OCP ACS Sıvı Soğutma Soğutma Plakası Gereksinimleri Belgesi, Revizyon 1.0 (9 Ekim 2019)

Özet

Intel, Iceotope ve CPC'den yazarların hazırladığı belge, gelecekteki OCP sıvı soğutma şartnamelerinin karşılaması gereken gereksinimleri ortaya koyar; ondan türetilen bir kontrol listesi doldurulmalı ve katkı Kuluçka Komitesi'ne gitmeden önce hakem değerlendirmesinden geçmelidir. Kapsam, CDU'dan rafa, manifold ve BT ekipmanı üzerinden geri dönen TCS devresidir; ısı, kapsam dışı olan tesis su sistemine (FWS) aktarılır; BT ekipmanının kendisi ve tamamen hava soğutmalı tasarımlar da kapsam dışıdır. CPU ve GPU'lar için sıvı soğutmanın ne zaman gerekli olacağına dair genel bir kılavuz bulunmadığı ve kararın TCO analizinde verilmesi gerektiği belirtilir. Islak malzemelerin soğutucuyla uyumlu olduğu ve soğutucuların asla karıştırılmadığı varsayılır.

Terminoloji bölümü ASHRAE'yi izler. Soğutma plakaları bileşenler üzerindeki ısı eşanjörleridir; yüksek güç için mikro kanallı tasarımlar yaygındır ve tek ya da iki fazlı olabilir. Hibrit soğutma, yüksek güçlü parçalarda soğutma plakasını, diğer yerlerde havayı birleştirir ve oda klimasına yine ihtiyaç duyar; tam sıvı soğutma ise tüm ısıyı sıvıya verir. CDU'lar raf içi, sıra düzeyi veya tesis düzeyi olabilir ve TCS'yi FWS'den ayırır. Raf manifoldları debiyi dağıtır; hızlı bağlantı kaplinleri damlatmayan, elle veya kör geçmeli türde olmalıdır. Kapsanan soğutucular katkılı su, glikol bazlı, dielektrik ve soğutucu akışkanlardır; propilen glikol etilen glikole tercih edilir; %25 ve üzeri glikol bakteri üremesini önler ama ısı transferini düşürür.

Her bileşen için belirtilmesi gereken önemli parametre tabloları verilir. Soğutma plakası parametreleri debi, giriş ve çıkış sıcaklığı, aktif alan ve filtreleme gereksinimini içerir. CDU parametreleri azami soğutma kapasitesi, sıvı hacmi, yaklaşma sıcaklığı, pompa kapasitesi, PQ eğrisi, %100, %80 ve %30 yükte güç çekişi ve bağlantılardır. Manifold hızı, ASHRAE'ye göre erozyonu önlemek için boru çapına bağlı olarak 1,5 ile 2,1 m/s aralığında kalmalıdır. Kaplin parametreleri patlama basıncı, sızma ve bağlantı çevrimlerini; pompa parametreleri MTBF, IP derecesi ve emme yüksekliğini içerir. Belge işletme ve patlama basıncının farklı olduğunu vurgular ve raf içi ile sıra CDU'larında tipik TCS işletme basıncını 140-450 kPa (20-65 psi) olarak verir.

Gereksinimler bölümü sertifikasyonu (ABD'de UL ve FCC, Avrupa'da CE), basınç güvenliğini ve risk yönetimini kapsar. IEC 62368-1 normal işletme basıncının 3 katında, anormal ve tek arıza koşullarında 2 katında sızdırmazlık testi ister; ASME B31.3 tasarım basıncının 1,5 katını ister; devreler en yükseğini karşılamalıdır. Dört BT ekipmanı sınıfı (hibrit temel, orta, ileri, tam sıvı) tanımlanır; CPU/GPU soğutma plakalarının BT ısısının yaygın olarak %70-75'ini yakaladığı belirtilir; kapı eşanjörlü ve eşanjörsüz iki sıvıya hazır raf sınıfı vardır. Sensör kademeleri ASHRAE Tier 2 ve Tier 3'ü izler, Redfish telemetrisine atıf yapılır ve sızıntı algılama (dolaylı veya doğrudan) ile müdahale (manuel veya otomatik) sınıflandırılır.

Öne çıkan noktalar

1. Belge yalnızca TCS devresini (CDU'dan rafa, manifold, BT ekipmanı ve geri dönüş) kapsar; tesis su sistemi kapsam dışıdır.
2. Hibrit soğutma yüksek güçlü parçalarda soğutma plakası, geri kalanında hava kullanır ve oda klimasına yine ihtiyaç duyar; tam sıvı soğutma tüm ısıyı sıvıya verir.
3. Hibrit temel sınıfta CPU/GPU soğutma plakaları BT ekipmanı ısısının yaygın olarak %70-75'ini yakalar.
4. Raf içi ve sıra CDU'larında tipik TCS işletme basıncı 140-450 kPa'dır (20-65 psi); tesis CDU'su daha yüksek basınç verebilir.
5. IEC 62368-1 normal işletme basıncının 3 katında, anormal ve tek arıza koşullarında 2 katında sızdırmazlık testi ister; ASME B31.3 tasarım basıncının 1,5 katını ister; en yükseğiyle test edilir.
6. Manifold akışkan hızı erozyonu önlemek için boru çapına göre yaklaşık 1,5-2,1 m/s'yi aşmamalıdır (ASHRAE'ye göre).
7. %25 ve üzeri glikol bakteri üremesini önler ancak ısı transferini azaltır; toksisite nedeniyle propilen glikol etilen glikole tercih edilir.
8. Hızlı bağlantı kaplinleri damlatmayan türde olmalıdır; işletme ve patlama basıncı ayrı parametrelerdir.
9. Asgari sıvı soğutma sensörleri ASHRAE DCIM Tier 2 ile, ileri sensörler Tier 3 ile hizalıdır; telemetri arayüzü Redfish'tir.
10. Sızıntı algılama dolaylı (basınç, debi, sıcaklık analizi) veya doğrudan (sızıntı halatı ya da nokta algılayıcılar); müdahale manuel veya otomatik olarak sınıflandırılır.

Tasarımda kullanımı

• Satıcı çözümlerini karşılaştırırken soğutma plakası, CDU, manifold, kaplin ve pompa parametre tablolarını veri sayfası kontrol listesi olarak kullanın.
• BT ekipmanını hibrit temel, orta, ileri veya tam sıvı olarak sınıflandırın ve yakalama oranını kalan oda hava yükünü boyutlandırmak için kullanın.
• Odanın ısıl nötr olması gerekip gerekmediğine göre raf sınıfını (kapı eşanjörlü veya eşanjörsüz) seçin.
• TCS test basıncını IEC 62368-1 ve ASME B31.3 katlarının en yükseğine göre belirleyin ve devreyi 140-450 kPa işletme basıncına göre boyutlandırın.
• Sızıntı algılama (dolaylı, doğrudan) ve müdahale (manuel, otomatik) düzeyine süreklilik gereksinimi ve sensör maliyeti üzerinden karar verin.
• Manifold hızını belirtilen sınırlarla sınırlayın; soğutucu, filtrasyon ve ıslak malzeme uyumunu birlikte belirtin.

Kimler okumalı

Sıvı soğutma tasarımcıları, raf ve CDU satıcıları ile TCS devresi bileşenlerini tutarlı biçimde belirlemek ve karşılaştırmak isteyen tesis mühendisleri.

Belgenin bölümleri

1. Giriş
2. Terminoloji
3. Sıvı Soğutma Teknolojisi Tanımları
4. Sıvı Soğutma Soğutma Plakaları
5. Hibrit Soğutma
6. Tam Sıvı Soğutma
7. Tek ve İki Fazlı Soğutma Sıvıları
8. Soğutma Sıvısı Dağıtım Ünitesi
9. Raf Manifoldu
10. Hızlı Bağlantı Kaplinleri
11. Soğutma Bileşenleri Seçimi ve Önemli Parametreler
12. Soğutma Sıvısı Seçimi
13. Soğutma Plakası Seçimi
14. Soğutma Sıvısı Dağıtım Ünitesi Seçimi
15. Raf Manifoldu Seçimi
16. Hızlı Bağlantı Kaplini Seçimi
17. Pompa Seçimi
18. Sıvı Soğutma Gereksinimleri
19. Basınç Güvenliği Gereksinimleri
20. Risk Yönetimi
21. Sıvı Soğutma Sınıflandırmaları
22. Sensör Gereksinimleri
23. DMTF Redfish
24. Sızıntı Algılama ve Müdahale Gereksinimleri
25. Karşılaştırma Metrikleri

Belgeyi okuyun

Yayın bilgileri

Yazarlar

Jessica Gullbrand; Nigel Gore; Jason Matteson; Elizabeth Langer

Yayıncı

Open Compute Project Foundation

Yıl

2019

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Sektör kuruluşu

Erişim

Açık lisans — indirilebilir

Lisans

CC BY-SA 4.0 — atıf vererek ve aynı lisansla paylaşabilirsiniz

Lisans kanıtı

www.opencompute.org

Künye