Flüssigkühlung

Wie der Name bereits sagt, nutzt die Flüssigkühlung eine Flüssigkeit – in diesem Fall ein Kühlmittel – zur Wärmeübertragung. Für Server sind auf dem Markt zwei gängige Flüssigkühlungstechnologien erhältlich: Direct Liquid Cooling (DLC), auch als Direct-to-Chip-Liquid-Cooling (D2C) bezeichnet, und Immersionskühlung, die sich weiter in einphasige und zweiphasige Immersionskühlung unterteilen lässt. Weitere Informationen zur Immersionskühlung finden Sie in unserem Glossareintrag oder direkt auf der dedizierten Lösungsseite.

Bei der Direct Liquid Cooling wird die Wärme mithilfe geschlossener, mit Kühlmittel gefüllter Leitungen – sogenannter Kühlkreisläufe – aus dem Server abgeführt. Die Kühlkreisläufe verlaufen um die zentralen Komponenten im Servergehäuse. Die Wärmeenergie wird über leitfähige Kupferplatten, auch Cold Plates genannt, von den Komponenten auf das Kühlmittel übertragen. Das erwärmte Kühlmittel wird anschließend aus dem Server zu einem Wärmetauscher geleitet. Dieser entzieht dem Kühlmittel die Wärme, bevor es zurück in den Server gepumpt wird und der Kreislauf erneut beginnt.

Der Wärmetauscher kann im selben Serverrack wie der flüssigkeitsgekühlte Server installiert werden, sodass die Wärme direkt in den Heißgang eines luftgekühlten Rechenzentrums abgeführt wird. Diese Konfiguration wird als Flüssig-zu-Luft-Kühlung bezeichnet und erleichtert es herkömmlichen Rechenzentren, schrittweise auf Flüssigkühlung umzusteigen, ohne die gesamte Infrastruktur grundlegend umzubauen. Bei einer Flüssig-zu-Flüssig-Kühlung wird das erwärmte Kühlmittel dagegen aus allen Serverracks zu einem zentralen Wärmetauscher geleitet, der Teil des flüssigkeitsbasierten Kühlkreislaufs der Anlage ist. Diese Methode führt die Wärme noch effektiver ab. Der Serverraum muss dafür jedoch von Anfang an für den Betrieb flüssigkeitsgekühlter Server ausgelegt sein.

Flüssigkeitskühlung überträgt Wärme effizienter als herkömmliche luftgekühlte Systeme und wird daher häufig zur Kühlung von Servern eingesetzt, die große Wärmemengen erzeugen – etwa für High Performance Computing (HPC) zur Unterstützung der Entwicklung künstlicher Intelligenz (KI) oder der Erstellung digitaler Zwillinge. Im Gegensatz zur Luftkühlung, die Lüfter und Kühlkörper zur Wärmeabfuhr benötigt, kommt Flüssigkeitskühlung ohne diese Komponenten aus und erfordert auch keinen zusätzlichen Platz für den Luftstrom. Dadurch lässt sich die Stellfläche des Servers insgesamt reduzieren und die CPU- und GPU-Dichte deutlich erhöhen, sodass auf begrenztem Raum mehr Rechenleistung bereitgestellt werden kann. Eine effiziente Kühlung schützt die Server davor, ihre vorgesehene TDP zu überschreiten. Dies führt zu höherer Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit sowie zu einer besseren Chip-Leistung. Flüssigkeitskühlung senkt außerdem den Energieverbrauch und verbessert die Energieeffizienz des Rechenzentrums, gemessen als PUE (Power Usage Effectiveness).

GIGABYTE arbeitet mit mehreren Industriepartnern zusammen, um für seine Serverprodukte eine Vielzahl von Flüssigkeitskühlungslösungen anzubieten – von dereinphasigen Immersionskühlungüber diezweiphasige Immersionskühlungbis hin zurdirekten Flüssigkeitskühlung. Diese Lösungen helfen unseren Kunden, die bestmögliche Leistung aus ihren Serversystemen herauszuholen und gleichzeitig die Prinzipien umweltfreundlicher, nachhaltiger IT zu erfüllen.

Ein aktuelles Beispiel für die DLC-Lösung von GIGABYTE ist die Implementierung eines neuen GIGABYTE-HPC-Clusters beimDeutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt. GIGABYTEsH261-Z60-Hyper-Converged-Infrastructure-(HCI-)Server aus derH-Serie der High-Density-Serverwurden mit einem CoolIT-DLC-System kombiniert, um den neuen Cluster aufzubauen. Die Lösung bot bis zu doppelt so viel maximale Rechenleistung wie vergleichbare Produkte auf dem Markt, reduzierte die Stellfläche der Server um 50 % und erfüllte die Anforderungen des Kunden, Hochleistungsserver bei einer Umgebungstemperatur von 40 °C ohne Klimaanlage zu betreiben, um die Ziele hinsichtlich Energieeffizienz und CO₂-Reduktion besser zu erreichen.