تکنولوژی Liquid Cooling | فناوری خنک‌ کننده مایع در سرورهای HPE 

تکنولوژی Liquid Cooling یا فناوری خنک کننده مایع یکی از بهترین قابلیت های جدید برای خنک کردن سیستم های کامپیوتری است که امروزه در بسیاری از سازمان ها و شرکت های مختلف و مهم مورد استفاده قرار می گیرد. در واقع با استفاده از فناوری خنک کننده مایع در سرورهای HPE بدون نیاز به استفاده از سیستم های خنک کننده قدیمی به بهترین نحو فرایند خنک کردن سیستم های بزرگ و کامپیوتری را فراهم می کند. عملکرد منحصر به فرد تکنولوژی Liquid Cooling  به گونه ای است که گرمای تولید شده توسط سرورها و در سیستم های پر کار و بزرگ، در کسری از ثانیه و به صورت مرتب کاهش می یابد تا سیستم عملکرد بسیار خوب و بدون وقفه داشته باشد. استفاده از این تکنوژی، مزایا، کاربردها و ویژگی های ویژه ای دارد که در ادامه این مطلب از وبلاگ سایت مکسا به بررسی کامل آن می پردازیم. 

بیشتر بخوانید: خرید سرور HP، مشخصات و قیمت و خرید سرور اچ پی

قابلیت Liquid Cooling (لیکوئید کولینگ) چیست؟

تکنولوژی Liquid Cooling را در تعریفی دقیق و علمی می توان این گونه معرفی کرد، قابلیت یا فناوری خنک کننده مایع یکی از جدیدترین قابلیت های روز دنیا سیستمی است که از آن برای خنک کردن یکنواخت و مداوم قطعات الکترونیکی، مانند پردازنده ها، کارت های گرافیکی و … استفاده می شود. عملکرد قابلیت قابلیت لیکوئید کولینگ بدین صورت است که به جای استفاده از هوا، از مایع برای خنک کردن استفاده می کند تا این دستگاه ها و قطعات الکترونیکی در طی فرایند و کار کردن خود با هیچ مشکل یا ایرادی مواجه نشوند و همچنین قطعات طول عمر بیشتر و استفاده موثرتری داشته باشند. 

مراحل انجام Liquid Cooling در سرورها

عملیات خنک کردن سیستم های کامیپوتری بزرگ یا قطعات الکترونیکی مهم و حساس با استفاده از تکنولوژی قابلیت Liquid Cooling وابسته به مدار بسته تعبیه شده درون این سیستم برای حرکت کردن مایع درون آن است. این مایع مورد نظر یا مایع خنک کننده با استفاده از مدار وارد قسمت Heat sink پردازنده شده و سپس حرارت و گرمای تولید شده توسط پردازنده یا سایر قطعات پردازنده را به بهترین نحو به خود جذب می کند. بعد از این که این گرما توسط مایع خنک کننده جذب شد، مایع خنک کننده از طریق لوله های تعبیه شده در سیستم خنک کننده وارد رادیاتور تعبیه شده روی سرور می شود. پس از این که مایع خنک کننده وارد رادیاتور شد و در جریان برخورد هوای ایجاد شده توسط فن های  سرور با رادیاتور قرار گرفت، این مایع خنک کننده جریان گرما را از دست داده و سریعا خنک می شود. این فرایند به صورت مداوم و مرتب تکرار می شود و طی آن جریان مایع خنک کننده از رادیاتور به هیت سینک و از heat sink به رادیاتور پردازنده حرکت کرده و سپس پردازنده سریعا خنک می شود. 

بیشتر بخوانید: قابلیت تراتلینگ | Throttling یا گلوگاه حرارتی و تاثیرش در مدیریت پردازنده ها

دلایل استفاده از  Liquid Cooling

یکی از مهم ترین دلایل استفاده از فناوری Liquid Cooling بالا بودن ظرفیت گرمایی مایعات خنک کننده در مقایسه با هوای معمولی است. در واقع می توان گفت که فرایند خنک کننده پردازنده های تعبیه شده روی سرورها با استفاده از فناوری لیکوئید کولینگ با سرعت بسیار بیشتر و بهتری صورت می گیرد. علاوه بر این، به صورت دقیق تر می توان گفت که دلایل استفاده از فناوری مایع خنک کننده سیستم شامل موارد مهم زیر است:

• دفع حرارت سریع تر و بیشتر

خنک سازی با استفاده از سیستم خنک کننده مایع قابلیت و توانایی بیشتری برای جذب و انتقال گرما نسبت به هوا دارد. به همین سیستم هایی که توان پردازشی بسیار بالایی دارند، بهترین گزینه برای خنک کردن آن ها استفاده از لیکوئید کولینگ است. 

• کاهش دمای قطعات کلیدی

پردازنده ها، کارت گرافیک، RAM ها و همچنین VRM در سیستم های سنگین و وسیع، میزان گرمای زیادی تولید می کنند که می تواند این موضوع در عملکرد آن ها مشکل و تداخل ایجاد کند. در صورتی که با استفاده از فناوری Liquid Cooling دمای این قطعات را تا حد قابل توجهی می توان پایین نگه داشت تا باعث افزایش طول عمر آن ها شود. 

• کاهش مصرف برق و کاهش هزینه ها

با توجه به این که عملکرد خنک کردن قطعات و تجهیزات الکترونیکی با استفاده از سیستم خنک کننده مایع سریع تر انجام می شود، میازن مصرف برق و سایر انرژی ها نیز تا حد قابل توجهی کاهش می یابد. همچنین در صورتی که عملکرد سیستم خنک کننده مایع را با سایر فن ها مقایسه کنید، می توان تشخیص داد که میزان مصرف برق زمان استفاده از فناوری Liquid Cooling در مقایسه با فن ها، بسیار کم تر است. در نتیجه احتمال خراب شدن و آسیب دیدن قطعات و تجهیزات الکترونیکی نیز کاهش می یابد که باعث کاهش هزینه های جانبی نیز خواهد شد.

• ایجاد سر و صدای کم تر

در فناوری استفاده از خنک کننده مایع از مایع به جای فن یا هوا استفاده می شود، به همین دلیل صدای ایجاد شده توسط این قابلیت و همچنین توسط سرور بسیار کم و قابل تحمل خواهد بود. 

• امکان طراحی فشرده تر

در خنک سازی مایع با استفاده از فناوری Liquid Cooling نیازی به استفاده از کانال های بزرگ هوایی و سایر تجهیزات دیگر وجود ندارد. به همین دلیل می توان سرورها را به صورت فشرده تر طراحی و تولید کرد. علاوه بر این، با استفاده از این عملکرد سرورها فضای کم تری را اشغال می کنند. 

🔶بیشتر بخوانید: فناوری HPE GreenLake، معرفی و بررسی پلتفرم green lake

معایب روش خنک‌ کننده مایع

با وجود این که استفاده از روش خنک کننده مایع ویژگی ها و مزایای مختلف و ویژه ای دارد، اما معایب مختلف و مهم آن نیز قابل ملاحظه و مهم است. معایب استفاده از روش خنک کننده مایع به شرح زیر است: 

• احتمال نشتی مایع

یکی از مهم ترین و بزرگ ترین ریسک های استفاده از خنک کننده مایع برای خنک کردن سرورها و قطعات الکترونیکی، احتمال نشتی مایع از پمپ، لوله ها و همچنین رادیاتور وجود دارد. بنابراین در صورتی نشتی این مایع قطعات الکترونیکی ممکن است دچار آسیب های جدی و شدید شوند. 

• هزینه نگه داری بالا

استفاده و خرید سیستم های خنک کننده مایع آماده یا سفارشی از سیستم های هوا خنک معمولی گران تر است. علاوه بر این، هزینه های مربوط به نگه داری و تعمیرات سیستم خنک کننده مایع نیز زیاد و حتی قابل توجه است. به همین دلیل ممکن است برای شرکت های کوچک که بودجه کم و محدودی دارند، مناسب نباشد. 

• نیاز به نگه داری منظم 

برای این که قطعات و رادیاتور و پمپ موجود در خنک کننده مایع عملکرد مناسب و صحیحی داشته باشد، نیاز به نگه داری منظم و صحیح دارد. همچنین در صورت لزوم ممکن است برخی از قطعات آن نیاز به تعویض داشته باشند تا طول عمر سایر تجهیزات داخل خنک کننده مایع افزایش یابد. در برخی از مدل های خنک کننده سفارشی، باید مایع خنک کننده آن هر 6 ماه یک بار تعویض شود. 

• نصب پیچیده و تخصصی

نصب و راه اندازی قابلیت Liquid Cooling کاری دشوار و تخصصی است و صرفا باید توسط کارشناسان مجرب در این حوزه انجام شود. این موضوع در مورد خنک کننده های مایع سفارشی نیز بیشتر صدق می کند.

• نیاز به پمپ و برق

برای استفاده از سیستم خنک کننده مایع به پمپ و برق نیاز است. بنابراین در صورت قطع شدن برق سیستم خنک کننده هم به صورت کامل قطع می شود. در صورتی که تمهیدات لازم در چنین شرایطی آماده و اجرا نشود، ممکن است باعث آسیب دیدن قطعات به صورت جدی شود. 

استفاده از خنک‌ کننده مایع برای اتاق سرور

یکی از کاربردهای مهم و ضروری تکنولوژی Liquid Cooling در اتاق سرور است که در سال های اخیر استفاده از آن افزایش چشمگیری داشته است. چون در طی سال های اخیر میزان توان پردازشی و چگالی حرارتی تا حد قابل توجهی افزایش یافته است. به همین دلیل استفاده از خنک کننده مایع برای اتاق سرور کاملا ضروری و لازم است، چون مزایای زیر را به همراه دارد:

• افزایش راندمان خنک سازی برای خنک کردن گرمای تولید شده توسط سرورها به ویژه سرورهای High Density
• کنترل و کاهش دمای محیط و قطعات به صورت یکنواخت و پایدار
• کاهش مصرف انرژی تا 50 درصد و و حتی کاهش شاخص PUE

بیشتر بخوانید: اتاق سرور | طراحی، مشخصات و تجهیزات اتاق سرور

استفاده از Liquid Cooling در دیتاسنتر هوش مصنوعی

شرکت HPE اولین بار به عنوان اولین شرکت معماری سیستم صنعت را طراحی و معرفی کرد. برای خنک کردن این سیستم معماری می توان از خنک کننده های مایع برای سرورهای مقیاس بزرگ استفاده کرد. چرا که این سیستم های خنک کننده تاثیر قابل توجهی در افزایش بهره وری انرژی و کاهش انرژی مصرفی در مقایسه با سایر راه حل ها و روش های خنک کردن سرورها و دیتا سنترهای هوش مصنوعی دارد. از طرفی سازمان های بزرگ که برای اجرای بارهای بزرگ از هوش مصنوعی استفاده می کنند، به سیستم خنک کننده مایع بیش از سایر سازمان ها یا شرکت های معمولی نیاز دارند تا بتوانند به صورت کارآمد و بهینه تر به فرایند و فعالیت های خود بپردازند. یکی از مهم ترین مزایای استفاده از سیستم خنک کننده مایع نسبت به سایر خنک کننده های مایع این است که تا 90 درصد باعث کاهش مصرف انرژی و مصرف برق می شود. همچنین دلایل استفاده از سیستم خنک کننده مایع برای هوش مصنوعی شامل موارد مهم زیر است:

• برخی از تراشه ها قابلیت تحمل گرما را ندارند

یکی از مهم کاربردها و دلایل استفاده از سیستم خنک کننده مایع این است که برخی از تراشه های جدید عملکرد بیشتر و بهتری را در فضاهای کوچک ارائه می کنند. به همین دلیل خنک سازی اجزای داخلی این تراشه ها سخت و زمان بر است. بنابراین در صورتی که خنک کردن تراشه ها با سرعت و دقت بالا انجام شود، باعث آسیب دیدن آن ها، داغ شدن بیش از حد تراشه ها، خرابی سیستم یا متوقف شدن اجرای کارهای هوش مصنوعی خواهد شد. قابلیت Liquid Cooling با سه برابر بیشتر از ظرفیت خنک کننده های معمولی، اجزا و قطعات داخلی را خنک می کند و طول عمر تراشه های موجود در دیتا سنتر هوش مصنوعی افزایش می یابد. 

• امکان استفاده مجدد از انرژی سیستم های هوش مصنوعی

سیستم های خنک شونده با مایع پس از این که گرما را دریافت می کنند، آن را به سیستم مبادله خارج از مرکز داده انتقال می دهند. به همین دلیل در این سیستم ها امکان استفاده مجدد از آب گرم دریافت شده به عنوان یک منبع تامین انرژی ساختمان یا سایر تاسیسات دیگر وجود دارد.

• عملکرد بالای هوش مصنوعی

برای استفاده از خنک کننده مایع نیازی به استفاده از فن یا سایر تجهیزات دیگر نیست. بنابراین مراکز داده ، دیتا سنتر هوش مصنوعی و … برای به حداکثر رساندن فضا می توانند از رک های کم تر و مستحکم تری استفاده کرده و در صورت نیاز آن را گسترش دهند. علاوه بر این، نکته مهم دیگر در مورد استفاده از خنک کننده مایع در دیتا سنتر هوش مصنوعی این است که مایع سرور به میزان 14.9 درصد از قدرت شاسی کم تری استفاده می کنند و در واقع عملکرد آن ها در هر کیلو وات نسبت به محلول های خنک کننده با هوا 20.7 درصد بیشتر است. 

• حفظ ارزش هوش مصنوعی با اثرات زیست محیطی کم تر

یکی از مهم ترین دلایل استفاده از سیستم خنک کننده مایع ، این است که برای قابلیت اطمینان سیستم و همچنین به منظور پایداری بیشتر و حفظ ارزش هوش مصنوعی مورد استفاده قرار می گیرد.

بیشتر بخوانید: خرید سرور هوش مصنوعی AI و سرور GPU

کدام محصولات hp فناوری Liquid Cooling را دارد؟

با توجه به افزایش اهمیت استفاده از تکنولوژی Liquid Cooling به دلیل مزایای ویژه ای که به همراه دارد، امروزه بسیاری از دستگاه ها، محصولات و همچنین سازمان های مختلف از این تکنولوژی استفاده می کنند. از جمله انواع محصولاتی که از این تکنولوژی استفاده می کنند، می توان به موارد مهم زیر اشاره کرد: 

• دستگاه گیمینگ HP (HP OMEN 45L Gaming desktop)
• نمایشگر LCD 
• لپ تاپ و سیستم های مجهز شده به فناوری Vapor chamber و Hybrid cyro compound
• سرور DL560 GEN 11
• لپ تاپ مدل  HP OMEN MAX 16 نسل 16

مقایسه water و liquid برای Cooling 

برای خنک کردن قطعات الکترونیکی مختلف می توان از روش ها و دستگاه ها و سیستم های خنک کننده مختلف استفاده کرد که دو روش رایج و مطمئن شامل خنک سازی بادی و خنک سازی مایع است. هر کدام از این دو روش مزایا و معایب مهمی دارد که در ادامه این مطلب به بررسی این موضوع می پردازیم. 

قیمت خنک کننده های مایع

یکی از مهم ترین سوالات برای کاربران و مدیران شرکت های بزرگ، در مورد قیمت خنک کننده های مایع است. در مورد قیمت باید گفت که قیمت واحد و دقیقی در مورد این محصول وجود ندارد. بلکه عوامل مهم و مختلفی نظیر نوع سیستم خنک کننده، کیفیت سیستم، برند تولید کننده، اندازه رادیاتور و … در قیمت خنک کننده های مایع تاثیر گذار هستند. علاوه بر این ، در صورتی که قصد خرید و استفاده از خنک کننده های مایع سفارشی را دارید، برای تولید و استفاده بهینه از آن ها، نیاز به مونتاژ کردن قطعات مختلفی دارد که باعث افزایش هزینه و قیمت آن می شود. بنابراین در قدم اول باید بر اساس نیاز و بودجه خود بهترین مدل مورد نظرتان را انتخاب و خریداری کنید. همچنین می توانید با کارشناسان ما در شرکت مکسا در تماس باشید و سوالات خود را در این زمینه و حتی قیمت فناوری Liquid Cooling بپرسید. 

سوالات متداول

آیا Liquid Cooling بهتر از Air Cooling است؟

در شرایط باری و کاری بالا، و برای مصارف حساس و گسترده در سازمان ها و شرکت های بزرگ که محدودیت بودجه وجود ندارد، بهترین انتخاب برای خنک کردن سیستم ها و پردازنده های قوی، فناوری Liquid Cooling است. 

آیا Liquid Cooling باعث نشت و آسیب به قطعات می‌ شود؟ 

به طور کلی خیر. قطعات و تجهیزات تعبیه شده درون این سیستم به صورت حرفه ای و کامل انجام می شود. اما در صورتی که نصب و راه اندازی آن به صورت حرفه ای و دقیق انجام نشود، ممکن است در برخی موارد به صورت کم باعث نشتی شود.

اهمیت نگه داری صحیح و دوره ای سیستم Liquid Cooling چیست؟

دلیل اصلی برای نگه داری دوره ای و بررسی قطعات این سیستم، جلوگیری از آسیب دیدن قطعات درونی آن، بررسی نحوه عملکرد صحیح آن ها، و افزایش طول عمر آن است. 

طول عمر سیستم Liquid Cooling چقدر است؟ 

طول عمر فناوری و قابلیت لیکوئید کولینگ بر اساس نحوه نگه داری ، نوع استفاده، نوع و کیفیت برند و … با یک دیگر متفاوت است. اما به طور کلی می توان گفت که طول عمر متوسط این سیستم 3 تا 10 سال و در صورت نگه داری صحیح و منظم حتی تا 10 سال است. 

مایع داخل سیستم خنک کننده مایع باید چند وقت یک بار تعویض شود؟

در صورت نیاز بهتر است که مایع تعبیه شده درون این سیستم را هر 12 ماه تا 18 ماه یک بار تعویض کنید.