数据中心服务器芯片水冷系统性能及能耗分析

发布时间：2024-03-03 20:02

　　2019年5G正式商用,超高密度的信息接入将产生海量数据。作为处理、存储数据的基础——数据中心服务器,其运行能耗势必增加。目前,大部分数据中心内冷却系统的能耗与IT设备的运行能耗几乎持平。在保证IT设备安全运行的前提下,开发更加节能的冷却技术迫在眉睫。服务器运行过程中消耗的电能绝大部分都转换为废热,若机柜内的这部分热量无法及时转移到周围环境中,机柜内芯片的运行温度将急剧升高。当机柜内的芯片温度升高至70℃以上,无法保证芯片稳定运行。为保证服务器芯片能安全、稳定运行,对数据中心服务器芯片冷却系统提出了更高的要求。当前,绝大多数的数据中心仍然采用风冷散热技术冷却芯片。由于空气作为冷却工质的传热性能较差,随着芯片工作热流密度的不断提升,效率低下的风冷散热技术已逐渐不能满足服务器的散热需求。为保证IT设备稳定运行并降低数据中心的冷却能耗,研发高效、节能的冷却系统意义重大。水的比热容相当于空气的5倍,具有更好的传热负载能力。与风冷散热技术相比,芯片水冷系统的运行能耗低且无噪音。因此,服务器机柜水冷散热技术目前受到广泛的关注。目前,数据中心水冷散热技术的研究已成为热点,CPU冷却技术研究主要集中于...

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图1-32018年全球IDC市场份额8%6%6%5%加拿大其他

第一章绪论2国内数据中心市场规模的增长率仍大于全球数据中心市场规模的增长率。其中，2018年的国内数据中心市场规模增长率达到29.8%，而该年度内国际数据行业市场规模增长率为23.6%，全球市场规模增长率比国内低6.2%。由于数据中心建设和运营属于土地和能源消耗较大的产业，国内对....

图1-52018年国内大规模数据中心区域分布情况

第一章绪论4丰富，降低了数据中心前期的投资费用。此外，内蒙古自治区地处中温带大陆气候区，冬季漫长而严寒，一年有长达6个月的时间能够通过自然冷却达到数据中心冷却的目的，可大大降低数据中心运行成本[2]。因此，内蒙古自治区的数据中心产业发展迅速，大型数据中心在国内占比达到8.0%。图....

图1-6数据中心各系统能耗

第一章绪论5图1-6数据中心各系统能耗Fig1-6Energyconsumptionchartofdatacenter目前，主要通过“过程节能”和“产品节能”两种节能方式解决数据中心能耗过高的痼疾。“过程节能”是在数据中心的全生命周期内，通过统筹规划数据中心的设计、建设、运维等阶....

图1-7热管工作原理的示意图

第一章绪论6能。实验结果显示，在相同功率下，随空气流速的增加，散热器热阻及CPU表面的工作温度随之降低。但随着风速增大会产生较大的噪音，降低了散热器的综合性能。风冷散热具有技术成熟、成本低等优点，但芯片热流密度超过50W/cm2时，传统的风冷散热技术已逐渐不能满足芯片的散热需求[....

本文编号：3918314