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高性能計(jì)算究竟如何高效降溫？
日期：2022年6月24日

在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，人類要面對(duì)的計(jì)算愈發(fā)復(fù)雜，算力已經(jīng)成為了國(guó)家的核心競(jìng)爭(zhēng)力。從結(jié)繩記事到數(shù)字的出現(xiàn)，從算盤的使用到1937年世界上第一臺(tái)電子計(jì)算設(shè)備出現(xiàn)，計(jì)算能力呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。

接下來(lái)的超算普及化時(shí)代，全球網(wǎng)絡(luò)的生成和巨大的通信數(shù)據(jù)體量，高性能的計(jì)算設(shè)備愈發(fā)重要。高性能計(jì)算 (HPC) 通常采用強(qiáng)大的處理器和加速器、高性能存儲(chǔ)和內(nèi)存以及高速互連，這就增加了數(shù)據(jù)中心的密度。密集的基礎(chǔ)設(shè)施意味著更多電力的消耗，釋放出更多熱量。

數(shù)據(jù)中心面臨著如何保持最佳工作溫度的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，亟需高效的冷卻技術(shù)來(lái)維持IT設(shè)備的最佳環(huán)境條件。給設(shè)備“降溫”成為了高性能計(jì)算的首要課題。

 

什么是HPC ？

 

HPC（High Performance Computing），即高性能計(jì)算，是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支。通常是是指運(yùn)用有效的算法，快速完成科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)、金融、工業(yè)以及社會(huì)管理等領(lǐng)域內(nèi)具有數(shù)據(jù)密集型、計(jì)算密集型和I/O（數(shù)據(jù)輸入輸出）密集型的計(jì)算。

 

HPC和數(shù)據(jù)中心有一定的差別，HPC偏重運(yùn)算能力，對(duì)服務(wù)器和技術(shù)穩(wěn)定性的要求更高，而數(shù)據(jù)中心更通用化。雖然兩者的基礎(chǔ)硬件都是服務(wù)器，但數(shù)據(jù)中心更偏重存儲(chǔ)，更趨向于消費(fèi)類的產(chǎn)品。

 

如何選擇冷卻方式 ？

 

從傳統(tǒng)方式角度，HPC采用的冷卻方式可分為四種，分別是空氣冷卻、浸沒(méi)式冷卻、冷板式冷卻以及噴淋式冷卻，其中浸沒(méi)式冷卻和冷板式冷卻為主要的液體冷卻方式，各自又分為單相和雙相。

 

浸沒(méi)式 VS 冷板式

 

浸沒(méi)式冷卻液用量較多，且氟化液昂貴，需要專用的設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。雖然空間利用率可行，但器件的可維護(hù)性和材料的兼容性較差。雖然冷板式液冷技術(shù)對(duì)冷板要求的規(guī)格較多，需要單獨(dú)定制冷板流道結(jié)構(gòu)，在制造成本方面相對(duì)較高，但是在可維護(hù)性、空間利用率、兼容性方面具有較強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

 

浸沒(méi)式液冷技術(shù)通過(guò)浸沒(méi)發(fā)熱器件，使得器件與液體直接接觸，進(jìn)而進(jìn)行熱交換。冷板式液冷將熱量傳遞給循環(huán)管道中的冷卻液體，通過(guò)液體本身的制冷特性將服務(wù)器產(chǎn)生的熱量帶走，提高冷板的冷卻效率，大幅度降低數(shù)據(jù)中心的能耗。循環(huán)管路是連接換熱冷板、熱交換單元以及其他相關(guān)器件的重要部件，大多根據(jù)數(shù)據(jù)中心建設(shè)的不同需求，選擇合適的管路進(jìn)行連接。

 

高質(zhì)量連接器的重要性

 

使用合適的液體冷卻技術(shù)“降溫”是緩解HPC產(chǎn)生巨大熱量的最有效途徑。

 

這些行業(yè)的組件供應(yīng)商需要根據(jù)不同客戶的要求生產(chǎn)針對(duì)性的快速斷開(kāi)接頭，以解決HPC 及大型數(shù)據(jù)中心的液體冷卻遇到的流量和壓力問(wèn)題。CPC一直在挖掘HPC領(lǐng)域的價(jià)值，以客戶為中心，傾聽(tīng)客戶需求（Voice Of Customer），為不同的需求制定差異化的解決方案，量身定做所需的連接器，包括不同的材質(zhì)、流量需求等等。

 

用于HPC的連接器必須是無(wú)塵無(wú)雜質(zhì)生產(chǎn)，這就對(duì)使用潔凈室提出了新的要求，在潔凈室生產(chǎn)的產(chǎn)品可以很好的防止雜質(zhì)的產(chǎn)生。為了確保氟化液等液體安全無(wú)泄露，防止產(chǎn)生安全隱患，在生產(chǎn)、運(yùn)輸、包裝、測(cè)試環(huán)境、安裝環(huán)境等等，都有明確的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)指標(biāo)。CPC獨(dú)立的生產(chǎn)線以及全潔凈室的生產(chǎn)環(huán)境能夠確保產(chǎn)品的安全無(wú)雜質(zhì)。

壓力、溫度、流速、環(huán)境暴露和化學(xué)相容性都是選擇合適的快速接頭的重要因素。高抗沖擊和耐熱材料聚苯砜 (PPSU)材料的PLQ系列接頭具有熱絕緣體的特性，安全系數(shù)極高，可以保證元器件產(chǎn)生的熱量或者由流體帶來(lái)的熱量不通過(guò)金屬散發(fā)到空氣中，通過(guò)流體將溫度進(jìn)行冷卻循環(huán)。CPC的產(chǎn)品不僅僅是無(wú)流體泄露，更是無(wú)熱量泄露，操作人員在接觸時(shí)也不會(huì)覺(jué)得溫度很高，進(jìn)一步保護(hù)了操作人員的安全。

 

Everis PLQ2 系列PPSU（一種高性能熱塑性塑料）液體冷卻連接器 不易受到電化學(xué)腐蝕， 具有 UL94 V0 阻燃等級(jí)
Everis PLQ2 Quick Disconnects for Liquid Cooling of Electronics

PPSU材料具有與金屬相當(dāng)?shù)膱?jiān)固性，防火性很強(qiáng)，同時(shí)不會(huì)在管路表面形成冷凝水。在同等流量的情況下，PLQ的CV值（流通參數(shù)）遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于金屬產(chǎn)品。用最小的分子顆粒氦氣對(duì)PLQ進(jìn)行無(wú)滴漏測(cè)試，在一定時(shí)間內(nèi)，壓力衰竭可以保持在一定的范圍內(nèi)，超過(guò)行業(yè)要求。插拔次數(shù)超過(guò)一萬(wàn)次更是確保了接頭的穩(wěn)定和耐用。

 

 

如今，HPC 已經(jīng)超越智能手機(jī)成為市場(chǎng)新的增長(zhǎng)動(dòng)力。隨著對(duì)計(jì)算需求的持續(xù)增長(zhǎng)，以及對(duì)削減電力成本，降低碳排放的需要，液體冷卻或被視為未來(lái)冷卻數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵。CPC擁有強(qiáng)大的材料專家和科學(xué)家，有充足的技術(shù)儲(chǔ)備去支持高分子材料產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)，根據(jù)市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大規(guī)模，完善生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，這也是CPC一直堅(jiān)定不移地發(fā)展方向與動(dòng)力。

 

 

 

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