액침 냉각

액침 냉각은 서버를 비전도성 유전체 액체가 채워진 탱크에 직접 담가 냉각하는 액체 냉각 방식입니다. 서버 구성 요소에서 발생한 열은 주변 액체로 전달됩니다. 액체 내부의 온도 차이로 인해 가열되어 밀도가 낮아진 액체는 위쪽으로 상승합니다. 이 과정에서 탱크 상단의 액체는 배출되고, 하단의 더 차가운 액체로 보충됩니다. 이러한 열전달 과정을 자연 대류라고 합니다. 따라서 액침 냉각 시스템은 팬과 같은 추가 능동형 냉각 구성 요소가 필요하지 않아 데이터 센터의 에너지 효율을 크게 향상할 수 있습니다.

액침 냉각에는 작동 방식이 약간씩 다른 두 가지 유형이 있습니다.

●단상 액침 냉각
이 방식에서 냉각액은 증발에 따른 상변화를 일으키지 않으며 항상 액체 상태를 유지합니다. 탱크 내에서 가열된 냉각액은 냉각액 분배 장치(CDU)를 통해 펌핑되며, 열은 열교환기로 전달됩니다. 열교환기는 열을 설비 용수 또는 외부 공기로 전달하는 2차 냉각 회로입니다.

●2상 액침 냉각
2상 냉각 방식은 냉각액이 서버 또는 IT 구성 요소의 열을 흡수한다는 점에서 단상 방식과 유사합니다. 그러나 2상 액침 냉각에서는 액체가 상변화를 일으킵니다. 냉각액이 매우 낮은 비등점에 도달하면 증기 기포가 위로 상승하면서 기체 상태가 됩니다. 증발한 증기는 응축기와 접촉하여 다시 액체 상태로 변환됩니다. 이후 냉각액은 탱크로 다시 흘러 들어가 냉각 사이클을 반복합니다.

기존 공랭식 냉각 시스템에서 고려해야 했던 공기 흐름을 위한 배선 경로와 공간이 필요하지 않으므로, 침지 냉각용으로 설계된 서버는 손쉽게 구성 변경이 가능하며 최적의 하드웨어 집적도를 구현할 수 있습니다. 또한 냉각 팬이 불필요해져 데이터 센터 내부의 소음과 전력 소비를 크게 줄일 수 있고, 이는 전력 사용 효율(PUE) 개선으로 이어집니다. 아울러 냉각 팬과 같은 기계 부품을 제거하면 유지보수 필요성도 줄어듭니다.

단상 액침 냉각을 위해 GIGABYTE Technology는 EIA 또는 OCP 표준 서버용 GIGABYTE 자체 액침 탱크와 리프트, 드라이 랙, 냉각액 등의 주변 장비를 포함한 완벽한 솔루션 라인업을 제공합니다. GIGABYTE의 액침 냉각 서버는 Asperitas, GRC, Submer 등 주요 공급업체의 솔루션과도 호환됩니다. 대표적인 구축 사례로는 GIGABYTE 서버 기반 단상 액침 냉각을 적용해 엣지 환경의 친환경 컴퓨팅을 위한 혁신적인 ‘컨테이너형 액침 냉각 소형 데이터 센터’를 구축한 일본의 대표 통신 사업자 KDDI가 있습니다.

GIGABYTE는 데이터 센터의 에너지 소비를 크게 줄이고 PUE를 개선하며 운영 비용과 환경 영향을 낮출 수 있는 2상 액침 냉각 솔루션도 제공합니다. 대표 사례로, 세계적인 반도체 기업이 GIGABYTE의 2상 액침 냉각 솔루션을 선택해 PUE를 1.08 미만으로 낮추고 데이터 센터의 총 전력 소비량을 최대 30%까지 절감할 수 있는 ‘친환경 HPC 데이터 센터’를 구축했습니다.

GIGABYTE가 폭넓은 경험을 보유한 HPC 분야는 서버 구성 요소에서 발생하는 높은 열과 높은 유지보수 비용으로 인해 액침 냉각 도입에 가장 적합합니다. GIGABYTE는 표준 서버 제품을 액침 냉각 시스템과 완벽하게 호환되도록 손쉽게 개조할 수 있습니다. 이러한 솔루션에 사용되는 서버에는 수직 설치 및 분리를 지원하는 브래킷이 장착되어 있어 관리가 용이합니다. GIGABYTE의 액침 탱크는 독립형 구조이며, 최적의 작동 온도를 유지하는 센서와 더욱 안정적인 운영을 위한 이중화 CDU를 갖추고 있습니다.

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