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Arrefecimento por imersão para centros de dados
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A ascensão da economia de dados está a mudar fundamentalmente a maneira como vivemos, e o nosso mundo, sempre ligado e altamente integrado, está a pressionar as empresas no sentido de operarem a um ritmo cada vez mais intenso. Quase todos os aspetos da nossa vida diária - dispositivos, casas e cidades inteligentes, bem como veículos autónomos - dependem do que acontece dentro dos centros de dados.
No entanto, estes centros têm um custo tremendo em consumo de energia, utilização de água, pegada ecológica e muito mais. É claro - precisamos de centros de dados mais rápidos, mais inteligentes, com maior eficiência energética e mais sustentáveis.
Ao fazer a transição dos centros de dados dos métodos tradicionais de arrefecimento para o arrefecimento por imersão com líquidos 3M, as empresas podem preparar-se melhor para os requisitos de desempenho sem precedentes do futuro, enquanto gerem os custos e o impacto sobre os nossos recursos naturais.
Entre no que de outra forma seria impossível - uma nova era de centros de dados.
Descubra o que os líquidos 3M podem fazer em cinco aplicações diferentes de centros de dados.
O arrefecimento por imersão com Líquidos Eletrónicos 3M™ Fluorinert™ e Líquidos Especiais 3M™ Novec™ pode ajudar a melhorar a eficiência, reduzindo os custos e a dependência do centro de recursos naturais - desde o projeto e a construção até à manutenção e às operações. Um centro de dados da próxima geração está mesmo ao virar da esquina - deixe a ciência da 3M ajudá-lo a chegar lá.
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Hiperescala
Estratégia. Desempenho. Custo. Sustentabilidade.
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Agnóstico em termos geográficos e ambientais
Implante centros de dados com infraestruturas de arrefecimento globalmente mais consistentes, independentemente das decisões de localização.
Designs de centros de dados mais simples para escalar com mais eficiência
Escale de modo mais eficiente com centros de dados mais pequenos e topologias de centros de dados mais simples (por exemplo, a nível mecânico, elétrico, de rede). Simplifique o design de centros de dados eliminando a necessidade de gestão complexo do fluxo de ar.
Reduza o capital e as despesas operacionais
Responda a novas necessidades de carga de trabalho, reduzindo simultaneamente os gastos de capital, minimizando ou eliminando a infraestrutura de arrefecimento a ar (por exemplo, refrigeradores, CRACs, CRAHs, PDUs, RPPs, telecomunicações/rede, pegada das instalações). Com o aumento da eficiência do arrefecimento, os custos de energia dedicados às necessidades de arrefecimento auxiliar podem ser reduzidos.
Reduza a Eficácia de Utilização de Energia (PUE) e a utilização de água
Com PUEs tão baixos como 1,03, construa centros de dados mais eficientes e sustentáveis. Além disso, reduza ou elimine o desperdício de água com arrefecimento por imersão monofásico ou bifásico através da utilização de refrigeradores secos.
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Supercomputação
Estratégia. Desempenho. Custo. Sustentabilidade.
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Maior desempenho e eficiência de arrefecimento
Suporte cargas de trabalho de computação novas ou mais intensivas, que as soluções de arrefecimento tradicionais têm dificuldade em arrefecer, de forma eficiente e económica através de um aumento nas operações de ponto flutuante por segundo (FLOPS) por watt.
Reduza a Eficácia de Utilização de Energia (PUE) e a utilização de água
Com PUEs tão baixos como 1,03, construa supercomputadores mais eficientes e sustentáveis. Além disso, elimine o desperdício de água com arrefecimento por imersão bifásico através da utilização de refrigeradores secos, e reduza ou elimine o desperdício de água com arrefecimento por imersão monofásico através da utilização de refrigeradores secos.
Reduza as despesas operacionais
Com o aumento da eficiência do arrefecimento, os custos de energia dedicados às necessidades de arrefecimento auxiliar podem ser reduzidos.
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HPC Empresarial
Estratégia. Desempenho. Custo. Sustentabilidade.
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Maior potência e eficiência de arrefecimento
Suporte cargas de trabalho de computação novas ou mais intensivas, que as soluções de arrefecimento tradicionais têm dificuldade em arrefecer, de forma eficiente e económica.
Menor latência
Ajude a reduzir atrasos executando cargas de trabalho sensíveis à latência em centros de dados mais densos, com otimização de espaço ou em armários de servidores mais próximos do utilizador.
Aumente a fiabilidade do hardware
Temperaturas de junção mais baixas, bem como a redução de oscilações de temperatura e pontos quentes, aumentam a fiabilidade das suas operações. Mitigue falhas comuns de equipamento, minimizando as peças móveis (por exemplo, ventoinhas) que são necessárias para os métodos tradicionais de arrefecimento.
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Edge/5G
Estratégia. Desempenho. Custo. Sustentabilidade.
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Agnóstico em termos geográficos e ambientais
Instale sistemas edge com infraestrutura de arrefecimento globalmente consistente, independentemente das variações ambientais (por exemplo, frio/quente, húmido/seco). Os fatores de forma mais densa também permitem melhor as aplicações sensíveis ao espaço e ao peso.
Roteiro para futuras necessidades de densidade de potência
Implante unidades edge de alta densidade com pequenos fatores de forma, projetados para suportar cargas de trabalho tanto atuais como futuras.
Menor latência
Ajude a reduzir atrasos executando cargas de trabalho sensíveis à latência em unidades edge mais densas, com otimização de espaço e mais próximas do utilizador.
Prolongue a vida útil dos recursos
As unidades seladas arrefecidas por imersão protegem o equipamento informático contra contaminantes ambientais, como poeira e humidade. Uma redução das peças móveis também ajuda a melhorar a fiabilidade e prolonga a vida útil das unidades edge.
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Criptomoeda
Estratégia. Desempenho. Custo. Sustentabilidade.
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Maior desempenho por watt
Obtenha uma vantagem com o arrefecimento por imersão, aumentando as taxas de computação através do overclocking. Aloque mais energia à mineração e outras operações geradoras de lucro, graças ao aumento dos ganhos em eficiência do arrefecimento.
Reduza o capital e as despesas operacionais
Reduza os gastos de capital, minimizando ou eliminando a infraestrutura de arrefecimento a ar (por exemplo, refrigeradores, CRACs, CRAHs, PDUs, RPPs, telecomunicação/rede, pegada das instalações). Com o aumento da eficiência do arrefecimento, os custos de energia dedicados às necessidades de arrefecimento auxiliar podem ser reduzidos.
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Técnicas de arrefecimento líquido viabilizadas por líquidos 3M
Os líquidos 3M podem ser utilizados para aplicações de arrefecimento por imersão monofásico e bifásico, bem como para aplicações de arrefecimento direto ao chip monofásico e bifásico.
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Arrefecimento por imersão de uma fase
No arrefecimento por imersão monofásico, o fluido permanece na fase líquida. Os componentes eletrónicos são diretamente imersos em líquido dielétrico num compartimento selado, mas de fácil acesso, onde o calor dos componentes eletrónicos é transferido para o líquido. São frequentemente utilizadas bombas para escoar o líquido aquecido para um permutador de calor, onde é arrefecido e recirculado para o compartimento.
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Arrefecimento por imersão bifásico
No arrefecimento por imersão bifásico, o líquido é fervido e condensado, aumentando exponencialmente a eficiência da transferência de calor. Os componentes eletrónicos são diretamente imersos em líquido dielétrico num compartimento selado, mas de fácil acesso, onde o calor dos componentes eletrónicos faz com que o líquido ferva, produzindo vapor que se eleva do fluido. O vapor é condensado num permutador de calor (condensador) dentro do tanque, transferindo calor para a água da instalação que flui para fora do centro de dados.
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Arrefecimento direto ao chip
O arrefecimento direto ao chip elimina o calor bombeando o líquido através de placas frias fixadas aos componentes eletrónicos. O líquido nunca entra em contacto direto com o equipamento eletrónico. Embora sejam utilizados frequentemente fluidos não dielétricos (por exemplo, água-glicol) no arrefecimento direto ao chip, podem ser utilizados fluidos dielétricos em aplicações de arrefecimento direto ao chip para mitigar os riscos associados a fugas, aumentando a fiabilidade do hardware/equipamento informático. O arrefecimento direto ao chip pode ser implementado utilizando tecnologias monofásicas e bifásicas.
Descubra o fluido 3M certo para as suas necessidades de arrefecimento líquido
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Líquidos Eletrónicos Fluorinert 3MOs Líquidos Eletrónicos Fluorinert 3M estabeleceram o padrão da indústria para o arrefecimento por contacto direto há mais de 60 anos. Estes líquidos extremamente inertes, totalmente fluorados, têm uma rigidez dielétrica excecionalmente elevada e uma excelente compatibilidade de materiais. Os Líquidos Eletrónicos Fluorinert 3M são transparentes, inodoros, não inflamáveis, não à base de óleo, de baixa toxicidade, não corrosivos, e oferecem uma vasta gama de temperaturas de funcionamento e uma elevada estabilidade térmica e química. Os Líquidos Eletrónicos Fluorinert 3M possuem também constantes dielétricas baixas, tornando-os ideais para aplicações de arrefecimento por imersão monofásico e bifásico de centros de dados.
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Líquidos Especiais Novec 3MOs Líquidos Especiais 3M Novec são concebidos para equilibrar o desempenho com propriedades ambientais e de segurança do trabalhador favoráveis. Estão disponíveis para uma grande variedade de aplicações, incluindo transferência de calor, limpeza, testes e deposição de lubrificantes. Estes líquidos são não inflamáveis, não baseados em óleo, de baixa toxicidade, não corrosivos e têm boa compatibilidade de materiais e estabilidade térmica. Os Líquidos Especiais 3M Novec têm também um baixo potencial de aquecimento global (PAG) e zero potencial de depleção do ozono (PDO), proporcionando aos proprietários dos centros de dados uma solução inovadora, fiável e sustentável para as suas aplicações de arrefecimento líquido monofásico ou bifásico dos centros de dados (arrefecimento direto ao chip e por imersão). A 3M recomenda atualmente a utilização de Líquidos Especiais 3M Novec à base de hidrofluoroéter (HFE) para aplicações de arrefecimento líquido de centros de dados.
Perguntas frequentes sobre arrefecimento por imersão
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O que é arrefecimento por imersão?
O arrefecimento por imersão é um método de arrefecimento de equipamento informático de centros de dados através da imersão direta do hardware num líquido não condutor, como os Líquidos Eletrónicos 3M™ Fluorinert™ ou os Líquidos Especiais 3M™ Novec™. O calor gerado pelos componentes eletrónicos é direta e eficazmente transferido para o líquido. Isto reduz a necessidade de materiais de interface, dissipadores térmicos, ventoinhas, resguardos, chapas metálicas e outros componentes que são comuns nos métodos tradicionais de arrefecimento.
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Quais são as vantagens do arrefecimento por imersão em comparação com o arrefecimento por ar?
O arrefecimento por imersão com líquidos 3M oferece muitas vantagens em comparação com o arrefecimento a ar tradicional, incluindo maior eficiência térmica (ou seja, menor consumo de energia), desempenho e fiabilidade dos centros de dados. O arrefecimento por imersão elimina também a necessidade de uma gestão complexa do fluxo de ar. Centros de dados arrefecidos por imersão otimizados podem levar a reduções em capital e despesas operacionais, bem como a uma redução no tempo e complexidade da construção. A maior densidade de computação resultante do arrefecimento por imersão permite disposições mais flexíveis dos centros de dados e remove barreiras às escolhas de localização do centro de dados, tais como áreas com altos custos imobiliários ou limitações de espaço. Por fim, o arrefecimento por imersão com líquidos 3M pode ajudar a eliminar as compensações entre utilização de água, eficiência energética e custo, eliminando a necessidade de refrigeradores com economizadores e controlos complexos utilizados no arrefecimento a ar. Isto ajuda a eliminar a utilização de água necessária para arrefecer o centro de dados, utilizando, em vez disso, as temperaturas naturais da água em muitos climas para permitir toda a capacidade de arrefecimento sem necessidade de infraestrutura de evaporação.
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Qual é a diferença entre o arrefecimento por imersão e o arrefecimento direto ao chip?
O arrefecimento por imersão envolve a imersão direta do equipamento informático num compartimento selado, mas de fácil acesso, cheio de fluido dielétrico. O calor gerado pelos componentes eletrónicos é transferido diretamente para o líquido. Com arrefecimento direto ao chip, o líquido nunca entra em contacto direto com o equipamento eletrónico. Em vez disso, o arrefecimento direto ao chip utiliza tubos para bombear um líquido refrigerante para placas frias que assentam nos componentes eletrónicos para transferir o calor.
Tanto o arrefecimento por imersão como o arrefecimento direto ao chip podem ser implementados utilizando métodos monofásicos e bifásicos com líquidos 3M. -
Quais são as formas comuns de aplicação do arrefecimento por imersão?
Existem duas configurações comuns de arrefecimento por imersão: Estilo tanque e concha.
O arrefecimento por imersão estilo tanque utiliza fluido dielétrico como meio de transferência de calor num tanque selado mas de fácil acesso. Isto elimina a necessidade de conectores herméticos, recipientes de pressão, vedantes e estruturas tipo concha. Os servidores têm de ser instalados verticalmente dentro do tanque.
No sistema tipo concha, o equipamento eletrónico do servidor é selado dentro da estrutura do servidor. O fluido dielétrico circula por todo o compartimento do servidor, removendo o calor dos componentes eletrónicos. O sistema tipo concha é geralmente implementado com servidores inseridos horizontalmente numa prateleira. -
Quais são algumas considerações para escolher entre arrefecimento por imersão monofásica e bifásica?
Há vários fatores chave a considerar quando se decide entre o arrefecimento por imersão monofásico e bifásico.
Os sistemas de arrefecimento por imersão monofásicos apresentam desenhos de tanques mais simples e mais fácil contenção dos líquidos. A compatibilidade de materiais e a higiene dos líquidos também são menos desafiadoras num sistema monofásico, em comparação com o arrefecimento por imersão bifásico.
A implementação de sistemas passivos de arrefecimento por imersão bifásico permite uma maior eficiência de transferência de calor através do processo de ebulição (através da mudança da fase líquida para a fase de vapor) em comparação com o arrefecimento por imersão monofásico, permitindo maiores densidades de potência com o arrefecimento por imersão bifásico (até 250-500 kW/tanque). Além disso, a infraestrutura de arrefecimento necessária para suportar o arrefecimento por imersão bifásico é geralmente menos complexa, já que não é necessário arrefecimento adiabático adicional além de um refrigerador seco. -
Que categorias de fluidos posso utilizar para o arrefecimento por imersão monofásico?
Tanto fluoroquímicos (ou fluorocarbonetos) como hidrocarbonetos (por exemplo, óleos minerais, sintéticos, naturais) podem ser utilizados para o arrefecimento por imersão monofásico. São necessários líquidos com um ponto de ebulição superior (acima da temperatura máxima do sistema) para garantir que o fluido permaneça na fase líquida.
As considerações a ter em conta ao decidir entre vários fluorquímicos e hidrocarbonetos incluem: desempenho de transferência de calor (estabilidade e fiabilidade ao longo do tempo, etc.), facilidade de manutenção do equipamento informático, necessidades de higiene e substituição dos líquidos, compatibilidade de materiais, propriedades elétricas, inflamabilidade ou combustibilidade, impacto ambiental, questões relacionadas com a segurança e custo total do líquido ao longo da vida útil do tanque ou do centro de dados. -
Que categorias de fluidos posso utilizar para o arrefecimento por imersão bifásico?
Os fluidos fluoroquímicos, geralmente com um ponto de ebulição mais baixo, são predominantemente utilizados para o arrefecimento por imersão bifásico. Os hidrocarbonetos normalmente não são utilizados para sistemas de arrefecimento por imersão bifásico, uma vez que a maioria dos hidrocarbonetos é combustível e/ou inflamável. Por este motivo, os hidrocarbonetos são normalmente utilizados apenas em aplicações monofásicas.
As considerações a ter em conta ao decidir entre vários fluorquímicos incluem: impacto no desempenho informático (consistência, fiabilidade, etc.), facilidade de manutenção do equipamento informático, necessidades de higiene e substituição dos líquidos, compatibilidade de materiais, propriedades elétricas, inflamabilidade ou combustibilidade, impacto ambiental, questões relacionadas com a segurança e custo total do líquido ao longo da vida útil do tanque ou do centro de dados.
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Descarregue mais informação técnica.
Temos uma visão aprofundada do arrefecimento por imersão com fluidos 3M.
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Mito ou facto?
Os nossos especialistas desmistificam alguns mitos comuns acerca do arrefecimento por imersão e dos líquidos 3M.
Recursos de arrefecimento por imersão
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Vídeo: Veja o arrefecimento por imersão em ação
Veja o vídeo dos bastidores para ver como os sistemas de arrefecimento por imersão monofásicos e bifásicos funcionam. Além disso, fique a saber como o arrefecimento por imersão utilizando líquidos 3M pode suportar maior densidade da capacidade de processamento e desempenho do que o arrefecimento a ar, em menos de 10 por cento do espaço.
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Os centros de dados tradicionais utilizam uma média de 40 por cento da sua energia apenas no arrefecimento, para além de biliões de litros de água. Explore um mundo onde isso pode mudar, apoiado pelas novas inovações em tecnologia de transferência do calor e gestão térmica.
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Saiba mais sobre como os líquidos 3M podem ajudá-lo a responder às necessidades de arrefecimento líquido do seu centro de dados.
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