브라이언과 스토리지리뷰 팀은 켄터키주 렉싱턴으로 가서 발볼린(Valvoline)의 침지 냉각 작업팀을 만나 침지 냉각 및 칩 직접 냉각의 실질적, 기술적, 환경적 측면을 검토했습니다. 그들은 재료 호환성, 산업 표준 개발, 그리고 데이터 센터 산업에 더욱 지속 가능하고 효과적인 유체를 개발하기 위한 발볼린의 지속적인 연구 개발 노력의 중요성을 강조했습니다.
진행자분들은 발볼린 본사를 친절하게 둘러보며 독특한 역사적 사실들을 살펴보고, 전시된 경주용 자동차들을 살펴보는 시간을 가졌습니다. 진정한 모터레이싱 마니아인 브라이언은 마치 천국에 온 것 같은 기분을 느꼈습니다.
브라이언은 경주용 차량에서 내려와 Valvoline Global의 R&D 부사장인 Z. George Zhang 박사와 침지 냉각의 현재와 미래 동향에 대한 대화를 나누었습니다.
장 박사는 발볼린에서 26년 이상 근무해 왔으며, 수냉 업계에서 높은 존경을 받고 있습니다. 그는 최근 북미 윤활유 박람회(North America Lubricant Expo) 및 베어링 쇼(Bearing Show) 자문 위원회에 합류했습니다.
그는 공인 윤활 전문가(CLS)이자 오일 모니터링 분석가(OMA I)입니다. 장 박사는 8건의 미국 특허를 발명하거나 공동 발명했으며, 49건의 심사평가 논문을 발표했습니다.
액체 냉각에 대한 온갖 화제 속에서, 이 팟캐스트는 침지 냉각 기술에 관심 있는 사람이라면 꼭 들어야 할 필수 콘텐츠입니다. 시간이 부족하신 분들을 위해 5분 분량으로 나누어 이 중요한 주제를 이해하는 데 도움을 드리고자 합니다.
0 : 00 - 5 : 00
- 소개 및 배경: 브라이언은 발볼린의 조지 장 박사를 소개하며, 자동차 윤활유와 혁신(고마일리지 오일과 MaxLife 등) 분야에서 발볼린의 오랜 역사를 강조합니다.
- 엔지니어링으로서의 모터 오일: 사람들이 모터 오일의 복잡성을 종종 간과하는 이유에 대해 이야기해 보겠습니다. 모터 오일은 윤활뿐 아니라 세척, 밀봉, 열 전달까지 아우르는 매우 중요한 역할을 합니다.
- 열전달 평행선: 장 박사는 자동차 열 관리 분야의 전문성이 데이터 센터 냉각에 어떻게 적용되는지 설명합니다. 특히 데이터 센터는 고전력 GPU에서 발생하는 엄청난 열 부하에 직면해 있습니다.
- 데이터 센터 에너지 사용: 재밌는 사실: ChatGPT의 2024년 에너지 사용량은 아일랜드 전체의 에너지 사용량과 비슷한 수준이며, 이는 필요한 열 관리 규모를 보여줍니다.
5 : 00 - 10 : 00
- 임무 수행에 중요한 차이점: 데이터 센터는 자동차와 달리 24시간 연중무휴로 운영되므로 가동 시간과 안정성이 매우 중요합니다. 그러나 자동차 엔진이 있는 환경은 화학 물질에 대한 저항성이 자동차 엔진보다 낮습니다.
- 재료 호환성: 데이터 센터 하드웨어는 자동차에 사용되는 것과는 다른 다양한 금속, 플라스틱, 라벨을 사용하므로 유체 호환성이 중요한 문제입니다. 라벨과 플라스틱은 침지 냉각 환경에서 파손될 수 있습니다.
- 청결함 및 순수함: 칩에 직접 냉각하는 경우 유체 순도가 매우 중요합니다. 냉각판의 작은 채널이 쉽게 막혀 냉각 성능에 영향을 미칠 수 있기 때문입니다.
- 냉각 세그먼트: 공랭 방식이 여전히 우세하지만, 액랭 방식(칩 직접 접촉 방식 및 침지 방식)이 성장하고 있습니다. Valvoline은 두 방식 모두에서 활발하게 활동하고 있으며, 칩 직접 접촉 방식인 PG 25 유체에 집중하고 있습니다.
10 : 00 - 15 : 00
- 기술적 차별화: 모든 PG 25 액상이 동일하지는 않습니다. 발볼린의 특허받은 포뮬러는 저고형분 및 액상 기반 첨가제를 사용하여 침전물과 염다리 형성을 방지합니다.
- 상태 모니터링: Valvoline은 자동차 분야의 전문 지식을 활용하여 고객이 유체 및 시스템 상태를 모니터링할 수 있도록 돕고, 이를 통해 글로벌 공급망을 지원합니다.
- 생태계 복잡성: 수냉 시스템에는 서버 공급업체, 호스 및 냉각판 제조업체, 퀵커넥트 공급업체 등 다양한 파트너가 관여합니다. 문제 발생 시 책임 소재를 가리지 않으려면 협력과 소통이 필수적입니다.
- 수질 및 센서: 데이터 센터에는 종종 전문성이 부족합니다. 수질을 모니터링하기 위해 Valvoline은 센서 제조업체와 협력하여 탁도 및 전도도와 같은 유체 특성을 실시간으로 모니터링하고 있습니다.
15 : 00 - 20 : 00
- 센서 통합: 미래는 문제를 조기에 감지하기 위해 냉각 루프에 더 많은 센서를 포함시키는 것이 좋으며, 커넥터나 냉각판 수준에서도 문제를 감지할 수 있습니다.
- 시장 채택: 대부분의 미국 데이터 센터는 개조가 가능하기 때문에 냉각판/칩 직접 냉각 방식을 채택하고 있는 반면, 침지 냉각 방식은 새로운 인프라가 필요합니다.
- 침지 냉각의 장점: 침지는 구성 요소의 100%를 냉각할 수 있으며 공기보다 열 전달 효율이 훨씬 높지만, 뜨거운 지점을 피하기 위해 조심스럽게 유체를 움직여야 합니다.
- 열 전도성: 침지 유체(탄화수소)는 다음과 같은 이유로 선택됩니다. 낮은 전기 전도도(유전 특성)로 전자 장치를 안전하게 담글 수 있습니다.
20 : 00-25 : 00
- 실제 침지 냉각: 탱크 침지(서버를 수직으로 담그는 방식)와 같은 다양한 침지 냉각 설정과 전력 효율성에 미치는 영향(PUE가 1.03~1.04 정도로 낮아 공기 냉각보다 훨씬 우수함)에 대해 논의합니다.
- 구성 요소 신뢰성: 침지 냉각은 RAM, 스토리지, CPU, GPU와 같은 부품의 고장률을 크게 줄일 수 있습니다. 그러나 새로운 운영상의 과제를 야기합니다., 예를 들어 크레인으로 서버를 옮기거나 오일이 떨어지는 것을 처리하는 일 등입니다.
- 유체화학: 발볼린은 침지 시 불소나 염소를 사용하지 않고 탄소와 수소만 사용하는 순수 탄화수소 유체를 사용합니다. 이는 공기와 유사한 화학적 불활성을 보장하고 서버 부품과의 반응성을 방지합니다.
- 재료 호환성: 초기 수업에는 케이블, 라벨 및 플라스틱과 관련된 문제가 포함되었습니다. 색상 침출, 라벨 벗겨짐, 플라스틱 취성 등 기름 오염이 심각합니다. 호환성 테스트가 이제 중요한 과제입니다.
25 : 00-30 : 00
- 산업 표준 및 협업: 발볼린은 OCP(Open Compute Project) 및 ASHRAE와 협력하여 침지형 및 칩 직접 접촉형 유체에 대한 재료 호환성 목록을 개발하고 준수합니다. 이 목록은 고객이 액체 냉각에 적합한 재료를 선택하는 데 도움이 됩니다.
- 네트워킹 및 신호 무결성: C고속 네트워킹과 오일을 통한 광 전송에 대한 논쟁은 여전히 존재합니다. 그러나 대부분의 하드웨어 제조업체는 이제 스위치를 유체 외부로 이전합니다. Valvoline은 심각한 신호 문제는 발생하지 않았지만 필요한 경우 유체 유전 특성을 조정할 수 있습니다.
- 업계 인식: Valvoline은 IT 행사에서 종종 "자동차 전문가"로 여겨지지만, 그들은 데이터 센터 냉각에 직접적으로 관련된 열전달과 화학 분야의 전문성을 강조합니다.
- OCP 작업 그룹: OCP는 침지 냉각과 칩 직접 냉각을 위한 별도의 그룹을 두고 있으며, 이는 업계가 액체 냉각에 대해 점점 더 진지해지고 있음을 보여줍니다.
30 : 00-35 : 00
- 대체 침수 디자인: Isotope 방식과 유사한 "정밀 침지"에 대한 논의. 이 방식은 랙의 뜨거운 부품에 유체를 직접 분사하여 유체 사용량을 줄이고 개조를 용이하게 합니다. 이러한 설계는 에너지 효율이 더 높고 표준 랙에도 적합합니다.
- 구성 요소 범위: 정밀 침지는 다음을 보장합니다. 모든 구성 요소, i커패시터와 트랜지스터와 같이 상당한 열을 발생시키지 않는 부품도 효과적으로 냉각되어 전반적인 안정성이 향상될 가능성이 있습니다.
- 다상 냉각: 다상(2상) 냉각은 효율 향상을 위해 기화열을 활용합니다. 그러나 사용되는 유체는 종종 환경적으로 문제가 되는 PFAS("영구 화학물질")입니다. 발볼린은 지속가능성을 위해 이러한 물질을 사용하지 않습니다.
- 시스템 복잡성: 다상 시스템은 가스 누출을 방지하기 위해 밀폐된 환경이 필요하므로 복잡성과 위험성이 커집니다.
35:00–37:00 (종료)
- 유체 R&D 및 미래 방향: 침지 유체의 경우 Valvoline은 이를 줄이는 방법을 연구하고 있습니다. 그것의 생물 유래 탄화수소를 포함한 탄소 발자국은 이중 결합의 존재와 높은 비용으로 인해 어려움을 겪습니다.
- PG 25(Direct-to-Chip) 지속 가능성: PG 25는 현재 다음에서 파생되었습니다. 석유를 사용하지만, 식물성 원료를 사용하는 제품도 있지만 가격이 더 비쌉니다. 발볼린은 이러한 제품들을 더욱 비용 효율적이고 지속 가능하게 만드는 방법을 모색하고 있습니다.
- 화학 문제: 첨단 냉각 기술을 사용하는 IT 전문가에게 화학 지식은 점점 더 중요해지고 있습니다. 시스템, 화학에 대한 확실한 이해가 필수적이며, 이는 호환성, 유체 특성, 환경 영향 등에 달려 있습니다.
- 실험실 테스트 : Valvoline은 침지식과 폐쇄 루프 냉각 시스템 모두에 대한 호환성, 성능, 시스템 효율성을 확인하기 위해 광범위한 사내 테스트를 실시합니다.
아마존