데이터 센터 업계의 열 관련 지침 대부분을 관장하는 기술 위원회인 ASHRAE TC 9.9는 " TCS 냉각수 무결성 및 시스템 준비 모범 사례"라는 제목의 기술 게시판을 무료로 다운로드할 수 있도록 게시했습니다 . 이 게시판은 일반적인 표준 제정 문서보다 경고에 가까운 어조로 시작합니다. "칩 직접 냉각 시스템의 작동 및 보증 요구 사항을 위반하는 것은 너무나 쉽습니다."
5월에 발행되어 현재 위원회 공개 문서 페이지에 게시된 이 게시물은 기술 냉각 시스템(TCS)이 설계 기준에서 벗어날 수 있는 네 가지 영역을 나열합니다. 이러한 편차는 시운전 시에는 눈에 띄지 않다가 몇 달 후 손상으로 나타날 수 있습니다. 이 게시물은 AI급 프로세서 밀도 증가로 인해 주류 데이터 센터에 직접 액체 냉각 방식 이 확산되는 추세에 맞춰 발표되었습니다.
델의 PowerCool CDU와 같은 냉각수 분배 하드웨어는 새로운 공지사항에 명시된 유체 관리 규정을 준수해야만 제대로 작동합니다.
이 내용이 낯익게 들린다면 당연합니다. 델의 팀 셰드는 지난주 팟캐스트 152회 에서 냉각수 화학 및 여과부터 설치팀이 떠난 후에도 시운전 과정에서 발생하는 문제점들이 왜 고장으로 이어지는지까지, 바로 이 주제를 다루었고, 이 공지사항이 곧 발표될 것이라고 언급했습니다. 이번 공지사항에는 델의 메라즈 모헤비, IBM의 더스틴 데메트리우, AMD의 애쉬윈 시다르트, 버티브의 크리스 캠벨, 오라클의 발리 소렐, 그리고 Fluid2Chip과 DLB Associates의 엔지니어들이 참여했는데, 이는 여러 벤더의 전문가들이 함께 작업했다는 점에서 이 문제가 얼마나 많은 기업에서 공통적으로 발생하는지를 보여줍니다.
팀 셰드는 팟캐스트 152회에서 이번 공지사항의 주요 주제를 미리 소개했습니다.
네 가지 실패 경로
냉각제 조성은 모든 후속 시스템의 설계 기준이 되기 때문에 가장 중요한 요소입니다. 대부분의 단상 냉각 시스템은 공칭 25% 프로필렌 글리콜(PG25) 혼합액을 기준으로 설계되었으며, 본 기술 자료는 설계 기준 조성에서 벗어날 경우 점도, 밀도, 비열 및 열전도율이 어떻게 변하는지, 그리고 이러한 변화가 압력 강하 변화, 펌프 작동점 변경, 열교환기 효율 저하, 심지어 CDU 제어 안정성까지 어떻게 영향을 미치는지 자세히 설명합니다. 글리콜은 기술 자료 9.9의 최소 품질 지침 또는 IT 장비 제조업체의 사양을 충족해야 하며, 냉각제 혼합 시 발생하는 영향을 확인하지 않고 혼합하는 것은 본 자료에서 구조화된 기술 검토를 요구하는 주요 원인 중 하나입니다.
공기 관리는 간과하기 쉬운 문제입니다. 혼입된 공기는 열 전달 효율을 저하시키고, 펌프에 캐비테이션을 발생시키며, 부식을 가속화하고, 시운전 일정을 지연시킵니다. 이 지침서는 팀이 예상치 못하게 문제를 일으키는 메커니즘을 구체적으로 설명합니다. 탈기는 고온에서 가장 효과적이지만, 냉각 루프는 과부하 상태에서만 고온에 도달할 수 있으므로 공기 문제는 시스템이 정상 상태 온도에 도달한 후 몇 주가 지나서야 나타날 수 있습니다. 이 지침은 CDU 입구 근처의 따뜻하고 저압인 리턴 라인에 분리기를 배치하고, 모든 높은 지점에서 공기를 배출하며, 트랩 형상, 수직 데드 레그, 역U자형 벤드, 공기가 무기한으로 갇힐 수 있는 환기되지 않은 유연 호스 라인을 피하는 것에 대해 다룹니다.
스테인리스강 부동태화 처리에 대한 내용이 이번 공지에서 가장 강력하게 강조됩니다. 용접, 연삭 및 현장 제작 과정에서 스테인리스강의 내식성을 담당하는 크롬 산화물 막이 손상되며, ASTM A380/A967 규격에 따른 적절한 세척 및 재부동태화 처리를 하지 않으면 유리 철이 냉각수에 유입되어 냉각판의 핵심 부품인 미세 채널 표면을 오염시킵니다. 이는 저희가 Chilldyne 냉각판 심층 분석에서 자세히 살펴본 터뷸레이터 구조와 동일한 것으로, 유체 품질이 이러한 미세 구조의 열 전달 효율을 좌우합니다. 이번 공지에서 강조하는 핵심 사항은 "부동태화 처리가 되지 않은 개별 부품은 시스템 작동에 심각한 위험을 초래할 수 있다"는 것입니다.
시스템 압력 등급은 네 가지 요소 중 마지막 요소입니다. 위원회는 정상 작동 상태뿐만 아니라 배출 및 충전 압력, 정적 높이, 안전 밸브 설정, 팽창 탱크 예압, 장비 연결 및 분리와 관련된 과도 현상까지 포함하는 압력 캐스케이드의 완전한 유압 모델을 권장합니다. 또한 IEC 62368-1에서 요구하는 정격 최대 작동 압력의 1.5배에서 정수압 안전 테스트를 실시하고, 안전 밸브는 IT 장비 제조업체가 열 템플릿에 게시한 정격 최대 압력보다 낮게 설정해야 한다는 점을 지적합니다. 설계에서 방지하고자 하는 고장 모드는 비용이 많이 드는 IT 장비 자체의 과압입니다.
안내서부터 현장 점검 목록까지
이 공지문의 후반부는 실질적인 내용으로, 실제로 비슷한 문제를 겪어본 사람들이 작성한 것이 분명합니다. 냉각수 농도와 품질은 최초 충전 시, 상당량의 보충액 추가 후, 그리고 정기적으로 실험실에서 검증해야 하며, 설계 기준 냉각수 사양은 인수인계 자료에 문서화되어야 합니다. 진공 충전은 갇힌 공기를 제거하는 데 점점 더 널리 사용되는 기술이지만, 다른 곳에서는 볼 수 없었던 주의사항이 있습니다. 글리콜 혼합물은 진공 상태에서 부분적으로 분리될 수 있으므로, 위원회는 진공 충전 후 샘플링 및 실험실 테스트를 통해 혼합물이 균일하게 유지되는지 확인할 것을 권장합니다. 자동 공기 배출구와 수동 공기 배출구 논쟁에 대한 실질적인 판단 기준(순환 회로에서 공기가 제거된 것이 확인되면 하드웨어를 교체하는 대신 자동 배출구를 막거나 밸브로 격리)도 제시되어 있으며, 마지막 부분에는 각 위험 영역에 대해 검증해야 할 사항, 허용 가능한 증거, 그리고 그 중요성을 명시한 현장 검증 체크리스트가 포함되어 있어 시운전 담당자가 품질 보증 계획에 바로 활용할 수 있습니다.
이 게시물은 TC 9.9의 2024년 액체 냉각: 콜드 플레이트 배포를 위한 복원력 지침의 부록이며, 일반적인 주의 사항과 마찬가지로 정보 제공을 위한 지침일 뿐이며 IT 장비 제조업체의 요구 사항이나 지역 규정을 대체하지 않습니다. 이러한 배관 기술이 왜 중요한지에 대한 자세한 내용은 셰드 교수의 1시간 분량 팟캐스트 에피소드를 참고하시기 바랍니다.
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