GRC單相浸沒式冷卻系統

資料中心過去受固定機房或行動機房的空間侷限,現在也能輕鬆提升既有機房高性能和高效率。

資料中心高效冷卻系統首選

資料中心伺服主機因業務需求而持續升級導致高耗電與電腦機房高散熱要求。其次高效能運算和人工智能複雜工作負載也持續增加需求,超過既有機房過去沒有評估到的複雜度。另外新一代伺服器處理器(例如AMD EPYC 7003和 3rd Gen Intel® Xeon® Scalable Processors)的電源要求,在這十年內也大幅增加一倍以上。還有運算加速器(Accelerators)在平行多工數據分析和人工智能方面,也促使電源功耗大幅提升。因應這些新需求與服務型態,導致資料中心在機房固定空間裡與傳統氣體冷卻條件下,已無法負荷新要求。此時應該盡快評估創新的伺服器浸沒式液體冷卻散熱系統。 

技嘉科技與GRC(Green Revolution Cooling)結合兩家專業技術,合作開發伺服器單相浸沒式液體冷卻解決方案,可提供資料中心最佳冷卻效能、提升伺服主機可靠性和高效率。通過佈署浸沒式液冷卻解決方案,客戶可有效降低Capex、OPEX、TTM等財務性支出,與快速提升整體運算效能與業務服務敏捷性,進而獲得更快速獲得投資回報。由於新一代浸沒式液冷解決方案讓機房內硬體設備更少的能源消耗,TCO與PUE在啟動運作時同時獲得改善,藉此幫助資料中心在高速運算和人工智能沉重工作負載,將資源利用率釋放更大的價值。

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傳統氣冷式機房的挑戰
資料中心隨著新一代伺服主機要求的高功率而產生熱量越來越大的挑戰。高效運算元件的高溫對整體系統效能產生必然影響。使得運算過程主機管理在溫度過高而提早降低運算時脈速度,才能穩定運算作業的可用性;又或者改善機房環控空氣冷卻系統,就需以更大的投資成本擴展空氣冷卻溫度範圍與風流量,才能獲得運算系統應有的高效能。

高效能與高耗電元件可提高整體運算能力,但主機機房侷限固定空間裡,採用高密度伺服器主機是唯一辦法,但也引發另一個散熱需求。 高密度伺服器,在2U的機殼結構中裝載8顆CPU;或是2U伺服器中裝載8~10片GPU和2顆CPU,這些發熱元件聚集在一起,組成高密度伺服器堆疊在機架中,此時重新評估機房環控散熱問題,就面臨嚴酷的挑戰。 在既有機房空間侷限,增加主機排列密度,還得增加空氣冷卻溫度範圍與風流量環控,也關係到所選擇的CPU與GPU元件等級,魚與熊掌難以兼得的條件下,就無法選用高效CPU與GPU的頂級元件。

選用高效能元件組成高性能運算伺服器,雖還有direct-to-chip液體冷卻解決方案可以挑選,但需要預先評估客製化液體導管冷水板製作,並需改變主機與機櫃佈署,才能將專屬液態冷卻劑導管線與冷水板連接到主機發熱元件,導走元件所產生的熱量,整體結構複雜又得佔機房內外部空間,還得變動機櫃與冷熱水導管佈署,因此導致投資成本升高。雖對比空氣冷卻雖有較好的效果,但以其散熱組件結構因素,direct-to-chip液體冷卻解決方案無法達到浸沒式液冷的整體散熱效率。另外Direct-to-chip液體冷卻方案,無法將伺服器產生的熱量立即引導到其他位置或建築物外。

資料中心的42U通用機櫃平均散熱功率大約20kW,其中高速運算或人工智能運算環境機櫃更遠超過此範圍, 42U機櫃至少能夠處理30kW或是更高散熱能力,實際環境證實傳統氣冷致冷方式已無法負荷需求,應該提早開始評估浸沒式液體冷卻系統的簡單快速散熱架構。

GRC單相浸沒式液冷解決方案使用不導電液體冷卻液,與空氣相比較具有更好的熱傳導物理能力。與氣冷式運用冷氣流散熱方案相比,液態冷卻液與發熱元件直接接觸將熱量導走,藉以維持元件高效能。擁有外部獨立降溫系統,該系統可以在外部處理高達100kW散熱功率,這是現今解決高效能、高密度的伺服主機最佳散熱方式。

GIGABYTE和GRC浸沒式冷卻解決方案
液體式冷卻發表至今已發展30多年。現今市場上兩種浸沒式液態冷卻方案中,單相浸入式液冷系統的結構和運行方式,較為簡單、便捷的選擇。

伺服器垂直載入裝有環保冷卻液水箱,直接透過不導電液體散熱。冷卻液在冷熱對流循環迴路結構中,每個迴路經由冷卻液分配單元(CDU)將低溫冷卻液泵入水箱槽中。 隨著伺服器主機運行升溫,直接將元件高溫熱量透過液體冷卻液引導出去。再將溫度較高的冷卻液經由熱液體管道輸送到CDU,運用CDU泵浦界接外部冷卻塔、乾式冷卻器、或冷卻器等裝置達到熱交換降溫目的。再把已降溫的冷卻液送回主機冷卻水箱槽中。 總而言之,由於GRC單相浸入式液體冷卻的高效冷卻運作,達成運算主機持續保持高效能與高可用性的目標。
GRC單相浸沒式冷卻機箱
技嘉科技多年來持續發掘新應用領域技術創新的合作夥伴,搭配合作夥伴的良好聲譽與領域專業知識和成功實績記錄,共同提供客戶最佳解決方案。 GRC公司是單相浸入式冷卻技術公認的權威,多年來持續開發可快速部署、節省成本和高效的液體浸入式冷卻結構系統可以充分滿足客戶端高效運算應用需求。

技嘉科技開發工程師與GRC密切合作驗證,確保客戶採購技嘉科技伺服器,在GRC的ICE系列或Hash系列等單相浸沒式冷卻相關產品,可支援大型固定機房或行動機房內,部署高效能運算伺服主機。
ICE Line of Products
ICEraQ ICEtank
Racks 1 x 24U to 4 x 42U 4 x 42U to 8 x 42U
Deployment Data Center Container
Cooling Capacity 25-368kW 184-368kW
Applications HPC, AI, Private/Cloud, Edge, Geosciences, and High Frequency Trading
Hash Line of Products
HashTank HashRaQ
# of Racks 1 or 2 2 x 52U or 6 x 52U
Deployed Data Center Container
Cooling Capacity 200kW 200kW
Applications Bitcoin Mining or Blockchain Computing
冷卻液 - GRC ElectroSafe®
Physical & Chemical Properties GRC ElectroSafe
Fluid Type Synthetic (hydrocarbon based)
Chemical State Inert liquid
Health Concerns Safe to breathe
Evaporation Rate Nil
Percent Volatile Nil (NFPA 701 rating: 0-1-0)
Auto-Ignition Temperature > 343°C (650°F)
Density 7.10-7.13 lbs/gal
Specific Gravity 0.80-0.88
Lifespan of coolant 15+ years

依據物理特性證實液體與空氣對比,液體有更高的熱容量與熱傳導特性。運作中的伺服器經由液體散熱,擁有更好的熱傳導性。GRC單相浸沒式冷卻系統使用ElectroSafe液體作為冷卻劑,具備高效導熱性能,並且符合地球環保材料選用議題。經由GRC公司精心挑選與測試過程,確保冷卻液絕緣性,還可以承受持續熱傳導,不輕易受外在環境影響而降解變質。因此ElectroSafe液體冷卻劑具備週期壽命更長、環保、無毒、無味、不蒸發和不導電特性。

ElectroSafe冷卻液符合全球各國環保法規,已連同GRC單相浸入式冷卻系統在全球 20幾個國家部署運作,藉由實績證實安全性與用心地球環保。

技嘉科技與GRC 浸沒式冷卻組合效益

  • costdown_2
    降低總擁有成本

    無風扇伺服器設計可降低 10-20% 的功耗,減少空氣冷卻基礎設施,並將冷卻耗電降低多達 95%,從而顯著降低 CAPEX 和 TCO。

  • fanless
    提高散熱與電力效率 (PUE)

    單相浸沒式冷卻比傳統的空氣冷卻更節能。估計浸沒式冷卻 PUE為 1.03,氣冷 PUE 為 1.7-2.0。

  • maintenance
    提高硬體可靠性

    伺服主機可在持續低溫條件運行,且發熱源處於高效散熱環境,得以實現持續高性能。另外,密封水槽可避免外在污染與消除振動。

  • speed_PERFORMANCE
    提升主機裝載密度

    伺服器工作負載得以最佳運算效能持續運作,同時以頂級冷卻性能提高伺服主機裝載密度。

  • administrator
    降低維護故障機率

    單相浸沒式液體槽簡易維修特性,非常有利於偏遠地區。高效率散熱性能也降低了元組件故障機率。

  • eco
    符合環保冷卻液

    GRC的ElectroSafe單相浸沒式冷卻劑無毒性,符合所有環保法規與建築消防規範,持久性、低降解,且可回收再利用。

技嘉科技通過GRC單相浸沒式液冷系統驗證伺服器

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