SoSo CAD
Bilimsel makalePDF2025

Veri Merkezlerinde Düzgün Olmayan Yük Dağılımı ve Çözümleri Üzerine Bir İnceleme: Mikro Ölçekli Sıvı Soğutma ve Büyük Ölçekli Hava Soğutma

Özgün başlık A Review of Non-Uniform Load Distribution and Solutions in Data Centers: Micro-Scale Liquid Cooling and Large-Scale Air Cooling

Energies (MDPI AG) · Yifan Li, Congzhe Zhu ve diğerleri

Tianjin Chengjian Üniversitesi'nden bu inceleme, veri merkezlerindeki düzgün olmayan ısıyı iki ölçekte ele alıyor: çip ölçeğinde sıcak noktalar için mikrokanallı ısı alıcılar, oda ölçeğinde ısıl düzgünsüzlük için hava dağıtımı ve raf tabanlı soğutma ile makine öğrenmesiyle sıcak nokta tahmini ve kontrolü.

Belgeyi okuİndir (PDF, 3,9 MB)Özgün kaynağa git

CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz

Bu sayfada

Özet

Elektronik bileşenlerdeki transistör sayısı üstel arttığından ultra yüksek ısı akısı (10^6-10^7 W/m²) oluşuyor; çip üzerindeki düzgün olmayan yük dağılımı ve ısıl ortamdaki yerel sıcak noktalar veri merkezinde temel sorunlar. Soğutma sisteminin veri merkezi güç tüketimindeki payı yaklaşık %38, BT ekipmanından sonra ikinci. Mikrokanallı sıvı soğutma çipte ısı birikimini bastırmanın etkili bir yöntemi; hava dağıtımını optimize etmek enerji tasarrufu için kritik. İnceleme mikrokanallı ısı alıcı (MCHS) yapısını, manifold ve başlık düzenini, akış kaynamasını ve nanoakışkanları ile oda ölçeğinde hava dağıtımını ve raf tabanlı soğutmayı kapsıyor.

Bulgular: alıntılanan çift katmanlı, optimize başlıklı ve çapraz akışlı soğutma plakası tasarımı akışkan dengesizliğini azalttı ve ısıl direnci %11,8 düşürdü. Isı borusunda alıntılanan grafen nanoakışkan ısıl performansı %49,4 artırdı, ancak inceleme nanoakışkan kararlılığının pratik kullanımı sınırladığını vurguluyor. Bölgesel ısıl parametreler için alıntılanan derin pekiştirmeli öğrenme denetleyicisi fan gücünü %12 ile %50 azalttı. Karmaşık MCHS yapıları genellikle sıvı soğutma pompa gücünü artırıyor ve optimize konfigürasyonlar yalnızca belirli koşullara uygun, aktarılabilirliği sınırlı.

Akış kaynaması ve nanoakışkan kararlılığı çözülmemiş durumda; sıcak nokta tahmini dinamik yükler altında hâlâ yeterli doğrulukta değil. Yazarlar mikro ölçekli sıvı soğutmayı büyük ölçekli hava yönetimiyle gerçek zamanlı izleme ve kontrol altında birleştiren 'çok ölçekli sinerji' hibrit soğutma öneriyor; yerel sıcak noktaları bastırması ve sıcaklık homojenliğini artırması bekleniyor.

Sınırlar: derleme olduğundan yeni ölçüm yok ve alıntılanan kazanımlar farklı koşullarda bildirilmiş; çok ölçekli sinerji önerilen bir yön, kanıtlanmış bir tasarım değil.

Öne çıkan noktalar

  1. Çip ısı akısının 10^6-10^7 W/m² gibi ultra yüksek düzeylere ulaştığı belirtiliyor.
  2. Soğutma sisteminin veri merkezi güç tüketimindeki payı yaklaşık %38, BT ekipmanından sonra ikinci.
  3. Alıntılanan çift katmanlı, optimize başlıklı ve çapraz akışlı soğutma plakası tasarımı akışkan dengesizliğini azalttı ve ısıl direnci %11,8 düşürdü.
  4. Isı borusunda alıntılanan grafen nanoakışkan ısıl performansı %49,4 artırdı, ancak nanoakışkan kararlılığı pratik kullanımı sınırlıyor.
  5. Bölgesel ısıl parametreler için alıntılanan derin pekiştirmeli öğrenme denetleyicisi fan gücünü %12 ile %50 azalttı.
  6. Karmaşık MCHS yapıları genellikle sıvı soğutma pompa gücünü artırıyor; optimize konfigürasyonlar yalnızca belirli koşullara uygun ve aktarılabilirliği sınırlı.

Tasarımda kullanımı

  • Yüksek ısı akılı çiplerde mikrokanallı soğuk plaka geometrisinin pompa gücü artışını (karmaşık yapılar pompa gücünü artırır) ısıl direnç kazancıyla (örn. %11,8) birlikte değerlendirin.
  • Oda ölçeğinde sıcak nokta bastırmayı hava dağıtımı optimizasyonuyla yapın ve tahmin tabanlı kontrolün doğruluğunu dinamik yük koşullarında doğrulayın.
  • Çip ölçeğinde sıvı soğutmayı oda ölçeğinde hava yönetimiyle birleştiren hibrit stratejiyi (çok ölçekli sinerji) seçenek olarak değerlendirin.

Aylık bülten · ücretsiz

Referans listeniz güncel kalsın

Ayda bir: yeni eklenen kaynaklar, Türkiye mevzuatındaki değişiklikler ve yaklaşan veri merkezi etkinlikleri.

SoSo CAD

Soğutma kapasitenizi tasarımla birlikte kontrol edin

SoSo CAD’de zonların ısı yükünü, kullanılabilir kapasitesini ve en büyük ünite kaybındaki kapasite dengesini inceleyin.

Demo iste
SoSo CAD soğutma çalışma alanında zon yükleri ve kapasite dengesi

Kimler okumalı

Çip düzeyi mikrokanallı soğutma ve oda düzeyi hava dağıtımını birlikte değerlendiren soğutma tasarımcıları ve araştırmacılar.

Belgenin bölümleri

  1. 1. Giriş
  2. 2. Düzgün olmayan yük (MCHS: yan duvar, gömülü pin-finler, akış düzenlemeleri; akış dağılımı optimizasyonu; akış kaynaması ve yeni soğutma ortamı: akış kaynaması özellikleri, nanoakışkan)
  3. 3. Büyük ölçekli iç mekânda yerel sıcak noktalar (3.1 Yerel sıcak noktaları çözmek için hava yönetimi, 3.3 Yerel sıcak noktaları çözmek için tahmin kontrolü)
  4. 4. Tartışma ve görünüm (4.1 Mikrokanallı faz değişimli sıvı soğutma sorunları ve çözümleri, 4.2 Yeni soğutma ortamı sorunları ve çözümleri, 4.3 Çok ölçekli ısıl yönetim sorunları ve çözümleri)
  5. 5. Sonuçlar

Belgeyi okuyun

non-uniform-load-liquid-cooling-review-2025.pdf

PDF · 3,9 MB · İngilizce

CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz

İndir (PDF, 3,9 MB)Tarayıcıda aç

Belge, lisansı yeniden dağıtıma izin verdiği için özgün haliyle ve değiştirilmeden sunulmaktadır.

Yayın bilgileri

Yazarlar
Yifan Li; Congzhe Zhu; Xiuming Li; Bin Yang
Yayıncı
Energies (MDPI AG)
Yıl
2025
Cilt
18
Sayı
1
Sayfalar
149
Belge dili
İngilizce
Kaynak türü
Bilimsel yayın
Erişim
Açık lisans — indirilebilir
Lisans
CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz
Lisans kanıtı
www.mdpi.com
Özgün lisans notu (İngilizce)

PDF p.1 states the article is open access under the Creative Commons Attribution (CC BY 4.0) licence; MDPI publishes all articles under CC BY 4.0.

Künye

Yifan Li; Congzhe Zhu; Xiuming Li; Bin Yang (2025). A Review of Non-Uniform Load Distribution and Solutions in Data Centers: Micro-Scale Liquid Cooling and Large-Scale Air Cooling. Energies (MDPI AG). 18(1), 149. https://doi.org/10.3390/en18010149

Sıvı soğutmaHava akışıSoğutma

Konuyla ilgili etkinlikler

Etkinlik takvimini inceleyin

İçerik ve tüm hakları eser sahiplerine aittir. SoSo CAD yalnızca künye, kendi hazırladığı özet ve kaynağa bağlantı sunar; kaynakların içeriğinden sorumlu değildir.