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Refroidissement par immersion pour des datacenters
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L’essor de l’économie des données modifie fondamentalement notre façon de vivre et notre monde toujours très intégré pousse les entreprises à fonctionner à un rythme toujours croissant. Presque tous les aspects de notre vie quotidienne - appareils intelligents, maisons, villes et véhicules autonomes - dépendent de ce qui se passe à l'intérieur des datacenters.
Cependant, ces centres ont un coût énorme en termes de consommation d'énergie, d'utilisation de l'eau, d'empreinte écologique et plus encore. C'est clair - nous avons besoin de datacenters plus rapides, plus intelligents, plus économes en énergie et plus durables.
En faisant passer les datacenters des méthodes de refroidissement traditionnelles au refroidissement par immersion avec des fluides 3M, les entreprises peuvent mieux se préparer aux exigences de performance sans précédent du futur tout en gérant les coûts et l'impact sur nos ressources naturelles.
Entrez dans ce qui serait autrement impossible - une nouvelle ère de datacenters.
Découvrez ce que les fluides 3M peuvent faire pour cinq applications de datacenters différentes.
Le refroidissement par immersion avec les fluides électroniques 3M™ Fluorinert™ et les fluides de spécialité 3M™ Novec™ peut aider à améliorer l'efficacité tout en réduisant les coûts et la dépendance vis-à-vis du centre des ressources naturelles - de la conception et la construction à la maintenance et aux opérations. Un datacenter de nouvelle génération est juste au coin de la rue - laissez 3M science vous y aider.
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Super informatique
Stratégie. Performances. Coût. Durabilité.
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Performances et efficacité de refroidissement accrues
Supportez des charges de travail nouvelles ou plus gourmandes en calcul que les solutions de refroidissement traditionnelles peinant à refroidir de manière efficace et rentable grâce à une augmentation des opérations en virgule flottante par seconde (FLOPS) par watt.
Réduisez l'efficacité énergétique (PUE) et la consommation d'eau
Avec des PUE aussi faibles que 1,03, construisez des super-ordinateurs plus écoénergétiques et durables. En outre, éliminez le gaspillage de l'eau avec le refroidissement par immersion diphasique grâce à l'utilisation de refroidisseurs secs, et réduisez ou éliminez le gaspillage de l'eau avec le refroidissement par immersion monophasique grâce à l'utilisation de refroidisseurs à sec.
Réduisez les dépenses opérationnelles
Avec une efficacité de refroidissement accrue, les coûts d'électricité dédiés aux besoins de refroidissement auxiliaires peuvent être réduits.
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Entreprise HPC
Stratégie. Performances. Coût. Durabilité.
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Plus grande puissance et efficacité de refroidissement
Supportez des charges de travail nouvelles ou plus gourmandes en calcul que les solutions de refroidissement traditionnelles peinant à refroidir de manière efficace et rentable.
Latence plus faible
Contribuez à réduire les retards en exécutant des charges de travail sensibles à la latence dans des datacenters ou des armoires de serveurs plus denses et optimisés pour l'espace, plus près de l'utilisateur.
Augmentez la fiabilité du matériel
Des températures de jonction plus basses ainsi que des variations de température et des points chauds réduits augmentent la fiabilité de vos opérations. Atténuez les pannes matérielles courantes en minimisant les pièces mobiles (par exemple, les ventilateurs) qui sont nécessaires pour les méthodes de refroidissement traditionnelles.
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Périphérie/5G
Stratégie. Performances. Coût. Durabilité.
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Indépendant géographiquement et écologiquement
Installez des systèmes de périphérie avec une infrastructure de refroidissement cohérente à l'échelle mondiale, quelles que soient les variations environnementales (par exemple, froid / chaud, humide / sec). Des facteurs de forme plus denses permettent également des applications plus sensibles à l'espace et au poids.
Feuille de route pour les besoins futurs en densité de puissance
Déployez des unités de périphérie haute densité avec de petits facteurs de forme conçus pour prendre en charge les charges de travail actuelles et futures.
Latence plus faible
Contribuez à réduire les retards en exécutant des charges de travail sensibles à la latence dans des unités périphériques plus denses et optimisées pour l'espace, plus près de l'utilisateur.
Prolongez la durée de vie des actifs
Les unités scellées refroidies par immersion protègent le matériel informatique des contaminants environnementaux tels que la poussière et l'humidité. Une réduction des pièces mobiles contribue également à améliorer la fiabilité et à prolonger la durée de vie des unités de périphérie.
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Cryptomonnaie
Stratégie. Performances. Coût. Durabilité.
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Une meilleure performance par watt
Obtenez un avantage avec le refroidissement par immersion en augmentant les taux de hachage grâce à l'overclocking. Allouez plus de puissance à l'exploitation minière et à d'autres activités génératrices de profits, compte tenu des gains accrus d'efficacité de refroidissement.
Réduisez les dépenses d'investissement et d'exploitation
Baisse des dépenses en capital en minimisant ou en éliminant l'infrastructure de refroidissement par air (par exemple, refroidisseurs, CRAC, CRAH, PDU, RPP, télécommunications / réseaux, implantation des installations). Avec une efficacité de refroidissement accrue, les coûts d'électricité dédiés aux besoins de refroidissement auxiliaires peuvent être réduits.
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Techniques de refroidissement liquide activées par les fluides 3M
Les fluides 3M peuvent être utilisés pour les applications de refroidissement par immersion monophasique et diphasique, ainsi que pour les applications de refroidissement direct sur puce monophasique et diphasique.
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Refroidissement par immersion monophasique
Dans le refroidissement par immersion monophasique, le fluide reste dans sa phase liquide. Les composants électroniques sont directement immergés dans un liquide diélectrique dans une enceinte étanche mais facilement accessible où la chaleur des composants électroniques provoque l’ébullition du fluide, produisant de la vapeur qui s’élève du liquide. Les pompes sont souvent utilisées pour faire circuler le fluide chauffé vers un échangeur de chaleur, où il est refroidi et renvoyé dans l'enceinte.
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Refroidissement par immersion diphasique
Dans le refroidissement par immersion diphasique, le fluide est bouilli et condensé, augmentant de façon exponentielle l'efficacité du transfert thermique. Les composants électroniques sont directement immergés dans un liquide diélectrique dans une enceinte étanche mais facilement accessible où la chaleur des composants électroniques provoque l’ébullition du fluide, produisant de la vapeur qui s’élève du liquide. La vapeur se condense sur un échangeur de chaleur (condenseur) à l'intérieur du réservoir, transférant la chaleur à l'eau de l'installation qui s'écoule à l'extérieur du centre de données.
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Refroidissement directement sur la puce
Le refroidissement direct sur puce rejette la chaleur en pompant le fluide à travers des plaques froides fixées aux composants électroniques. Le fluide n'entre jamais en contact direct avec l'électronique. Alors que les fluides non diélectriques (par exemple, l'eau glycolée) sont souvent utilisés dans le refroidissement direct sur puce, les fluides diélectriques peuvent être utilisés dans des applications directes sur puce pour atténuer les risques associés aux fuites, augmentant ainsi la fiabilité du matériel / équipement informatique. Le refroidissement direct sur puce peut être mis en œuvre à l'aide de technologies monophasiques et diphasiques.
Découvrez le fluide 3M adapté à vos besoins de refroidissement
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Fluides électroniques 3M FluorinertLes fluides électroniques 3M Fluorinert ont établi la norme de l'industrie pour le refroidissement de l'électronique à contact direct depuis plus de 60 ans. Ces fluides extrêmement inertes et entièrement fluorés ont une rigidité diélectrique exceptionnellement élevée et une excellente compatibilité avec les matériaux. Les fluides électroniques 3M Fluorinert sont clairs, inodores, ininflammables, sans huile, à faible toxicité, non corrosifs, offrent une large plage de températures de fonctionnement et une stabilité thermique et chimique élevée. Les liquides électroniques 3M Fluorinert ont également des constantes diélectriques faibles, ce qui les rend idéaux pour les applications de refroidissement par immersion monophasique et diphasique des datacenters.
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Fluides de spécialité 3M NovecLes fluides de spécialité 3M Novec sont conçus pour concilier la performance avec des caractéristiques environnementales et de sécurité favorables. Ils sont disponibles pour une grande variété d'applications, y compris le transfert thermique, le nettoyage, les contrôles et le dépôt de lubrifiant. Ces fluides sont ininflammables, sans huile, à faible toxicité, non corrosifs, ont une bonne compatibilité avec les matériaux et une bonne stabilité thermique. Les fluides de spécialité 3M Novec ont également un faible potentiel de réchauffement planétaire (PRP) et un potentiel d'appauvrissement de la couche d'ozone (PACO) nul, offrant aux propriétaires des datacenters une solution innovante, fiable et durable pour leurs applications de refroidissement (refroidissement direct sur puce et refroidissement par immersion) monophasique ou diphasique des datacenters. 3M recommande actuellement d'utiliser des fluides de spécialité 3M Novec à base d'hydrofluoroéther (HFE) pour les applications de refroidissement liquide des datacenters.
Questions diverses sur le refroidissement par immersion
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Qu'est-ce que le refroidissement par immersion ?
Le refroidissement par immersion est une méthode pour refroidir le matériel informatique des datacenters en l'immergeant directement dans un liquide non conducteur tel que les fluides électroniques 3M™ Fluorinert™ ou les fluides de spécialité 3M™ Novec™. La chaleur générée par les composants électroniques est directement et efficacement transférée au fluide. Cela réduit le besoin de matériaux d'interface, de dissipateurs thermiques, de ventilateurs, de carénages, de tôles et d'autres composants courants dans les méthodes de refroidissement traditionnelles.
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Quels sont les avantages du refroidissement par immersion par rapport au refroidissement par air ?
Le refroidissement par immersion avec des fluides 3M offre de nombreux avantages par rapport au refroidissement par air traditionnel, notamment une efficacité thermique (c.-à-d. Un PUE plus faible), des performances et une fiabilité accrues des datacenters. Le refroidissement par immersion élimine également la nécessité d'une gestion complexe du flux d'air. Les datacenters optimisés refroidis par immersion peuvent entraîner des réductions des dépenses d'investissement et d'exploitation, ainsi qu'une réduction du temps de construction et de la complexité. L'augmentation de la densité de calcul du refroidissement par immersion permet des agencements de datacenters plus flexibles et supprime les obstacles aux choix d'emplacement des datacenters tels que des zones à coûts immobiliers élevés ou des contraintes d'espace. Enfin, le refroidissement par immersion avec des fluides 3M peut aider à éliminer le compromis entre l'utilisation de l'eau, l'efficacité énergétique et le coût en éliminant le besoin de refroidisseurs avec des économiseurs et de contrôles complexes utilisés dans le refroidissement par air. Cela permet d'éliminer l'utilisation de l'eau nécessaire pour refroidir le datacenter en utilisant plutôt les températures naturelles de l'eau dans de nombreux climats pour permettre un refroidissement à pleine capacité sans infrastructure d'évaporation.
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Quelle est la différence entre le refroidissement par immersion et le refroidissement direct sur la puce ?
Le refroidissement par immersion consiste à immerger directement le matériel informatique dans une enceinte étanche mais facilement accessible remplie de liquide diélectrique. La chaleur générée par les composants électroniques est directement transférée au fluide. Avec le refroidissement direct sur puce, le fluide n'entre jamais en contact direct avec l'électronique. Au lieu de cela, le refroidissement direct sur puce utilise des tuyaux pour pomper un liquide de refroidissement vers des plaques froides qui reposent sur des composants électroniques pour transférer la chaleur.
Le refroidissement par immersion et le refroidissement direct sur puce peuvent être mis en œuvre à l'aide de méthodes monophasiques et diphasiques utilisant des fluides 3M. -
Quelles sont les méthodes courantes de mise en œuvre du refroidissement par immersion ?
Il existe deux configurations courantes de refroidissement par immersion : en réservoir et à coque.
Le refroidissement par immersion de type réservoir utilise un fluide diélectrique comme moyen de transfert thermique dans un réservoir scellé mais facilement accessible. Cela élimine le besoin de connecteurs hermétiques, de récipients sous pression, de joints et de coques. Les serveurs doivent être installés verticalement à l'intérieur du réservoir.
Dans la conception à coque, l'électronique du serveur est scellée dans le châssis du serveur. Le fluide diélectrique circule dans l'ensemble de l'enceinte du serveur, éliminant la chaleur des composants électroniques. La conception à coque est généralement mise en œuvre avec des serveurs insérés horizontalement dans un rack. -
Quels sont les éléments à prendre en considération pour faire un choix entre le refroidissement par immersion monophasique et celui à immersion diphasique ?
Il existe plusieurs facteurs clés à prendre en considération lors du choix entre le refroidissement par immersion monophasique et diphasique.
Les systèmes de refroidissement par immersion monophasique présentent des conceptions de réservoir plus simples et un confinement des fluides plus facile. La compatibilité des matériaux et l'hygiène des fluides sont également moins difficiles en monophasique par rapport au refroidissement par immersion diphasique.
La mise en œuvre de systèmes de refroidissement par immersion diphasique passifs permet une plus grande efficacité de transfert thermique à travers le processus d'ébullition (par le biais du changement de phase liquide à vapeur) par rapport au refroidissement par immersion monophasique, permettant des densités de puissance plus élevées avec le refroidissement par immersion diphasique (jusqu'à 250-500 kW / réservoir). En outre, l'infrastructure de refroidissement requise pour prendre en charge le refroidissement par immersion diphasique est généralement moins complexe, car un refroidissement adiabatique supplémentaire au-delà d'un refroidisseur sec n'est pas nécessaire. -
Quelles catégories de fluides puis-je utiliser pour le refroidissement par immersion monophasique ?
Les produits fluorés (ou fluorocarbures) et les hydrocarbures (par exemple, les huiles minérales, les huiles synthétiques, les huiles naturelles) peuvent être utilisés pour le refroidissement par immersion monophasique. Des fluides avec un point d'ébullition plus élevé (supérieur à la température maximale du système) sont nécessaires pour garantir que le fluide reste en phase liquide.
Parmi les facteurs à prendre en compte pour choisir parmi les divers produits fluorés et les hydrocarbures, on peut citer : performances de transfert de chaleur (stabilité et fiabilité dans le temps, etc.), facilité d'entretien du matériel informatique, hygiène des fluides et besoins de remplacement, compatibilité des matériaux, propriétés électriques, inflammabilité ou combustibilité, impact environnemental, questions liées à la sécurité et coût total des fluides sur la durée de vie du réservoir ou du centre de données. -
Quelles catégories de fluides puis-je utiliser pour le refroidissement par immersion diphasique ?
Les fluides fluorés, généralement avec un point d'ébullition plus bas, sont principalement utilisés pour le refroidissement par immersion diphasique. Les hydrocarbures ne sont généralement pas utilisés pour les systèmes de refroidissement par immersion diphasique, car la plupart des hydrocarbures sont combustibles et / ou inflammables. Par conséquent, les hydrocarbures ne sont généralement utilisés que dans des applications monophasiques.
Parmi les facteurs à prendre en compte pour choisir parmi les différents produits fluorés, on peut citer : impact sur les performances informatiques (cohérence, fiabilité, etc.), facilité d'entretien du matériel informatique, hygiène des fluides et besoins de remplacement, compatibilité des matériaux, propriétés électriques, inflammabilité ou combustibilité, impact environnemental, questions liées à la sécurité et coût total des fluides sur la durée de vie du réservoir ou du centre de données.
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Mythe ou réalité ?
Nos experts ont démystifié certains mythes courants concernant le refroidissement par immersion et les fluides 3M.
Ressources sur le refroidissement par immersion
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Explorez les meilleures pratiques relatives à la conception et à la construction des réservoirs (par exemple, matériaux, couvercle/étanchéité), à la préparation du matériel informatique, au conditionnement des fluides et à l'élimination de la contamination, à la gestion de l'humidité et au contrôle de la ventilation et de la pression.
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Vidéo : Voir le refroidissement par immersion en action
Regardez une vidéo pour comprendre le fonctionnement des systèmes de refroidissement par immersion monophasique et diphasique. Découvrez également comment le refroidissement par immersion peut, à l'aide de fluides 3M, prendre en charge une densité de puissance de calcul et des performances plus élevées que le refroidissement par air en utilisant moins de 10 % de l'espace.
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Le datacenter de cryptomonnaie refroidi par immersion de 40+ MW, 1,02 PUE de BitFury atteint jusqu'à 250 kW par réservoir ou jusqu'à 100 kW par m2 en utilisant Novec le 7100.
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