Flüssigkeitskühlung im Rechenzentrum ist ein Thema, mit dem sich viele beschäftigen müssen. Chilldyne bietet eine einzigartige Lösung, die Zuverlässigkeit, Benutzerfreundlichkeit und leckagefreie Sicherheit bietet. Eigentlich ist das Raketenwissenschaft.
Wir hatten die einmalige Gelegenheit, den Hauptsitz von Chilldyne in Kalifornien zu besuchen und einen detaillierten Einblick in die bahnbrechende Technologie und faszinierende Unternehmensgeschichte zu erhalten. Chilldyne entstand in seiner heutigen Form dank der Finanzierung durch die ARPA-E KÜHLERCHIPS Programm, hat aber seine Wurzeln in der Luft- und Raumfahrtindustrie, insbesondere in der Raketenwissenschaft. Das Unternehmen hält mehrere Patente im Zusammenhang mit dem Design von Raketentriebwerken, wobei der Schwerpunkt auf der Kühlung heißer Raketendüsen und der Optimierung der Kraftstoffversorgung liegt. Interessanterweise basiert das Design der Chilldyne Cooling Distribution Units (CDUs) auf ihrer Raketentreibstoffpumpentechnologie. Ihre Laboreinrichtung ist ein Paradies für Nerds, das an der Schnittstelle von Raketentechnik, Chemie und verrückter Wissenschaft existiert.
Die ARPA-E COOLERCHIPS (Cölen OArbeitsvorgänge Ooptimiert für Lgreift ein EEnergie, RZuverlässigkeit und CArbon Hypereffizienz in Informationen PVerarbeitung SDas COOLERCHIPS-Programm (COOLERCHIPS: engl.: Coolerchips) ist eine Initiative der Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) zur Verbesserung der Energieeffizienz von Rechenzentren. Das Programm konzentriert sich auf die Entwicklung fortschrittlicher Kühltechnologien zur Reduzierung des Energieverbrauchs und zur Erhöhung der Zuverlässigkeit von Rechenzentren. Durch die Förderung von Innovationen bei Kühlsystemen möchte COOLERCHIPS den steigenden Energiebedarf von Rechenzentren decken, ihre Betriebsleistung verbessern und ihren CO2-Fußabdruck minimieren.
Raketenwissenschaft im Rechenzentrum
KI- und HPC-Workloads mit hoher Dichte treiben den Stromverbrauch in die Höhe, was zu übermäßiger Hitze in Rechenzentren führt, was die Luftkühlung erschwert. Da Flüssigkeitskühlung eine Voraussetzung für die neuesten NVIDIA GB200-Superchips ist und selbst 8-fach gesockelte GPU-Bereitstellungen in diese Richtung gehen, müssen Unternehmen neue Technologien einsetzen, um ihre KI-Ziele zu unterstützen. Doch die Einführung einer Flüssigkeitskühlung ist nicht immer einfach und es besteht die ständige Angst vor Systemlecks. Chilldyne verfolgt jedoch einen anderen Ansatz.
Wenn Negativität etwas sehr Positives ist
Die Lösungen von Chilldyne gehen auf die größte Angst bei der Einführung von Flüssigkeitskühlung im Rechenzentrum ein: Leckagen. Sie nutzen Unterdrucktechnologie, um Leckagen zu verhindern und sorgen durch die Zirkulation des Kühlmittels im Vakuum für maximale Betriebszeit und Zuverlässigkeit. Diese Methode macht Hochleistungsleitungen überflüssig. Sie bietet eine überlegene thermische Effizienz, wodurch die Systeme von Chilldyne hochwirksam sind, um optimale Leistung in modernen Rechenzentren aufrechtzuerhalten und gleichzeitig Energieverbrauch und CO2-Emissionen zu reduzieren.
Der gesamte Pumpmechanismus arbeitet mit einem Differenzvakuum. Nehmen Sie das obige Bild als Referenz. Es gibt drei Kammern: zwei äußere Kammern mit einem „hohen“ Vakuum und eine zentrale Kammer mit einem „niedrigen“ Vakuum. Diese Vakuumniveaus werden durch Ventile oben an den Kammern präzise gesteuert.
Das Kühlmittel wird aus der zentralen Reservoirkammer durch den Kühlkreislauf gesaugt. Es kehrt in eine der äußeren Hochvakuumkammern zurück, nachdem es einen Wärmetauscher durchlaufen hat, der an die Kältemaschinen der Anlage angeschlossen ist. Sobald die äußere Kammer voll ist, wird das Vakuum auf dieser Seite abgeschaltet und auf der gegenüberliegenden Seite angelegt, sodass das Kühlmittel zurück in die zentrale Kammer fließen kann. Dieser Vorgang wird gesteuert, indem eingestellt wird, welche Ventile an den Hochvakuumkammern geöffnet sind.
Einer der faszinierenden Vorteile eines Flüssigkeitskreislaufs mit Unterdruck ist die Möglichkeit, dünnere Schläuche zu verwenden und sogar auf die Verwendung von Abstimmklemmen zu verzichten. Bei einem Überdrucksystem kämpft der Schlauch auf jedem Zentimeter Oberfläche immer gegen den Systemdruck.
Überdrucksysteme müssen geklemmt werden, um Lecks zu vermeiden, da der Druck die Schläuche von der Verbindung drückt. Bei einem Unterdruckkreislauf wie dem von Chilldyne ist das Gegenteil der Fall. Die Schläuche können sehr dünn (preiswert) sein und die Verbindungen können einfache Anschlüsse oder gar keine Anschlüsse sein, da der Unterdruck die Schläuche ständig in eine engere Position zieht. Die Verbindungen werden mit der Zeit enger und sorgen so für eine bessere Abdichtung, wenn das System altert.
Der praktische Vorteil der Schlauchgröße ist nicht zu übersehen. Viele der von uns untersuchten Überdrucksysteme haben Chassis-Schleifen von beträchtlicher Größe. Die Größe der Chilldyne-Unterdruckschläuche ähnelt eher dünnen 1GbE-Netzwerkkabeln.
Cold Plates and The Turbulators – kein Indie-Bandname
Eine Kühlplatte ist eine entscheidende Komponente in Flüssigkeitskühlsystemen und dient dazu, Wärme direkt von Hochleistungskomponenten wie CPUs, GPUs und sogar Schaltern abzuleiten. Sie wird direkt auf der wärmeerzeugenden Komponente montiert, nimmt Wärme auf und überträgt sie auf ein zirkulierendes Kühlmittel.
Das Kühlmittel, in diesem Fall Wasser, fließt durch die internen Kanäle der Kühlplatte und leitet die Wärme vom Bauteil ab. Dieser Prozess sorgt für eine effiziente Kühlung, die Aufrechterhaltung optimaler Betriebstemperaturen und die Verbesserung der Leistung und Zuverlässigkeit elektronischer Geräte.
Ein einzigartiges Designelement der Chilldyne-Kühlplatten, das wir bei anderen Anbietern nicht gesehen haben, ist ihre Fähigkeit, bei bestimmten Designs luftgekühlt zu bleiben. Je nach Kühlermodell sind immer noch Lamellen eine Option, was zwei Vorteile bietet.
Der erste offensichtliche Vorteil besteht darin, dass das System betriebsbereit bleibt, wenn eine Leitung unterbrochen oder verlegt wird, da die Lüfter im Systemgehäuse hochfahren, wenn sich die CPU erwärmt. Der zweite Vorteil des Hybrid-Kühlkörperdesigns besteht darin, dass er durch die hindurchfließende Flüssigkeit kühl bleibt und zusätzliche Wärme aus der Umgebung aufnehmen kann, wodurch die Gesamtablufttemperatur des Systems weiter gesenkt wird.
Die Magie des Chilldyne-Kühlplattendesigns geschieht im Turbulator. Diese korkenzieherartigen Teile zwingen das Wasser durch die Kanäle in der Kühlplatte und geben der Flüssigkeit genug Zeit und Oberfläche, um die Wärme aus dem Metall in die Flüssigkeit zu ziehen. Turbulatoren sind in vielen Haushalten zu finden, wenn Sie einen Gasofen haben. Sie befinden sich normalerweise im sekundären Wärmetauscher und ermöglichen es dem Ofen, seinen hohen Wirkungsgrad zu erreichen. Sie verwirbeln die Verbrennungsluft und extrahieren so viel Wärme wie möglich, bevor sie das Abgas aus Ihrem Haus leiten.
Chilldyne plant, eine breite Palette neuer stromhungriger Geräte zu unterstützen. Derzeit werden Kühlplatten für 2000-W-Geräte entwickelt. Die Konzeptproduktdemonstration zeigte, dass das Produkt hohe Wärmelasten effizient in den Flüssigkeitskreislauf ableiten kann.
Gibt es in Ihrem Rechenzentrum einen Apotheker?
Wahrscheinlich nicht, und da Chilldyne hier die harte Arbeit übernimmt, müssen die Kunden das auch nicht tun. Jeder Flüssigkeitskreislauf erfordert Zusatzstoffe, um das Wasser über einen längeren Zeitraum sauber zu halten. Das Letzte, was ein Flüssigkeitskreislauf braucht, ist irgendetwas, das wächst oder korrodiert, was die Kühlplatten verkleben und ihre Effizienz mindern könnte.
Die Chilldyne CDUs arbeiten mit lokalem Betriebswasser, das bei Bedarf gefiltert und behandelt wird. Dies ist ein erheblicher Vorteil gegenüber Kühlmitteln auf Glykolbasis, die beim Befüllen oder Entsorgen besondere Sorgfalt erfordern. Die Chilldyne CDU überwacht die Flüssigkeit kontinuierlich und behandelt sie mit antimikrobiellen sowie korrosionshemmenden Chemikalien. Die CDU kann ihren gesamten Kühlmittelkreislauf bei Bedarf in die Kanalisation entleeren und ihn wieder auffüllen, wenn die Überwachung ein ausreichend schwerwiegendes Problem erkennt. Da die Chemikalien nur im ppm-Bereich gemessen werden, kann das Abwasser der CDU in den Abfluss gelangen.
Ein weiterer beeindruckender Vorteil ist, dass Chilldyne trocken an den Einsatzort geliefert wird. Sie schließen das Wasser der Anlage an, und dann fügt ein automatisierter Prozess die Chemikalien der Lösung dem lokalen Biom hinzu und gleicht sie aus. Das Biom deckt Situationen ab, in denen die Rohrleitungen der Anlage möglicherweise eine einzigartige Metallurgie aufweisen oder das Wasser der Anlage eine einzigartige Mikrobiologie einbringt. Unterschiedliche Bakterien erfordern einen unterschiedlichen Ansatz, und Chilldyne kann diese Situationen ausgleichen. In besonderen Fällen, in denen etwas aus dem Gleichgewicht gerät, können Endbenutzer Chilldyne eine Probe des CDU-Wassers schicken, um zu sehen, wo das Gleichgewicht gestört ist, und einen individuelleren Ansatz zu finden.
Fangen Sie klein an, mit Redundanz
Bei jeder Flüssigkeitskühlungslösung ist die häufigste Frage, die wir nach den Bedenken hinsichtlich Leckagen hören, wie man kostengünstig und mit minimaler Unterbrechung loslegen kann. Chilldyne hat kürzlich sein Starterkit auf den Markt gebracht, um diese Bedenken auszuräumen. Das Liquid Cooling Starter Kit enthält zwei CF-CDU300-Kühlverteilungseinheiten, Kühlplatten und automatische Umschaltventile, die vor dem Ausfall einer der CDUs schützen.
Dr. Steve Harrington, CEO von Chilldyne, sagt, dass dieses Angebot wichtige Kundenanliegen anspricht: „Wir freuen uns, unser Starterkit für die Flüssigkeitskühlung von Rechenzentren auf den Markt zu bringen. Unser Ziel ist es, echte, praktische Lösungen für die Flüssigkeitskühlung zu entwickeln, die den wachsenden Herausforderungen gerecht werden, denen sich Betreiber von HPC- und Colocation-Rechenzentren im Zeitalter der künstlichen Intelligenz gegenübersehen. Indem wir ein Starterkit für die Flüssigkeitskühlung anbieten, das hochdichte Racks unterstützt, sind wir zuversichtlich, dass wir unseren Kunden helfen können, ihre Ziele hinsichtlich höherer Effizienz, Nachhaltigkeit und Zuverlässigkeit zu erreichen.“
Fazit
Das neuartige Design von Chilldyne konzentriert sich auf kritische Aspekte der Kühlung von Rechenzentren und legt den Schwerpunkt auf Zuverlässigkeit und Effizienz. Ausfallzeiten in Rechenzentren können katastrophale Folgen haben und zu erheblichen finanziellen Verlusten und Betriebsstörungen führen. Chilldyne begegnet diesem Problem mit seiner Unterdrucktechnologie, die einen leckagefreien Betrieb gewährleistet und die kontinuierliche Betriebszeit der teuersten Anlagen eines Rechenzentrums aufrechterhält. Die Kühlplatten sind auf hohe Leistung ausgelegt, unterstützen Chips mit bis zu 2000 Watt und verfügen über ein fortschrittliches Turbulatordesign für optimale Wärmeableitung. Für diejenigen, die nicht sicher sind, wie oder wo sie anfangen sollen, vereinfacht das Liquid Cooling Starter Kit von Chilldyne die Einführung der Flüssigkeitskühlung und macht sie für Rechenzentren zugänglich und kostengünstig.
Für Uneingeweihte kann die Vorstellung, Flüssigkeitskühlung ins Rechenzentrum zu bringen, einschüchternd sein. Die Vorteile sind jedoch unbestreitbar; die Effizienzgewinne, die durch vollständige Flüssigkeitskreisläufe erzielt werden, sind nachweisbar. Für jedes Unternehmen, das sich die neuesten und besten Chips wie NVIDIA GB200 ansieht, ist Flüssigkeit die EINZIGE Option, um sie zu kühlen. Während wir die Vorteile der CDU-Lösung von Chilldyne, das Kühlplattendesign, die einfache Einrichtung, die Sicherheit des verwendeten Wassers und der Zusatzstoffe und sogar The Chemist diskutieren können, bleiben Unternehmen, die Flüssigkeitskühlung einführen, bei einem wichtigen Thema wachsam: Was passiert, wenn es leckt? Mit Chilldyne wird diese Angst vollständig gemildert; es gibt nichts Vergleichbares auf dem Markt in der Branche. Wir nehmen an, dass dies das Ergebnis ist, wenn man eine Gruppe von Raketenwissenschaftlern, ehrgeizige ARPA-E-Ziele und eine Branche zusammenbringt, die keine Anzeichen einer Verlangsamung zeigt, wenn es um die Entwicklung stromhungriger Chips geht.
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