Verschiedene Arten von Kühlsystemen für das Rechenzentrum
Mit dem anhaltenden Boom von Rechenzentren spielen Kühllösungen eine wichtige Rolle. Rechenzentren brauchen Kühlsysteme, um einen reibungslosen Betrieb der Chips zu gewährleisten und Geräteausfällen vorzubeugen. Es gibt viele verschiedene Arten von Kühlsystemen für Rechenzentren für unterschiedliche Anforderungen und mit Fokus auf dem Einsatz verschiedener Chiparten.
Performance für Kunden ist weiterhin oberstes Ziel. Um die bessere Leistung, neue Business Cases und Workload-Arten auszuschöpfen, die neue Technologien bringen, muss die Kühlleistung im Rechenzentrum maximiert werden. In vielen Situationen, darunter auch beim Einsatz von KI- und ML-Anwendungen, haben Rechenzentren eine Grenze überschritten, wo die Kühlung von Hochleistungsgeräten mit Luftkühlung nicht mehr ausreicht.
Wenn Luftkühlsysteme Überstunden machen müssen, um die erforderlichen Betriebstemperaturen bei steigender Nachfrage aufrechtzuerhalten, kann es in Anlagen zu Geräteausfällen, ungeplanten Ausfallzeiten und hohen Energiekosten kommen. Für viele Rechenzentren kann Flüssigkeitskühlung eine bessere Leistung bieten, gleichzeitig Energie sparen und die Rechenzentren dabei unterstützen, den Betrieb nachhaltiger zu gestalten.
Flüssigkeitskühlung gewinnt in Rechenzentren entsprechend schnell an Beliebtheit – und für viele KI- und ML-Anwendungen ist sie ein Muss. Bei der Flüssigkeitskühlung kommt präzise gekühlte Flüssigkeit zum Einsatz, um Wärme einzufangen und von IT-Geräten weg zu transportieren. Flüssigkeitskühlung ist effizienter, weil Flüssigkeit eine viel höhere Wärmeübertragungsleistung hat als Luft und näher an die Wärmequelle herangeführt werden kann. Mithilfe von Flüssigkeitskühlung lässt sich die Kapazität von Rechenzentren erhöhen, ihre Effizienz verbessern und der Energieverbrauch von Kühlsystemen senken. 2023 lag der Markt für Flüssigkeitskühlung in Rechenzentren bei rund 3,2 Mrd. USD, 2032 wird er voraussichtlich 16,4 Mrd. USD erreichen.
Es gibt vier Hauptarten der Flüssigkeitskühlung:
Flüssigkeit-zu-Luft-Kühlung
Bei der Flüssigkeit-zu-Luft-Kühlung werden Chips mit Flüssigkeit in luftgekühlten Anlagen gekühlt. Dabei wird die Kühlflüssigkeit innerhalb eines Racks aus einer Einheit, die neben diesem sitzt, zirkuliert. Diese Art der Kühlung erfordert keine Infrastruktur für Flüssigkeitskühlung in der gesamten Anlage. Das macht sie ideal für ältere Rechenzentren, die ihre aktuellen Systeme mit Chips der neuen Generation erweitern wollen. Flüssigkeit-zu-Luft-Kühlung ist eine wichtige Nachhaltigkeitstechnologie, denn sie kann schnell eingesetzt werden, um die heißesten Teile des Rechenzentrums mit energieeffizienter Flüssigkeitskühlung zu kühlen.
Luft-zu-Flüssigkeit-Kühlung
Luft-zu-Flüssigkeit-Kühlungen kühlen IT-Anlagen in einem Rack mithilfe von Luft. Die dabei entstehende heiße Luft wird dann mit Flüssigkeitsleitungen abgekühlt, bevor sie in den Raum abgegeben wird. Das macht das gesamte System effizienter, da nicht der gesamte Raum auf die Temperatur gekühlt werden muss, die die Chips brauchen. Für die Luft-zu-Flüssigkeit-Kühlung sind zwar Flüssigkeitskühlleitungen in der Anlage erforderlich, sie bringt aber eine effiziente Flüssigkeitskühlung in Rechenzentren mit Chips, die luftgekühlt werden sollen.
Direct-to-Chip-Kühlung
Bei der Direct-to-Chip-Kühlung befindet sich ein Kühlkörper direkt auf dem Server-Board. Über Flüssigkeitsleitungen kann der Chip dann direkt gekühlt werden. Da diese Systeme so nah an den IT-Systemen liegen, bedürfen sie einer sorgfältigen Konstruktion. Sie benötigen einen externen Kühlmittelverteiler oder Coolant Distribution Unit (CDU), um die Durchflussmenge und Temperatur der Flüssigkeit genau zu regeln. CDUs werden auch „Herz und Gehirn“ von Flüssigkeitskühlsystemen genannt.
Immersions-Kühlung
Die Kühlung über Eintauchen (Immersion) ist die effizienteste Form der Kühlung. Dabei werden Server in gekühlte dielektrische Flüssigkeit eingetaucht. Dieses System kühlt und schützt Chips vor Staub und Feuchtigkeit. Diese Kühlung liefert die beste Wärmeableitung bei einem breiteren Betriebstemperaturbereich und ist zudem leiser im Betrieb. Die Modularität dieser Kühlung ermöglicht eine flexible Einführung von IT-Lösungen.
nVent bietet Lösungen für die unterschiedlichsten Kühlungsarten für Rechenzentren – von der effizienteren Gestaltung luftgekühlter Systeme bis hin zum Einsatz von Immersions-Kühlung, um die neuesten KI-Chips zu kühlen. Unsere Expert*innen helfen Ihnen dabei, die besten Lösungen für Ihr Rechenzentrum zu finden.