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Arrefecimento por imersão para centros de dados

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Os centros de dados dos EUA consomem enormes quantidades de eletricidade, entre 1,1 e 1,5 % do consumo¹ total global de energia, grande parte para alimentar unidades de refrigeração e ventiladores para arrefecer o hardware de computação.

Para ajudar a aliviar o custo de arrefecimento do servidor e do respetivo impacto sobre o meio ambiente, a 3M lidera a revolução do arrefecimento líquido para centros de dados. A nossa linha de Fluidos Especiais 3M™ Novec™ oferece propriedades que os tornam ideais para arrefecimento por imersão, tanto na operação monofásica como na bifásica. O resultado? A utilização (e os custos) da energia podem ser reduzidos até 97%, diminuindo o tamanho do centro de dados e permitindo um desempenho otimizado do hardware do servidor — simultaneamente ajudando a reduzir os impactos ambientais.

¹ Origem: www.koomey.com/post/8323374335

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Servidores de dados alimentados imersos em Fluidos Especiais Novec em ebulição numa aplicação de arrefecimento por imersão em fluidos, iluminada com luzes néon.
Agir com calma.
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O que é arrefecimento por imersão?

  • Fotografia tirada debaixo de fluido pela câmara Go Pro a servidores de dados em ebulição imersos em Fluidos Especiais Novec numa aplicação de arrefecimento por imersão em líquido

    O arrefecimento por imersão do centro de dados ajuda a melhorar o design térmico por imersão direta do hardware de TI num líquido não condutor. O calor gerado pelos componentes eletrónicos é transferido direta e eficientemente para o fluido, reduzindo assim a necessidade de outros componentes de arrefecimento ativos, tais como materiais de interface, dissipadores de calor e ventiladores. Estas melhorias aumentam a eficiência energética e permitem densidades de embalagem mais altas.
     

    A 3M tem trabalhado com líderes na área dos centros de dados para criar os fluidos ideais para estas aplicações e oferecer benefícios exclusivos, tais como uma ampla gama de pontos de ebulição. E o melhor de tudo, a tecnologia é apoiada por mais de 50 anos de conhecimento em materiais e aplicações 3M.

      • Reduz a utilização de energia para arrefecimento do servidor, ajudando a criar um centro de dados mais verde
      • Envolve menos partes móveis que requerem manutenção e substituição
      • Aumenta a densidade de hardware, dado que o líquido é mais eficiente a remover calor
      • Permite maior utilização de processador, mantendo temperaturas abaixo do limite térmico
      • O equipamento informático tem uma manutenção mais fácil, com eletrónica emergente limpa e seca
      • Reduz significativamente o ruído em salas de servidores
      • Ajuda a proteger o equipamento informático de contaminantes ambientais, tais como o pó

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Uma maneira inteligente de manter temperaturas — e custos — baixos

O arrefecimento por imersão em líquidos utilizando Fluidos Especiais Novec contribui para reduzir o custo de propriedade de muitas maneiras, constituindo uma opção inteligente para a empresa. O arrefecimento líquido direto melhora a eficiência e reduz os custos em todas as fases da vida do centro de dados, desde o design e a construção, à operação, manutenção, reparação e substituição de hardware.

  • Ícone branco sobre fundo roxo do símbolo do $ (USD), dentro de um raio, no interior de uma seta para baixo, que representa a redução dos custos energéticos.

    Reduzir os custos energéticos até 97%

    A vantagem mais clara será evidente na sua fatura de eletricidade. Os métodos de imersão mais eficientes podem ajudar a melhorar a eficiência energética do centro de dados (frequentemente o maior custo de eletricidade de um centro de dados) até 97%.

  • Ícone de seta branca sobre fundo roxo no centro de um alvo, que significa desempenho otimizado

    Poupar espaço com necessidade de 10X menos espaço

    A capacidade de arrefecimento melhorada significa que é possível posicionar os equipamentos eletrónicos mais perto uns dos outros — o que aumenta 10 vezes a densidade de computação num determinado espaço. Isto aumenta as possibilidades de instalação de um centro de dados.

  • Ícone de seta branca sobre fundo roxo no centro de um alvo, que significa desempenho otimizado

    Otimizar para desempenho superior

    Com maior eficiência térmica, é possível aumentar o poder de processamento e reduzir a latência para além dos limites do arrefecimento a ar.

  • Ícone de escudo branco sobre fundo roxo, que significa proteção contra avarias do equipamento

    Minimizar avarias do equipamento

    O arrefecimento por imersão em líquidos elimina os contaminantes do ar e simplifica o design térmico para reduzir as peças móveis. Isto significa que é possível utilizar os aparelhos eletrónicos a plena capacidade, com menos desgaste.


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  • Turbinas eólicas brancas num campo verde com céu azul e nuvens macias brancas.

    Uma escolha sustentável para o ambiente

    A poupança de energia não é boa apenas para o resultado final — é boa para a terra. Menos energia utilizada significa menos necessidade de gerar eletricidade, que por sua vez significa menos combustível e menos emissões. Os centros de dados menores poupam materiais de construção e manutenção. Se o seu objetivo é um centro de dados mais ecológico, os Fluidos Especiais 3M Novec tornam estes resultados possíveis e incluem ao mesmo tempo:
     

     

    • Perfil ambiental favorável
    • Baixo potencial de aquecimento global (PAG)
    • Zero potencial de depleção do ozono (PDO)
  • Troca a quente (hot-swap) de um servidor de dados do interior de uma unidade de arrefecimento por imersão em Fluidos Especiais 3M Novec

    Seguro para a exposição dos trabalhadores

    Construir um centro de dados que utiliza o arrefecimento por imersão não compromete a segurança do operador. A 3M projeta todos os Fluidos Especiais Novec de modo a incluir:
     

     

    • Ampla margem global de segurança para os trabalhadores
    • Baixa toxicidade
    • Não inflamável

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Veja como o arrefecimento líquido pode revolucionar negócios, supercomputadores e extração de bitcoins

Seja qual for o seu negócio, o arrefecimento por imersão em líquidos pode desempenhar um papel no funcionamento mais eficiente de um centro de dados. Como pioneira e inovadora no arrefecimento por imersão em líquidos, a 3M ajudou a abrir com sucesso centros de dados arrefecidos por imersão.


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Perguntas e respostas que o ajudam a construir um centro de dados mais ecológico

Fabricantes de servidores, integradores de sistemas e engenheiros de centros de dados, todos enfrentam desafios semelhantes: projetar e montar um centro de dados que satisfaça as principais necessidades dos clientes em termos de custo, desempenho e fiabilidade. O arrefecimento por imersão com Fluidos Especiais Novec pode ajudá-lo a responder a essas e outras necessidades práticas, sem comprometer.

  • Como funciona o arrefecimento por imersão?

    O arrefecimento por imersão implica colocar os componentes eletrónicos diretamente num fluido não-condutor, permitindo que o calor seja transferido diretamente dos componentes para o fluido de transferência de calor. Nos sistemas de arrefecimento tradicionais, o calor deve ser transferido através de vários níveis de materiais de interface térmica, ar, permutadores de calor e fluidos de trabalho. O arrefecimento por imersão simplifica o design térmico e aumenta a eficiência da transferência de calor.

  • Quais são as vantagens dos fluidos Novec sobre o óleo mineral?

    Devem ser avaliados muitos fatores ao selecionar um fluido de trabalho. Os Fluidos Especiais 3M Novec têm uma série de vantagens significativas sobre outras classes de fluidos dielétricos, incluindo o óleo mineral. Além de não serem inflamáveis nem combustíveis, os fluidos Novec têm os pontos de ebulição e a estabilidade térmica necessários para operações de arrefecimento por imersão de duas fases. A reparação e manutenção são facilitadas, dado que os componentes eletrónicos saem do fluido Novec limpos e secos.

  • A perda de fluido é um problema nos sistemas de arrefecimento por imersão Novec?

    Os sistemas de arrefecimento por imersão são normalmente desenhados de modo a permitir a reparação e a troca a quente (hot-swap), mas também a pensar na contenção de fluidos. Ao seguir as melhores práticas da 3M e comprar a um fabricante OEM de arrefecimento por imersão autorizado pela 3M, as perdas de fluido podem ser mantidas em quantidades inconsequentes.

  • O que fazer para comprar um sistema de arrefecimento por imersão Novec?

    Os fornecedores já estão a oferecer servidores proprietários e sistemas mecânicos assentes nesta tecnologia, com outros em desenvolvimento.


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Três maneiras de conseguir um fantástico centro de dados

  • Arrefecimento por imersão em duas fases

    O arrefecimento por imersão passiva de duas fases aumenta exponencialmente a eficiência da ebulição e condensação dos fluidos especiais Novec. Esta abordagem simples não apresenta quase nenhum componente móvel.
     

     

    • Os componentes eletrónicos são submersos num banho de líquido não condutor num compartimento acessível, selado
    • O calor gerado faz o líquido entrar em ebulição libertando vapor que sobe para o topo do compartimento
    • O vapor condensa na tampa ou numa bobina de condensação e volta ao banho para repetir o ciclo
    • Dado que os fluidos especiais Novec estão em contacto direto com os componentes eletrónicos, excedem a eficiência da transferência de calor da água a ferver
  • Arrefecimento por imersão de uma fase

    No arrefecimento por imersão de fase única o fluido tem um ponto de ebulição mais alto e permanece na fase líquida ao longo do processo.
     

     

    • Os componentes eletrónicos são submersos num banho de líquido não condutor num compartimento acessível, selado
    • O calor do chip é transferido para o fluido
    • São frequentemente utilizadas bombas para escoar o líquido aquecido para um permutador de calor onde é arrefecido e volta para o banho
    • Os líquidos eletrónicos 3M™ Fluorinert™ também podem ser utilizados nesta aplicação
  • Arrefecimento indireto: uma alternativa de imersão

    As propriedades únicas dos Fluidos Especiais 3M Novec podem ser aplicadas de múltiplas maneiras para resolver os desafios de gestão térmica do cliente. Um desses desafios é a complexidade da aplicação do arrefecimento líquido direto ao chip (D2C), devido ao risco de fugas e a dificuldade em arrefecer uma série de processadores no mesmo circuito. Os Fluidos Especiais Novec oferecem muitos benefícios nestas aplicações, incluindo a uniformidade de temperatura de todos os processadores:
     

     

    • Eficiência de transferência de calor comparável com ou melhor do que água, em operações de duas fases
    • Fluido de trabalho não-condutor, eliminando o risco de danos por fugas
    • Todos os processadores de um circuito mantidos à mesma temperatura independentemente do número de nós

     

     


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Contacte-nos com perguntas sobre arrefecimento por imersão e Fluidos Especiais Novec

Deixe a 3M pôr décadas de experiência em arrefecimento por imersão e centros de dados a trabalhar para si. Entre em contacto connosco com perguntas ou pedidos que podem ajudá-lo a concretizar as suas ideias para o próximo projeto de centro de dados. Podemos ajudar com:
 

 

  • Aconselhamento e melhores práticas
  • Dados técnicos de resultados de teste
  • Estudos de casos e outros materiais
  • Assistência na encomenda de Fluidos Especiais Novec ou na escolha entre Fluidos Novec e Líquidos Eletrónicos 3M Fluorinet
  • Informação sobre equipamento de arrefecimento por imersão e prestadores de serviço

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