Le refroidissement liquide dans les centres de données est un sujet que beaucoup devront aborder. Chilldyne propose une solution unique qui peut offrir fiabilité, facilité d'utilisation et tranquillité d'esprit sans fuite. En fait, c’est sorcier.
Nous avons eu l'occasion unique de visiter le siège social de Chilldyne en Californie et d'examiner en profondeur leur technologie révolutionnaire et l'histoire fascinante de leur entreprise. Chilldyne, sous sa forme actuelle, a vu le jour grâce au financement du PUCES DE REFROIDISSEMENT ARPA-E programme mais possède des racines dans l’industrie aérospatiale, en particulier dans la science des fusées. La société détient plusieurs brevets liés à la conception des moteurs-fusées, se concentrant sur le maintien du refroidissement des tuyères chaudes des fusées et l'optimisation de l'alimentation du système de carburant. Il est intéressant de noter que la conception des unités de distribution de refroidissement (CDU) de Chilldyne est basée sur la technologie de pompe à carburant de fusée. Leur laboratoire est un paradis pour les nerds, existant à l'intersection de l'ingénierie des fusées, de la chimie et de la science folle.
Les REFROIDISSEURS ARPA-E (Chuiler Opérations Ooptimisé pour Ls'engouffre dans Eénergique, Rla fiabilité, et Carbon Hyperefficacité dans Information Ptraitement SSystems) est une initiative de l'Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) visant à améliorer l'efficacité énergétique des centres de données. Le programme se concentre sur le développement de technologies de refroidissement avancées pour réduire la consommation d'énergie et augmenter la fiabilité des centres de données. En promouvant les innovations dans les systèmes de refroidissement, COOLERCHIPS vise à répondre à la demande énergétique croissante des centres de données, à améliorer leurs performances opérationnelles et à minimiser leur empreinte carbone.
Rocket Science, dans le centre de données
Les charges de travail d'IA et HPC haute densité entraînent une consommation d'énergie qui entraîne une chaleur excessive dans les centres de données, ce qui les rend difficiles à gérer avec le refroidissement par air. Le refroidissement liquide étant une exigence pour les dernières superpuces NVIDIA GB200 et même pour les déploiements de GPU à socket 8 voies allant dans cette direction, les organisations doivent adopter de nouvelles technologies pour soutenir leurs objectifs en matière d'IA. Mais introduire un refroidissement liquide n'est pas toujours facile et on craint constamment une fuite du système. Chilldyne a cependant une approche différente.
Quand être négatif est un énorme positif
Les solutions de Chilldyne répondent à la crainte numéro un lors de l'introduction du refroidissement liquide dans le centre de données : les fuites. Il utilise une technologie de pression négative pour éviter les fuites, garantissant ainsi une disponibilité et une fiabilité maximales en faisant circuler le liquide de refroidissement sous vide. Cette méthode élimine le besoin d’une plomberie lourde. Il offre une efficacité thermique supérieure, ce qui rend les systèmes Chilldyne très efficaces pour maintenir des performances optimales dans les centres de données modernes tout en réduisant la consommation d'énergie et les émissions de carbone.
L'ensemble du mécanisme de pompe fonctionne grâce à un vide différentiel. Prenez l'image ci-dessus comme référence. Il y a trois chambres : deux chambres extérieures avec un vide « poussé » et une chambre centrale avec un vide « faible ». Ces niveaux de vide sont contrôlés avec précision par des vannes situées au sommet des chambres.
Le liquide de refroidissement est aspiré de la chambre centrale du réservoir via la boucle de refroidissement. Il retourne dans l'une des chambres extérieures à vide poussé après avoir traversé un échangeur de chaleur connecté aux refroidisseurs de l'installation. Une fois la chambre extérieure pleine, le vide de ce côté est désactivé et appliqué au côté opposé, permettant au liquide de refroidissement de refluer dans la chambre centrale. Ce processus est géré en ajustant les vannes ouvertes sur les chambres à vide poussé.
L’un des avantages fascinants de l’utilisation d’une conception de boucle de liquide à pression négative est la possibilité d’utiliser des tubes plus fins et même de renoncer au réglage des colliers. Avec un système à pression positive, le tube combat toujours la pression du système sur chaque centimètre carré de surface.
Les systèmes à pression positive nécessitent un serrage pour éviter les fuites, car la pression pousse le tube hors du raccord. L’inverse est vrai dans une boucle à pression négative comme celle de Chilldyne. Le tube peut être très fin (peu coûteux) et les connexions peuvent être des raccords de base ou pas de raccords du tout, car la pression négative tire constamment le tube dans une position plus serrée. Les connexions formeront des raccords plus serrés au fil du temps, forçant une meilleure étanchéité à mesure que le système vieillit.
L'avantage pratique de la taille du tube ne peut être négligé. La plupart des systèmes à pression positive que nous avons examinés comportent des boucles de châssis de taille importante. Le tube à pression négative Chilldyne est plus proche en taille d'un câblage réseau fin 1GbE.
Cold Plates et The Turbulators – Ce n’est pas un nom de groupe indépendant
Une plaque froide est un composant crucial des systèmes de refroidissement liquide et elle est conçue pour dissiper la chaleur directement des composants haute puissance, tels que les processeurs, les GPU et même les commutateurs. Il est monté directement sur le composant générateur de chaleur, absorbant la chaleur et la transférant à un liquide de refroidissement en circulation.
Le liquide de refroidissement, de l'eau dans ce cas, s'écoule à travers les canaux internes de la plaque froide, évacuant la chaleur du composant. Ce processus garantit un refroidissement efficace, maintient des températures de fonctionnement optimales et améliore les performances et la fiabilité des appareils électroniques.
Un élément de conception unique des plaques froides Chilldyne que nous n'avons pas vu chez d'autres fournisseurs est leur capacité à rester refroidies par air avec des conceptions spécifiques. Les ailerons restent une option, selon votre modèle de glacière, ce qui offre deux avantages.
Le premier avantage évident est que le système peut rester opérationnel si une ligne est coupée ou déplacée, les ventilateurs du châssis du système augmentant à mesure que le processeur se réchauffe. Le deuxième avantage de la conception du dissipateur thermique hybride est qu'il reste froid grâce au liquide qui le traverse et peut absorber de la chaleur supplémentaire de l'environnement ambiant, abaissant ainsi davantage les températures globales d'échappement du système.
La magie à l’intérieur de la conception de la plaque froide Chilldyne se produit au niveau du turbulateur. Ces pièces ressemblant à un tire-bouchon forcent l'eau autour des canaux à l'intérieur de la plaque froide, donnant au liquide suffisamment de temps et de surface pour aspirer la chaleur du métal dans le liquide. Les turbulateurs se trouvent dans de nombreuses maisons si vous avez une fournaise à gaz. Ils sont généralement situés à l’intérieur de l’échangeur de chaleur secondaire, permettant au four d’atteindre son rendement élevé. Ils font tourbillonner l’air de combustion, extrayant autant de chaleur que possible avant de diriger les gaz d’échappement à l’extérieur de votre maison.
Chilldyne prévoit de prendre en charge une large gamme d'appareils émergents gourmands en énergie, avec des plaques froides conçues pour les appareils de 2000 XNUMX W actuellement en développement. La démonstration du concept de produit a montré qu'il peut dissiper efficacement des charges thermiques élevées dans la boucle liquide.
Votre centre de données dispose-t-il d'un chimiste ?
Probablement pas, et comme Chilldyne fait le travail acharné ici, les clients n'y sont pas obligés non plus. Toute boucle de liquide nécessite des additifs pour maintenir l’eau propre au fil du temps ; la dernière chose qu'une boucle liquide veut, c'est quelque chose qui se développe ou qui est corrosif dans le système et qui pourrait encrasser les plaques froides, réduisant ainsi leur efficacité.
Les CDU de Chilldyne fonctionnent avec de l'eau d'installation locale qui est filtrée et traitée à la demande. Il s'agit d'un avantage considérable par rapport aux liquides de refroidissement à base de Glcyol, qui nécessitent un soin particulier lors du remplissage ou de l'élimination. Le CDU Chilldyne surveille le liquide en permanence et le maintient traité avec des produits chimiques antimicrobiens et anticorrosifs. Le CDU peut vider toute sa boucle de liquide de refroidissement sur demande dans les égouts et la remplir si la surveillance détecte un problème suffisamment grave. Avec des produits chimiques mesurés en parties par million, les eaux usées de la CDU peuvent être jetées à l’égout.
Un autre avantage impressionnant est que Chilldyne est expédié à sec là où il sera déployé. Vous raccordez l'eau de l'installation, puis un processus automatisé ajoute et équilibre les produits chimiques de la solution dans le biome local. Le biome couvre les situations dans lesquelles les canalisations des installations peuvent avoir une métallurgie unique ou dans lesquelles l'eau des installations introduit une microbiologie unique. Différentes bactéries nécessitent une approche différente, et Chilldyne peut équilibrer ces situations. Pour les cas uniques où quelque chose est déséquilibré, les utilisateurs finaux peuvent envoyer à Chilldyne un échantillon de l'eau CDU pour voir où les choses se sont déséquilibrées pour une approche plus personnalisée.
Commencez petit, avec redondance
Quelle que soit la solution de refroidissement liquide, la question la plus fréquemment posée après les inquiétudes concernant les fuites est de savoir comment démarrer de manière rentable et avec un minimum de perturbations. Chilldyne a récemment lancé son kit de démarrage pour répondre à cette préoccupation. Le kit de démarrage pour refroidissement liquide comprend deux unités de distribution de refroidissement CF-CDU300, des plaques froides et des vannes de commutation automatique qui protègent contre les pannes de l'une ou l'autre des CDU.
Le Dr Steve Harrington, PDG de Chilldyne, affirme que cette offre répond aux principales préoccupations des clients : « Nous sommes ravis de présenter sur le marché notre kit de démarrage pour le refroidissement liquide des centres de données. Notre objectif est de développer des solutions de refroidissement liquide réelles et pratiques qui répondent aux défis croissants auxquels sont confrontés les opérateurs de centres de données HPC et de colocation à l'ère de l'intelligence artificielle. En proposant un kit de démarrage de refroidissement liquide capable de prendre en charge des racks haute densité, nous sommes convaincus que nous pouvons aider nos clients à atteindre leurs objectifs d'efficacité, de durabilité et de fiabilité accrues.
Conclusion
La conception novatrice de Chilldyne se concentre sur les aspects critiques du refroidissement des centres de données, en mettant l'accent sur la fiabilité et l'efficacité. Les temps d'arrêt dans les centres de données peuvent être catastrophiques, entraînant des pertes financières importantes et des perturbations opérationnelles. Chilldyne résout ce problème grâce à sa technologie à pression négative, garantissant des opérations étanches et maintenant une disponibilité continue pour les actifs les plus coûteux d'un centre de données. Leurs plaques froides sont conçues pour des performances élevées, prenant en charge des puces jusqu'à 2000 XNUMX watts et intégrant une conception de turbulateur avancée pour une dissipation thermique optimale. De plus, pour ceux qui ne savent pas comment ni par où commencer, le kit de démarrage pour refroidissement liquide de Chilldyne simplifie l'adoption du refroidissement liquide, le rendant accessible et rentable pour les centres de données.
Pour les non-initiés, l’idée d’introduire le refroidissement liquide dans le centre de données peut être intimidante. Les avantages sont cependant indéniables ; les gains d’efficacité apportés par les boucles liquides complètes sont démontrables. Pour toute organisation recherchant les puces les plus récentes et les plus performantes comme NVIDIA GB200, le liquide sera la SEULE option pour les refroidir. Alors que nous pouvons discuter des avantages de la solution CDU de Chilldyne, de la conception des plaques froides, de la facilité d'installation, de la sécurité de l'eau et des additifs utilisés, et même de The Chemist, les organisations qui adoptent le refroidissement liquide restent éveillées sur une question clé : que se passe-t-il en cas de fuite ? Avec Chilldyne, cette peur est entièrement atténuée ; il n'y a rien de tel disponible dans le commerce dans l'industrie. Nous supposons que c'est le résultat lorsque vous rassemblez un groupe de scientifiques spécialisés dans les fusées, des objectifs ARPA-E ambitieux et une industrie qui ne montre aucun signe de ralentissement en matière d'ingénierie de puces gourmandes en énergie.
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