Introduction to Liquid Cooling Part 1

What is Liquid Cooling ?

Liquid Cooling คือการระบายความร้อนให้กับคอมพิวเตอร์ด้วยของเหลว ซึ่งในปัจจุบันจะมีเทคโนโลยีที่ได้รับความนิยมดังนี้ 

  1. Immersion Cooling ซึ่งมีทั้งหมดสองแบบ คือ 1-Phase Immersion Cooling และ 2-Phase Immersion Cooling
  2. Direct-2-chip (D2C) cooling

What is Immersion Cooling

Immersion Cooling  คือการเอาของเหลวมาใช้ในการระบายความร้อน โดยใช้วิธีการ “จุ่ม” โดยจะเป็นการนำเครื่องคอมพิวเตอร์ทั้งเครื่อง “จุ่ม” ลงไปยังของเหลวเพื่อระบายความร้อนออกจากคอมพิวเตอร์ โดยของเหลวที่จะนำมาใช้งานประเภทนี้ จะต้องเป็นของเหลวที่ไม่เป็นสื่อไฟฟ้า เพราะหากเป็นของเหลวที่เป็นสื่อนำไฟฟ้าจะส่งผลทำให้อุปกรณ์ของเราเสียได้ โดยของเหลวที่ได้รับความนิยมสูงสุดจะเป็น 3M™ Fluorinert™ Electronic Liquids หรือ 3M™ Novec™ Engineered Fluids ซึ่งเป็นสารเคมีที่ถูกออกแบบและผลิตมาเพื่อใช้ในงาน Immersion Cooling โดยเฉพาะ โดยตัวสารนี้มีอายุการใช้งานยาวนานสูงกว่า 10 ปี ไม่ระคายเคืองต่อผิวหนังหากมีการสัมผัส และปลอดภัยต่อระบบทางเดินหายใจ ทำให้ปลอดภัยต่อการใช้งาน ซึ่ง Immersion Cooling จะมีทั้งหมด 2 แบบ คือ 1-Phase Immersion Cooling และ 2-Phase Immersion Cooling แต่ก่อนจะไปดูว่าทั้งสองแบบนี้ต่างกันอย่างไร มาดูกันก่อนว่า ทำไมถึงต้องใช้ Immersion Cooling

Why Immersion Cooling?

ค่าใช้จ่ายหลักของศูนย์ข้อมูล (Data Center) นั้นเป็นค่าไฟฟ้ามากกว่า 95% และเกือบ 80% เป็นค่าไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับระบบทำความเย็นทางอากาศ เพราะการทำความเย็นในศูนย์ข้อมูลนั้นใช้หลักการถ่ายเทความร้อนเอาอากาศเย็นเข้าไปดึงความร้อนออกจากเครื่อง และดูดเอาอากาศร้อนออก เพื่อควบคุมอุณหภูมิทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์แม่ข่ายภายในศูนย์ข้อมูลอยู่ในเกณฑ์มาตรฐานตลอดเวลา ซึ่งการถ่ายเทความร้อนทางอากาศ เป็นการถ่ายเทความร้อนที่มีประสิทธิภาพแย่เมื่อเทียบกับการถ่ายเทความร้อนด้วยของเหลว ดังรายละเอียดข้างล่างนี้

air-vs-liquid-heat-transfer
Ref: https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/convection-heat-transfer-coefficient

จากข้อมูลข้างต้น เราจะเห็นว่า ประสิทธิภาพในการถ่ายเทความร้อน ระหว่าง Air Convection (การถ่ายเทความร้อนด้วยอากาศ) และ Liquids Convection (การถ่ายเทความร้อนด้วยน้ำ) นั้นต่างกันอยู่หลายสิบเท่า ทำให้ถ้าเราเปลี่ยนมาใช้ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำ จะทำให้เราสามารถลดการใช้พลังงานของศูนย์ข้อมูลลงได้อย่างมหาศาล อีกทั้งยังไม่รวมถึงว่า หากเราใช้งานระบบ Immersion Cooling แล้ว เราก็จะไม่จำเป็นที่จะต้องมีระบบระบายความร้อนทางอากาศภายในศูนย์ข้อมูลให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ของเราเลย นี่จึงเป็นเหตุผลที่ว่าทำไมบริษัทยักษ์ใหญ่ระดับโลกและผู้ให้บริการคลาวด์ขนาดใหญ่ทั่วโลก มีความพยายามที่จะเปลี่ยนมาใช้การระบายความร้อนด้วย Liquids Cooling ภายในศูนย์ข้อมูล เช่น Microsoft และ Alibaba Cloud

What is 1-Phase and 2-Phase Immersion Cooling?

1-Phase Immersion Cooling และ 2-Phase Immersion Cooling มีสิ่งที่เหมือนกันคือเราจะยังคงต้อง “จุ่ม” เครื่องคอมพิวเตอร์เซิร์ฟเวอร์ของเราไปยังของเหลวเพื่อที่จะถ่ายเทเอาความร้อนออกจากคอมพิวเตอร์ แต่มีจุดต่างกันตรงที่ 1-Phase Immersion Cooling จะใช้การถ่ายเทความร้อนออกจากคอมพิวเตอร์ไปยังของเหลวที่จุ่มอยู่เพื่อถ่ายเทความร้อนออก แต่ 2-Phase Immersion Cooling จะใช้ของเหลวที่แปลงสภาพเป็นไอน้ำ  (Vapor) ที่อุณหภูมิต่ำ และใช้ไอน้ำที่ระเหยนั้นถ่ายเทความร้อนออกจากเครื่องคอมพิวเตอร์ และเมื่อดึงความร้อนออกจากไอน้ำเสร็จเรียบร้อยแล้ว ไอน้ำก็จะควบแน่น (Condensing) กลับไปเป็นของเหลวดังเดิม ซึ่งเราจะเห็นได้ว่า 2-Phase Immersion Cooling นั้นจะซับซ้อนกว่า 1-Phase Immersion Cooling แต่ถ้าเรากลับไปดูตารางการถ่ายเทความร้อนอีกครั้ง เราจะเห็นได้ว่าการถ่ายเทความร้อนแบบนี้ เป็นการถ่ายเทความร้อนที่มีประสิทธิภาพดีที่สุ

What is Direct-2-chip (D2C) / Liquid-to-Liquid Cooling?

Direct-2-chip Liquid Cooling คือการระบายความร้อนที่จะใช้ของเหลวถ่ายเทความร้อนออกจากคอมพิวเตอร์เฉพาะจุด ซึ่งส่วนใหญ่จุดที่จะต้องระบายความร้อนออกนั้น ก็จะเป็นอุปกรณ์ที่มีความร้อนสูง เช่น CPU หรือ GPU แต่ส่วนอื่นของคอมพิวเตอร์จะไม่ได้ถูกระบายความร้อนด้วย ทำให้อาจจะต้องใช้ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศควบคู่กันไปด้วย ซึ่งก็จะช่วยลดค่าใช้จ่ายในส่วนของการระบายความร้อนลงได้ แต่ก็ยังไม่ดีเท่ากับ Immersion Cooling

บทความถัดไป จะเป็นบทความลงลึกพร้อมรายละเอียดเกี่ยวกับแต่ละองค์ปประกอบของ 1-Phase Immersion Cooling และ 2-Phase Immersion Cooling และจะเป็นบทเฉลยว่า Bangmod.Cloud เลือกใช้ Liquid Cooling ประเภทไหน ภายในศูนย์ข้อมูลของทาง Bangmod.Cloud เพื่อใช้ให้บริการกับลูกค้า

Facebook
Twitter
Telegram

เราใช้คุกกี้เพื่อพัฒนาประสิทธิภาพ และประสบการณ์ที่ดีในการใช้เว็บไซต์ของคุณ คุณสามารถศึกษารายละเอียดได้ที่ นโยบายความเป็นส่วนตัว และสามารถจัดการความเป็นส่วนตัวเองได้ของคุณได้เองโดยคลิกที่ ตั้งค่า

Privacy Preferences

คุณสามารถเลือกการตั้งค่าคุกกี้โดยเปิด/ปิด คุกกี้ในแต่ละประเภทได้ตามความต้องการ ยกเว้น คุกกี้ที่จำเป็น

Allow All
Manage Consent Preferences
  • คุกกี้ที่จำเป็น
    Always Active

    คุกกี้มีความจำเป็นสำหรับการทำงานของเว็บไซต์ เพื่อให้คุณสามารถใช้ได้อย่างเป็นปกติ และเข้าชมเว็บไซต์ คุณไม่สามารถปิดการทำงานของคุกกี้นี้ในระบบเว็บไซต์ของเราได้

  • คุกกี้เพื่อการวิเคราะห์และโฆษณา

    คุกกี้ประเภทนี้จะเก็บข้อมูลต่าง ๆ รวมทั้งข้อมูลวส่วนบบุคลเกี่ยวกับตัวคุณเพื่อเราสามารถนำมาวิเคราะห์ และนำเสนอเนื้อหา ให้ตรงกับความเหมาะสมกับความสนใจของคุณ ถ้าหากคุณไม่ยินยอมเราจะไม่สามารถนำเสนอเนื้อหาและโฆษณาได้ไม่ตรงกับความสนใจของคุณ
    Cookies ที่เราใช้งานได้แก่ Google Analytics และ Facebook Pixel

Save