Podcast n° 139 : Refroidissement par immersion, méthode Valvoline

Brian et l'équipe de StorageReview se sont rendus à Lexington, dans le Kentucky, pour rencontrer l'équipe de Valvoline chargée du refroidissement par immersion afin d'examiner les aspects pratiques, techniques et environnementaux du refroidissement par immersion et direct sur puce. Ils ont souligné l'importance de la compatibilité des matériaux, le développement de normes industrielles et les efforts continus de Valvoline en matière de R&D pour créer des fluides plus durables et plus efficaces pour le secteur des centres de données.

Les hôtes ont eu la gentillesse de nous faire visiter le siège de Valvoline, avec des informations historiques uniques, puis un aperçu des voitures de course exposées. Brian, véritable passionné de sport automobile, était aux anges.

Brian a été retiré des voitures de course et s'est assis pour une conversation avec le Dr Z. George Zhang, vice-président de la R&D chez Valvoline Global, sur les tendances actuelles et futures du refroidissement par immersion.

Le Dr Zhang travaille chez Valvoline depuis plus de 26 ans et jouit d'une grande renommée au sein de la communauté du refroidissement liquide. Il a récemment rejoint le comité consultatif du North America Lubricant Expo et du Bearing Show.

Il est spécialiste certifié en lubrification (CLS) et analyste en surveillance d'huile (OMA I). Le Dr Zhang est inventeur ou co-inventeur de huit brevets américains et auteur de 8 publications évaluées par des pairs.

Avec tout le buzz autour du refroidissement liquide, ce podcast est incontournable pour tous ceux qui s'intéressent à la technologie du refroidissement par immersion. Si vous manquez de temps, nous l'avons divisé en segments de cinq minutes pour vous aider à aborder ce sujet important.

0:00 – 5:00

• Présentations et contextes : Brian présente le Dr George Zhang de Valvoline, soulignant la longue histoire de Valvoline dans les lubrifiants automobiles et l'innovation (comme les huiles à kilométrage élevé et MaxLife).
• L'huile moteur comme ingénierie : Nous expliquons pourquoi on néglige souvent la complexité de l'huile moteur. Elle ne se limite pas à la lubrification, mais aussi au nettoyage, à l'étanchéité et au transfert de chaleur.
• Parallèles au transfert de chaleur : Le Dr Zhang explique comment l'expertise en gestion de la chaleur automobile se traduit par le refroidissement des centres de données, en particulier lorsque ces derniers sont confrontés à des charges thermiques massives provenant de GPU haute puissance.
• Consommation d'énergie du centre de données : Fait amusant : la consommation énergétique de ChatGPT en 2024 est comparable à celle de l'ensemble de l'Irlande, ce qui met en évidence l'ampleur de la gestion de la chaleur requise.

5:00 – 10:00

• Différences critiques pour la mission : Les centres de données fonctionnent 24 heures sur 7, XNUMX jours sur XNUMX, contrairement aux voitures. La disponibilité et la stabilité sont donc cruciales. Cependant, l'environnement est moins agressif chimiquement que celui des moteurs automobiles.
• Compatibilité des matériaux : Le matériel des centres de données utilise divers métaux, plastiques et étiquettes, différents de ceux utilisés dans les automobiles, ce qui fait de la compatibilité des fluides une préoccupation majeure. Les étiquettes et les plastiques peuvent se dégrader dans les environnements de refroidissement par immersion.
• Propreté et pureté : Dans le refroidissement direct sur puce, la pureté du fluide est essentielle car les minuscules canaux des plaques froides peuvent se boucher facilement, ce qui affecte les performances de refroidissement.
• Segments de refroidissement : Le refroidissement par air reste dominant, mais le refroidissement liquide (direct sur puce et par immersion) est en plein essor. Valvoline est présent dans ces deux domaines, avec une attention particulière portée à son fluide PG 25 pour le refroidissement direct sur puce.

10:00 – 15:00

• Différenciation technique : Tous les fluides PG 25 ne se valent pas. La formule brevetée de Valvoline utilise des additifs à faible teneur en solides et à base liquide pour prévenir les dépôts et les ponts salins.
• Surveillance de l'état: Valvoline s'appuie sur son expertise automobile pour aider ses clients à surveiller l'état de leurs fluides et de leurs systèmes, soutenant ainsi les chaînes d'approvisionnement mondiales.
• Complexité de l'écosystème : Le refroidissement liquide implique de nombreux partenaires, notamment les fournisseurs de serveurs, les fabricants de tuyaux et de plaques de refroidissement, les fournisseurs de raccords rapides, etc. La collaboration et la communication sont essentielles pour éviter les accusations en cas de problème.
• Qualité de l'eau et capteurs : Les centres de données manquent souvent d’expertise en qualité de l'eau, c'est pourquoi Valvoline collabore avec des fabricants de capteurs pour permettre la surveillance en temps réel des propriétés des fluides, telles que la turbidité et la conductivité.

15:00 – 20:00

• Intégration du capteur : L'avenir sera inclure davantage de capteurs dans les boucles de refroidissement pour une détection précoce des problèmes, potentiellement même au niveau du connecteur ou de la plaque froide.
• Adoption sur le marché : La plupart des centres de données américains adoptent le refroidissement par plaque froide/directement sur puce car il peut être modernisé, tandis que le refroidissement par immersion nécessite une nouvelle infrastructure.
• Avantages du refroidissement par immersion : L'immersion peut refroidir 100 % des composants et est beaucoup plus efficace en termes de transfert de chaleur que l'air, mais nécessite un mouvement de fluide prudent pour éviter les points chauds.
• Conductivité thermique: Les fluides d'immersion (hydrocarbures) sont choisis pour leur faible conductivité électrique (propriétés diélectriques), permettant l'immersion en toute sécurité des composants électroniques.

20: 00-25: 00

• Le refroidissement par immersion en pratique : Discussion sur différentes configurations de refroidissement par immersion, telles que l'immersion en cuve (serveurs plongés verticalement) et leur impact sur l'efficacité énergétique (PUE aussi bas que 1.03-1.04, nettement meilleur que le refroidissement par air).
• Fiabilité des composants : Le refroidissement par immersion peut réduire considérablement les taux de défaillance de composants tels que la RAM, le stockage, les processeurs et les GPU. Cependant, il engendre de nouveaux défis opérationnels., comme la manipulation de serveurs avec des grues et le traitement des fuites d'huile.
• Chimie des fluides : Valvoline utilise des fluides hydrocarbonés purs pour l'immersion : sans fluor ni chlore, uniquement du carbone et de l'hydrogène. Cela garantit une inertie chimique, similaire à celle de l'air, et évite toute réactivité avec les composants du serveur.
• Compatibilité des matériaux : Les premières leçons comprenaient des problèmes avec les câbles, les étiquettes et les plastiques non conçus pour être utilisés avec Les tests de compatibilité constituent désormais une priorité.

25: 00-30: 00

• Normes et collaboration de l'industrie : Valvoline collabore avec l'OCP (Open Compute Project) et l'ASHRAE pour élaborer et respecter des listes de compatibilité des matériaux pour les fluides d'immersion et les fluides directement sur puce. Ces listes aident les clients à choisir les matériaux adaptés à leur refroidissement liquide.
• Réseau et intégrité du signal : CDes inquiétudes subsistent concernant les réseaux à haut débit et la transmission de la lumière à travers le pétrole ; cependant, la plupart des fabricants de matériel déplacent désormais les commutateurs hors du fluide. Valvoline n'a pas constaté de problèmes majeurs de signal, mais peut ajuster les propriétés diélectriques du fluide si nécessaire.
• Perception de l'industrie : Valvoline est souvent considéré comme « l'expert automobile » lors des événements informatiques, mais ils mettent l'accent sur leur expertise en matière de transfert de chaleur et de chimie, qui est directement liée au refroidissement des centres de données.
• Groupes de travail de l'OCP : L'OCP dispose de groupes distincts pour le refroidissement par immersion et le refroidissement direct sur puce, ce qui montre le sérieux croissant de l'industrie en matière de refroidissement liquide.

30: 00-35: 00

• Conceptions d'immersion alternatives : Discussion sur l'« immersion de précision », comme l'approche d'Isotope, où le fluide est pulvérisé directement sur les composants chauds d'un rack, ce qui consomme moins de fluide et facilite les mises à niveau. Ces conceptions peuvent être plus économes en énergie et s'adapter aux racks standards.
• Couverture des composants : L'immersion de précision garantit que tous les composants, iy compris ceux qui ne génèrent pas de chaleur significative, tels que les condensateurs et les transistors, sont efficacement refroidis, ce qui améliore potentiellement la fiabilité globale.
• Refroidissement multiphasique : Le refroidissement multiphasique (biphasique) utilise la chaleur de vaporisation pour une efficacité accrue. Cependant, les fluides utilisés sont souvent des PFAS (« produits chimiques éternels »), qui sont problématiques pour l'environnement. Valvoline les évite par souci de durabilité.
• Complexité du système : Les systèmes multiphasés nécessitent des environnements scellés pour empêcher les fuites de gaz, ce qui ajoute de la complexité et des risques.

35:00–37:00 (Fin)

• R&D sur les fluides et orientations futures : Pour les fluides d'immersion, Valvoline recherche des moyens de réduire ces empreinte carbone, y compris les hydrocarbures bio-dérivés, bien que ceux-ci présentent des défis en raison de la présence de doubles liaisons et de coûts plus élevés.
• PG 25 (Direct-to-Chip) Durabilité : PG 25 est actuellement dérivé de Le pétrole, mais des alternatives végétales existent, bien que plus coûteuses. Valvoline étudie des solutions pour les rendre plus rentables et durables.
• Questions de chimie : Les connaissances en chimie sont de plus en plus essentielles pour les professionnels de l'informatique travaillant avec un refroidissement avancé Systèmes, compatibilité, propriétés des fluides et impact environnemental, qui reposent tous sur une solide compréhension de la chimie.
• Tests de laboratoire: Valvoline effectue des tests internes approfondis pour la compatibilité, les performances et l'efficacité du système, à la fois pour les systèmes de refroidissement par immersion et en boucle fermée.