Castrol driver innovation inom datacenterkylning med dielektriska vätskor, vilket driver på framtiden för nedsänkningsteknik.
Nedsänkningskylning har blivit ett viktigt ämne inom teknikindustrin, särskilt som datacenter möter en ökande efterfrågan på effektivare kylningslösningar. Castrol, som traditionellt förknippas med biloljor, ligger i framkant av denna innovation. Men Castrol tar nu framsteg när det gäller kylning av datacenter genom sina dielektriska kylvätskor. Vi besökte nyligen Castrol Liquid Cooling Centre of Excellence i Pangbourne, Berkshire, Storbritannien, där Castrol bedriver forskning och utveckling av vätskekylningslösningar för datacenter.
Anläggningen fungerar som en testplats för Castrols DC-serie av nedsänkningskylvätskor och olika konfigurationer av nedsänkningstankar från ledande leverantörer. Dessa testceller tillåter Castrol att utforska olika kyltekniker och deras inverkan på serverkomponenter. Även om fokus främst ligger på vätskedynamik och kemi, utvärderar centret även kablar, serverhårdvara och materialkompatibilitet. Castrols omfattande tillvägagångssätt för att testa och validera nedsänkningsteknik gör det till en ledande figur i framtiden för kylning av datacenter.
Fodralet för nedsänkningskylning
Datacenter är under växande press att hantera en ständigt ökande beräkningskraftbelastning samtidigt som miljöpåverkan minskar. Traditionella luftkylningsmetoder, även de som kompletteras med direkt vätskekylning (DLC), är ofta otillräckliga för vissa av dagens högdensitetsberäkningsmiljöer.
Chris Lockett, VP för elektrifiering och Castrol Product Innovation på BP förklarade: "För närvarande går cirka 40 % av energiförbrukningen i datacenter till kylning. Nedsänkningskylning kan sänka den siffran till mindre än 5 %, vilket avsevärt sänker energi- och vattenanvändningen."
Nedsänkningskylning, som ett koncept, sänker hela servrar i dielektrisk vätska, en icke-ledande vätska som absorberar och överför värme från komponenterna. Detta tillvägagångssätt tar bort behovet av traditionella fläktar, minskar strömförbrukningen och förbättrar effektiviteten. När Vince och jag utforskade anläggningen blev det klart att nedsänkningskylning inte längre är en experimentell nisch – den håller snabbt på att bli en hållbar lösning för högeffektsarbetsbelastningar och miljömedvetna datacenter.
Utforska testcellerna
At Castrols Center of Excellence, introducerades vi för flera nedsänkningslösningar, var och en med en unik design och kapacitet. Dessa inställningar inkluderade tankar från kända leverantörer som GRC (Green Revolution Cooling), Submer, och Iceotope, alla catering till olika skalor och operativa krav. Till exempel är GRC:s tankar designade för att hantera storskaliga utbyggnader, med förmågan att hantera 50kW effekt per tank. Å andra sidan erbjuder Submer och Iceotope mer rackspecifika lösningar, som är idealiska för modulära och utrymmesbegränsade miljöer.
Ett markeringsdrag hos testcellerna är förmågan att utföra grundliga tester under kontrollerade förhållanden. Castrol Center of Excellence-anläggningen är indelad i rum, var och en med system för temperaturkontroll, ventilation och brandsläckning. Detta gör att Castrol kan testa olika vätskor och komponenter under olika miljöförhållanden, vilket säkerställer att de lösningar de utvecklar kan motstå påfrestningarna i verkliga datacenter.
I en av testcellerna observerade vi GRC:s tank, som hade ett slående grönt sken på grund av den specifika vätskan som Castrol använde. Servrarna nedsänkta i denna tank genomgick kompatibilitets- och prestandatestning. Castrol säkerställer att varje komponent, från CPU:er till kablar, kan fungera effektivt i nedsänkta miljöer utan försämring.
Fluid Engineering: Hjärtat i systemet
Castrols vätskor i DC-serien är kärnan i dess nedsänkningslösningar, speciellt framtagna för datacenter. Vi hade möjlighet att se två av dessa vätskor i aktion: DC15 och DC20. Båda är dielektriska vätskor designade för att effektivt ta bort värme från servrar samtidigt som materialkompatibilitet och vätskelivslängd bibehålls.
På grund av regionala bestämmelser är DC15-vätskan optimerad för marknader som kräver högre viskositet, som asiatiska platser. Samtidigt är DC20-vätskan Castrols högst presterande alternativ, konstruerad för extrem värmeavledning och högre driftstemperaturer. Dessa vätskor kan arbeta i intervallet 40°C till 50°C, med vissa system som pressar temperaturer så högt som 70°C. Denna höga temperaturtolerans innebär att ingen ytterligare kylning krävs i de flesta miljöer, vilket avsevärt minskar driftskostnaderna och komplexiteten för att driva dessa system.
Livscykeln för dessa vätskor är en annan kritisk aspekt av deras användbarhet. Enligt Castrol är deras vätskor designade för "fill for life"-operationer, vilket innebär att under optimala förhållanden kan vätskan hålla under serverhårdvarans hela livscykel - vanligtvis 3 till 8 år. Även efter denna period erbjuder Castrol vätskeåtervinning och upparbetning, vilket förlänger vätskans livslängd och minskar avfallet.
Submer Mega Pods: Immersion at Scale
En av höjdpunkterna under vårt besök var Submer Mega Pod, en modulär datacenterlösning som utnyttjar Castrols teknologi för nedsänkning av kylvätska. Inuti Mega Pod hittade vi två Smart Pod XL-ställ, var och en med olika vätskor – DC15 och DC20. Dessa poddar representerar en kompakt, allt-i-ett datacenterlösning, komplett med värmeväxlare och externa kylslingor som överför värme till den omgivande miljön via takkylare, värmeåtervinningssystem eller geotermiska lösningar.
Denna typ av system möjliggör otrolig densitet och skalbarhet samtidigt som det bibehåller lågt driftljud och låg energiförbrukning. Mega Pod kan stödja en mängd olika konfigurationer, vilket gör den till ett tilltalande alternativ för datacenter som överväger nedsänkningskylning i större skala.
Enkelheten i användbarheten inom Mega Pods var också anmärkningsvärd. Servrar nedsänkta i kylvätskan kan enkelt lyftas ut med hjälp av en travers, vilket gör att tekniker kan serva eller byta ut komponenter utan stillestånd. Nedsänkningsvätskorna är icke-korrosiva och icke-ledande, så även om en komponent tas bort medan den fortfarande är våt, kan den torkas av och återanvändas utan problem.
Utöka nedsänkningskylning bortom traditionella datacenter
Medan nedsänkningskylning vinner dragkraft i traditionella datacenter, har tekniken en enorm potential för många andra användningsfall. Dess förmåga att hantera högdensitetsberäkning samtidigt som den är utrymmeseffektiv och miljövänlig gör den väl lämpad för icke-traditionella miljöer.
Edge Computing och utrymmesbegränsade miljöer
Edge computing tar beräkningskraften närmare datakällan, vilket minskar latensen och förbättrar realtidsbehandlingen. Emellertid möter kantplatser ofta utrymmesbegränsningar och saknar den robusta kylinfrastrukturen som finns i stora datacenter. Traditionella luftkylningsmetoder, som kräver skrymmande HVAC-system och lufthanterare, är inte alltid praktiska i dessa scenarier.
Å andra sidan kan nedsänkningskylning användas i kompakta, fristående enheter som dramatiskt minskar utrymmesbehovet. Lösningar som GRC ICEraq kan passa flera rack i ett litet utrymme samtidigt som högeffektiv kylning bibehålls. Detta gör nedsänkningskylning idealisk för edge computing i telekomtorn, butiker eller avlägsna industrianläggningar. Dessutom gör det minskade bullret och bristen på rörliga luftsystem nedsänkningskylning tilltalande för miljöer där tyst drift är avgörande, såsom sjukhus eller kontorsbyggnader.
Nedsänkningskylning för modulära datacenter
Modulära datacenter – prefabricerade datacentermoduler som kan distribueras snabbt och flexibelt, som Submer MegaPod – är ett annat utmärkt användningsfall för nedsänkningskylning. Dessa datacenter används ofta i militära operationer, katastrofåterställning eller tillfälliga installationer där traditionell infrastruktur inte är genomförbar. Med nedsänkningskylning kan modulära datacenter packa tät datorkraft i ett litet utrymme samtidigt som det kräver mindre energi och infrastruktur för kylning.
Castrols Submarine Mega Pod är ett exempel på hur nedsänkningskylning kan användas i modulära datacenter. Dessa drop-in datacenterlösningar är utrustade med nedsänkta kyltankar och värmeväxlare, vilket gör att de kan arbeta självständigt med minimal infrastruktur. Med sin kompakta design är de idealiska för scenarier där snabb driftsättning och högpresterande datoranvändning behövs i miljöer med begränsad utrymme.
Värmeåteranvändning och hållbarhet i stadsområden
En av de mer spännande fördelarna med nedsänkningskylning är dess förmåga att återanvända värmen som genereras av servrar. Till skillnad från luftkylda datacenter, som ofta leder bort värme i miljön som avfall, kan nedsänkningskylsystem överföra värme till sekundära system, som byggnadsuppvärmning eller industriella processer.
I stadsområden där marken är knapp och hållbarhet är en prioritet, kan doppkyla integreras med fjärrvärmesystem eller användas för att värma närliggande byggnader. Till exempel kan värmen från ett nedsänkt datacenter ge varmvatten eller värme för bostads- eller kommersiella byggnader. Denna värmeåtervinningsmodell förbättrar inte bara energieffektiviteten utan hjälper också till att minska datacentrets totala miljöavtryck.
Nedsänkningskylning för Industrial Edge Computing
Branscher som olja och gas, tillverkning och energigenerering förlitar sig i allt högre grad på edge computing för databehandling och kontroll i realtid. Dessa miljöer är ofta avlägsna, hårda, innehåller explosiva eller korrosiva gaser eller är föremål för extrema temperaturfluktuationer, vilket gör traditionella kylsystem opraktiska. Nedsänkningskylning erbjuder en robust lösning genom att ge konsekvent och effektiv värmeavledning, även i utmanande miljöer.
I dessa scenarier skulle den bortkastade värmen från nedsänkningskylning också kunna utnyttjas i industriella processer. Till exempel kan spillvärme återanvändas som en komponent i förvärmning för ånggenerering, vattenuppvärmning eller till och med för att stödja verksamhet på plats som kräver termisk energi. Detta tillvägagångssätt ligger i linje med den växande strävan efter grönare, effektivare industriella processer samtidigt som det säkerställs att edge computing-system kan fungera tillförlitligt under tuffa förhållanden.
Sustainable Compute för smarta städer
När smarta stadsprojekt expanderar kan nedsänkningskylning spela en nyckelroll för att underhålla datorinfrastrukturen som stöder allt från trafikledning till allmänna säkerhetssystem. Nedsänkningskylning kan möjliggöra täta beräkningsnoder i smarta byggnader, transportnav och allmännyttiga system samtidigt som kylfotavtrycket minimeras.
Dessa system skulle också kunna utnyttja spillvärme för energiåtervinning. Till exempel kan datacenter för smarta städer som är beroende av nedsänkningskylning bidra med överskottsvärme för att driva laddningsstationer för elfordon, värma upp kommunala pooler eller hjälpa till med avfallshanteringsanläggningar. Genom att göra det kan smarta städer uppnå sitt mål att integrera hållbarhet i sin kärnverksamhet samtidigt som de hanterar databelastningen som driver nästa generations stadstjänster.
Beyond Cooling: The Environmental Impact
Förutom att minska energiförbrukningen erbjuder doppkyla betydande miljöfördelar. Castrols vätskor är designade för att vara helt återvinningsbara, utan global uppvärmningspotential. Företaget utforskar också fluid-as-a-service-modeller, där använda vätskor samlas in, bearbetas och returneras till kunden som färska, högpresterande vätskor. Detta tillvägagångssätt minimerar slöseri och överensstämmer med den växande efterfrågan på hållbar datacenterdrift.
Dessutom kan nedsänkta kylsystem integreras med värmeåtervinningstekniker. Till exempel kan överskottsvärmen som genereras av servrarna återanvändas för byggnadsuppvärmning eller industriella tillämpningar. Castrol har till och med undersökt möjligheten att använda värmen för att värma upp pooler, vilket ger ett extra lager av effektivitet till det övergripande systemet.
Future of Immersion Cooling
I takt med att datacenter expanderar och strömkraven ökar kommer behovet av effektiva och hållbara kyllösningar bara att växa. Nedsänkningskylning framstår som en av de mest lovande teknikerna för att möta detta behov, särskilt för högpresterande datorer, AI-arbetsbelastningar och andra krävande applikationer. Medan luft och direkt vätskekylning fortfarande har sin plats, erbjuder nedsänkningskylning ett annorlunda men övertygande förslag om effektivitet och skalbarhet för framtiden.
Arbetet som utförs vid Castrols Liquid Cooling Center of Excellence representerar spetsen inom denna teknik. Företagets fokus på vätskekemi, materialkompatibilitet och livscykelhantering gör det till en nyckelspelare i utvecklingen av effektiva och miljömässigt hållbara lösningar för nedsänkt kylning.
Vårt besök på Castrols anläggning i Pangbourne avslöjade ett företag som investerat djupt i framtiden för kylning av datacenter. Från att konstruera avancerade dielektriska vätskor till att testa nedsänkningstankar och serverkomponenter, Castrol hjälper till att omdefiniera hur vi tänker kring datacenterdrift. När nedsänkningskylning fortsätter att få dragkraft är det tydligt att Castrols expertis inom vätskedynamik och materialvetenskap kommer att spela en avgörande roll för att forma framtiden för denna teknik.
Engagera dig med StorageReview
Nyhetsbrev | Youtube | Podcast iTunes/Spotify | Instagram | Twitter | TikTok | Rssflöde
