 성능을 위해 열 시스템을 사전에 확장하거나 변경할 수 있습니다.
  • WETTING CHEMISTRY - 액체 루프의 구성 요소에 대한 젖음 재료에 대한 깊은 이해와 완전히 최적화되고 신뢰할 수있는 시스템을위한 기술을 가장 잘 통합하는 방법을 포함하여 풍부한 지식과 혁신을 가져 온 수냉식 시스템에 대한 Boyd의 수십 년간의 경험을 활용하십시오.

CDU 설계 고려 사항

  • 기계적 설계 각 구성 요소는 높은 신뢰성과 긴 수명을 위해 독립적으로 그리고 시스템으로 신중하게 선택되어야합니다. 여기에는 모든 펌프, 전원 공급 장치 및 열교환기가 포함됩니다. 한 가지 결함으로 인해 전체 시스템이 고장 나고 가동 중지 시간과 장치 오류가 발생할 수 있습니다. 공급업체가 고품질 부품을 보장하기 위해 간소화되고 잘 검증되는 것이 중요합니다. 보이드 엔지니어는 시스템 내의 모든 구성 요소가 안정적으로 작동하고 고객 사양에 맞게 작동하는지 테스트합니다.
  • 통신/컨트롤러 및 모니터는 시스템이 상주 네트워크와 쉽게 통신하여 시스템을 원격으로 제어하고 경보를 모니터링할 수 있도록 함으로써 유지보수 비용 및 잠재적 다운타임을 절약한다. 문제를 신속하게 식별하고 처리할수록 장치 고장, 긴급 유지 보수 요구 사항, 비효율적인 에너지 사용 및 기타 위험에 대한 가능성이 줄어 듭니다.
  • 누출 감지/결로 위험 많은 시설 관리자는 액체 냉각을 사용하는 것을 주저하는데, 이는 어떤 양의 액체가 컴퓨팅 장치에 들어올 경우 큰 응용 프로그램 실패를 일으킬 수 있기 때문입니다. 액체 냉각 시스템과 CDU는 결로 없이 완전히 누출이 없는 것이 중요합니다. Boyd는 누출없는 개발 및 테스트뿐만 아니라 누출이없는 2007 이후 시장 응용 분야에 설치된 액체 냉각 시스템에 대한 수십 년간의 전문 지식을 보유하고 있으며 누출이없는 30.6 억 현장 시간을 보유하고 있습니다. 추가적인 보호 조치로 Boyd는 누출 감지 시스템을 설치하여 누출 가능성을 모니터링하고 경보를 제공하며 예방 유지 보수를 추진합니다. 이 시스템은 또한 시스템 내의 파이프에 대한 결로 위험을 모니터링하기 위해 이슬점 이하에서 작동하는 데이터 센터에서도 사용할 수 있습니다.
  • 유지 관리 제어 및 통신 포털을 통한 모니터링 외에도 데이터 센터용 수냉식 시스템은 더 높은 신뢰성과 최적의 성능을 보장하기 위해 정기적인 예방 유지 보수가 필요합니다. 조직에서 액체 냉각을 고려할 때 필요한 유지 관리 비용과 향상된 효율성, 더 많은 사용 가능한 공간 및 더 나은 응용 프로그램 성능으로 이러한 비용을 상쇄하는 방법을 이해하고 있는지 확인하십시오.
  • 열교환기 열교환기에서 귀하가 선택한 것은 액체 시스템의 전반적인 효율성, 크기 및 성능에 중요한 영향을 미칩니다. CDU 활용의 신뢰성과 성능 이점을 강화하려면 고효율, 브레이징된 열교환기를 사용하는 것이 좋습니다. 액체 냉각 시스템 설계에 따라 서버 섀시에 통합된 완전 독립형 CDU 또는 후면 도어 열교환기의 소형 열교환기가 전체 액체 시스템 효율성 및 성능을 최적화하는 데 가장 적합할 수 있습니다.

다음 단계는 무엇입니까?

처리 및 데이터 스토리지 요구는 조직과 개인이 디지털화, 더 큰 기능, 향상된 속도 및 서비스, 더 나은 연결성 및 더 많은 전자화를 전 세계적으로 요구함에 따라 기하 급수적으로 계속 증가 할 것입니다. 이러한 글로벌 트렌드를 지원하기 위해 데이터 센터와 엔터프라이즈 애플리케이션은 더 크고 효율적이며 향상된 처리 및 스토리지 효율성으로 24/7 운영되어야 합니다. 이것은 차례로 엔터프라이즈 기술에서 이전에는 볼 수 없었던 더 큰 열 밀도와 더 높은 열 부하를 생성합니다. 데이터 센터는 빠르게 변화하는 환경과 증가하는 열을 수용하기 위해 열 관리 전략을 신속하게 조정해야 합니다. 액체 냉각 시스템 및 CDU는 이러한 새로운 전략에서 큰 역할을 할 것입니다.

Boyd Corporation은 수십 년간의 혁신 전문 지식, 경험 및 공급 업체 파트너십을 통해 여러 기술을 간소화 된 제품에 통합하는 고유 한 접근 방식과 함께 데이터 센터 운영자에게 전반적인 비용을 낮추면서 탁월한 신뢰성과 성능을 제공하는 혁신 및 향상된 제조의 최전선에 계속 머물 것입니다. 현재 문제를 해결하거나 다음 세대를 위한 새로운 과제를 해결하고자 하는 경우 Boyd Corporation에 문의하여 클라우드, 엔터프라이즈 및 5G 애플리케이션을 위한 엔지니어링 재료, 열 솔루션, 사용자 정의 및 개선된 프로세스에 대해 자세히 알아보십시오.

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