하이퍼스케일 네트워크 재료 애플리케이션에 대한 엔지니어 가이드

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.

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.

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.

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.

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.

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.

열 시스템은 열을 추출하고 배출하기 위해 데이터 센터 열원과 직접 인터페이스해야 합니다. 열 인터페이스 재료(TIM)는 이 용량에서 작동하여 열원에서 냉각 시스템 또는 주변 환경으로 열을 신속하게 흡수하고 전달합니다. 공극과 주머니는 열 차단제 또는 절연체입니다. TIM은 프로세서와 같은 열원과 방열판, 증기 챔버 또는 콜드 플레이트와 같은 냉각 솔루션 사이의 공기 간격과 포켓을 줄여 냉각 효율과 용량을 극대화합니다. 적절한 열 인터페이스 재료는 열원과 냉각 용액 사이의 열 저항을 줄여 보다 효율적이고 효과적인 냉각을 가능하게 합니다.

3M은 더 빠른 조립, 향상된 장치 신뢰성 및 확장된 전자 부품 수명을 위한 경량의 고효율 TIM 솔루션을 제공합니다. 3M 열 전도성 아크릴 인터페이스 패드 및 테이프와 같은 TIM™은 더 작은 간격 요구 사항 또는 더 큰 형식 문제가 있는 설계에 이상적입니다. 이러한 재료는 온도를 -10⁰C까지 줄임으로써 서버 랙 구성 요소 수명을 최대 두 배까지 늘릴 수 있습니다.

공기 냉각되는 데이터 센터 응용 제품의 경우 냉각 공기의 사용 및 분배 및 고온 배기 공기 관리를 최적화하면 데이터 센터 에너지 효율성과 열 시스템 성능이 향상됩니다. SOLIMIDE 폴리이미드® 폼으로 만든 공기 차단제는 민감한 환경으로부터의 고온 배출을 차단합니다. 공기 누출 밀봉 및 공극 필러는 차가운 공기의 손실을 방지하고, 시원하거나 뜨거운 공기를 가두는 설계 포켓을 제거하고, 내부 공기 흐름 경로를 연결합니다. 에어 배플 어셈블리는 일반적으로 열 성형되거나 서버 내부의 공기 흐름을 변경하여 차가운 공기를 히트 싱크와 같은 열원 방산기로 가장 효율적으로 전달하는 공기 흐름 관리 채널로 접히는 화염 등급 FR V-0 전기 절연 재료를 특징으로합니다. 엔지니어링 머티리얼 솔루션은 서버 내에서 고온 및 냉기 관리를 최적화하여 공기 냉각 시스템 효율성과 열 성능을 극대화합니다.

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.