CoolIT Systems представила водоблок для однофазного прямого жидкостного охлаждения (DLC) чипов мощностью 4 кВт. Это вдвое выше, чем у других решений такого типа. Новинка смогла отвести более 97 % тепла от 4-кВт тестовой нагрузки (Thermal Test Vehicle, TTV) при расходе 6 л/мин. (LPM). Это эквивалентно 1,5 LPM на кВт, что совпадает с рекомендуемым потоком для чипов высокой мощности, говорит компания.

Тепловое сопротивление является ещё одним критическим фактором высокопроизводительного охлаждения — новый водоблок имеет сверхнизкое сопротивление Tr<0,009 К/Вт. При этом полное падение давления в контуре, включая фитинги и быстроразъёмные соединения, остаётся на уровне всего 8 фунтов на кв. дюйм (0,5625 кгс/см²). А фирменная технология Split-Flow позволяет почти на треть улучшить поток и отвод тепла по сравнению с традиционными водоблокам, обеспечивая целенаправленное охлаждение наиболее нагревающихся областей чипов, говорит компания.

Источник изображения: CoolIT Systems

Пока столь мощных чипов нет. Даже самые современные NVIDIA Blackwell имеют TDP до 1200 Вт, а AMD Instinct MI355X — до 1100 Вт. Однако для CoolIT важно показать, что у однофазных СЖО есть существенный задел на будущее. Конкуренцию таким систем пытаются составить погружные СЖО, а также двухфазные DLC, например, ZutaCore. Впрочем, есть и необычные однофазные DLC. Так, Chilldyne использует технологию циркуляции теплоносителя с отрицательным давлением, которая снижает риски протечки. А Iceotope предлагает гибридное решение, сочетающее водоблоки и иммерсионную СЖО.

Источник: CoolIT Systems

При этом DLC с водой в качестве теплоносителя остаются наиболее широко распространёнными СЖО. На них приходится более 60 % рынка жидкостного охлаждения ЦОД из-за высокой экономической и тепловой эффективности, сообщает StorageReview со ссылкой на исследование Market Research Future.

Европейский поставщик облачных услуг Exoscale, входящий в состав A1 Digital, в партнёрстве с австрийской компанией Diggers работает над созданием устойчивых дата-центров нового поколения, ориентированных на ресурсоёмкие задачи ИИ. Речь идёт о внедрении новой технологии прямого жидкостного охлаждения (DLC).

Архитектура, разработанная специалистами Diggers, предполагает размещение серверов в «холодных ящиках» — шкафах, в которые не попадает и не выходит воздух. Для отвода тепла от CPU и GPU служат специальные пластины с микроканалами, через которые циркулирует охлаждающая жидкость.

Источник изображений: A1 Digital

Для работы системы требуется подача только электричества и воды. Водоблоки выполнены из алюминия, что предотвращает коррозию. Микроканалы распределяют жидкость таким образом, чтобы увеличить теплопередачу. Каждый водоблок может отводить тепло от двух GPU, которые монтируются с противоположных сторон. Предложенная архитектура устраняет необходимость в холодном коридоре. Утверждается, что по сравнению с обычными системами охлаждения энергопотребление сокращается на 50 %. Показатель PUE составляет до 1,05.

«Мы достигаем практически таких же технических показателей, что и при использовании погружного охлаждения, но при этом не применяется минеральное масло и нет сложностей с обслуживанием. Всё легко меняется. Вы можете менять память и накопители», — говорит генеральный директор Diggers Мартин Шехтнер (Martin Schechtner).

Вода на выходе имеет температуру около 50 °C: она может использоваться либо для нужд самого дата-центра, либо направляться в местную отопительную сеть. Решение может быть интегрировано как в новые, так и в существующие ЦОД. Exoscale испытывает систему на своём объекте в Вене (Австрия).

Компания ZutaCore на конференции SC23 сообщила о том, что её система прямого жидкостного охлаждения HyperCool Direct-On-Chip вошла в состав серверов Dell и Pegatron на платформе Intel Xeon Sapphire Rapids.

Двухфазная система HyperCool способна эффективно отводить тепло от самых мощных серверных процессоров — с показателем TDP 1500 Вт и более. Это комплексное решение с замкнутым контуром вместо воды использует специальную диэлектрическую жидкость, благодаря чему оборудование защищено от коррозии.

Платформа HyperCool обладает хорошей масштабируемостью и может быть развёрнута в новых или модернизированных дата-центрах — cтандартизированный интегрированный 6U-модуль способен отводить 100 кВт и выше. Система обеспечивает коэффициент PUE меньше 1,02. Конструкция HyperCool позволяет повторно использовать выделяемое тепло — например, для обогрева зданий. СЖО подходит для применения в ЦОД, ориентированных на решение задач ИИ и НРС. Система позволяет снизить общее энергопотребление и сократить выбросы вредных газов в атмосферу.

Источник изображения: ZutaCore

Отмечается, что недавно технология HyperCool была сертифицирована для высокопроизводительных серверов ASUS. Кроме того, в экосистему ZutaCore входят AMD, Boston Limited, Dell, Equinix, Intel, World Wide Technologies (WWT) и другие. Утверждается, что по сравнению с традиционными системами охлаждения решение HyperCool обеспечивает сокращение совокупной стоимости владения на 50 %.

На заре СЖО действительно существовали и предлагались совершенно разные конфигурации водоблоков, но постепенно восторжествовала единственная вариация — микроканальная. Совершенство достигнуто? Компания Fabric8Labs считает, что нет, и таким системам есть куда расти, но только при отказе от традиционных технологий изготовления водоблоков и радиаторов охлаждения. Свое видение будущего СЖО она продемонстрировала на конференции Hot Chips 2023.

Источник изображений здесь и далее: Fabric8Labs via ServeTheHome

Микроканальная конструкция довольно проста и реализуется классическими методами механической ообработки, которая способна обеспечить ширину каналов и толщину рёбер на уровне 100 мкм. У прямых каналов, впрочем, существует свой предел производительности теплоотвода, накладываемый самой физикой процесса.

Рост же тепловыделения современных процессоров отнюдь не собирается останавливаться: уже в порядке вещей теплопакеты в районе боле 300 Ватт, а для сложных ускорителей и того больше. Fabric8Labs считает, что за счёт применения более сложных канальных структур эффективность теплосъёма можно существенно повысить.

Формирование таких структур предполагается методом аддитивной печати. Классические методы такой печати в металлургии имеют довольно высокую себестоимость и требуют недёшевых компонентов, а сам техпроцесс имеет много стадий, достаточно энергоёмок и далеко не всегда позволяет получить достаточно гладкие поверхности.

Компания Fabric8Labs предлагает уникальную электрохимическую печать, не требующую применения дорогостоящих порошков, а вместо этого использующую дешёвые соли металлов. Техпроцесс в этом случае состоит всего из двух частей: направленного электроосаждения и промывки. По себестоимости такой метод существенно превосходит любые другие методы металлической 3D-печати.

Печать Fabric8Labs позволяет получать на выходе сложные гироидные структуры (TPMS), лучше омываемые теплоносителем. Как показывают проведённые компанией эксперименты, водоблоки с такой структурой могут быть на 35 % эффективнее классических микроканальных.

Также представляет интерес возможность печати нерегулярных структур, имеющих оптимальную производительность для разных чиплетов процессора с разными тепловыми характеристиками. При разработке таких структур возможно использование методов оптимизации с помощью генеративного ИИ.

Благодаря своей дешевизне и относительной простоте, методы, предлагаемые Fabric8Labs, выглядят весьма перспективно. В настоящее время технология находится в экспериментальной фазе, но компания рассматривает возможность строительства первой фабрики уже в 2024 году в Сан-Диего (США), а также открыта для сотрудничества с другими производителями систем охлаждения, если предлагаемая технология вызовет интерес крупных заказчиков.