Как выбрать правильную жидкую охлаждающую шлангу для серверов ИИ высокой плотности

По мере того, как серверы ИИ становятся все более мощными, дизайн охлаждения становится все менее прощающим.

Системы GPU высокой плотности могут помещать значительные тепловые нагрузки в относительно небольшое пространство стойки. Жидкое охлаждение помогает отводить тепло от этих компонентов, но производительность петли охлаждения зависит от каждой части пути жидкости.

Шланг является одной из таких частей.

Это может показаться простым гибким соединением, но его внутренний диаметр, материал, возможности давления, диапазон температур, радиус изгиба и способ соединения могут повлиять на конечную систему.

Обзор того, как жидкое охлаждение работает в инфраструктуре ИИ, см. Как работает жидкое охлаждение в центрах обработки данных ИИ?.

1.Почему выбор хостинга имеет значение для серверов ИИ высокой плотности

В обычном сервере с воздушным охлаждением нет жидкого шланга, работающего непосредственно через цикл охлаждения вокруг вычислительного оборудования.

В системе с жидкостным охлаждением гибкие шланги могут стать частью основного пути, несущего охлаждающую жидкость между компонентами.

В зависимости от архитектуры шланги могут соединяться:

• Холодные пластины
• многообразие
• ХДС
• Модули охлаждения сервера
• UQD
• Другие компоненты для обработки жидкости

Это делает выбор шланга системным решением, а не просто решением о покупке.

2 Начните с архитектуры охлаждения

Прежде чем выбрать шланг, поймите, где он будет установлен.

Шланг, используемый между стопорным коллектором и сервером, может иметь другие требования, чем шланг, используемый в других местах инфраструктуры охлаждения.

Первыми вопросами должны быть:

• Где находится шланг?
• Какие компоненты он соединяет?
• Какая охлаждающая жидкость течет через него?
• Какое давление он испытывает?
• Какой температурный диапазон ожидается?
• Сколько потока требуется?
• Сколько движения ожидается?

3 Определите сначала охладитель

Охладитель является одним из первых параметров, которые должны быть идентифицированы.

Различные системы жидкостного охлаждения могут использовать различные составы охлаждающей жидкости, и материал шланга должен быть подходящим для фактической жидкости.

Совместимость материалов должна оцениваться вместе с температурой и условиями воздействия.

Для более подробного обсуждения см. Как совместимость с охлаждением влияет на выбор шлангов жидкого охлаждения для центров обработки данных ИИ.

4. определить требуемую скорость потока

шланг должен обеспечивать требуемый поток охлаждающей жидкости без создания ненужного гидравлического сопротивления.

Требуемый поток зависит от охлаждающей нагрузки и разницы температур, разрешенной в системе.

Упрощенные отношения это:

Фактические расчеты системы должны использовать параметры полного цикла охлаждения.

5 Тщательно выберите внутренний диаметр

Внутренний диаметр оказывает непосредственное влияние на скорость жидкости и потерю давления.

Если шланг слишком мал для требуемого потока, потеря давления может стать важным фактором проектирования.

Однако, если шланг излишне большой, дополнительный размер может создать проблемы с установкой или упаковкой.

Поэтому калибровка шлангов должна уравновешивать гидравлические требования с физическими ограничениями на установку.

Для получения дополнительной информации см. Как выбрать правильный размер шланга для охлаждения жидкости для центров обработки данных ИИ.

6.Понимать требования к давлению

Определите нормальное рабочее давление, а также максимальное ожидаемое давление.

Колебания давления также следует учитывать в тех случаях, когда система испытывает изменения насоса, работу клапана или другие переходные условия.

Сборка шланга должна соответствовать фактической среде давления, а не выбираться из одного номинального значения.

Для более глубокого обсуждения см. Как давление и температура влияют на надежность жидкостных шлангов охлаждения в центрах обработки данных ИИ.

7. Рассмотрим рабочую температуру

Температура влияет на поведение материала шланга, а также на свойства охлаждающей жидкости.

Определите ожидаемый рабочий диапазон вместо использования только одного температурного номера.

Важные значения могут включать:

• Нормальная рабочая температура
• Максимальная непрерывная температура
• Краткосрочные температурные экскурсии
• Термический велосипедный диапазон

Давление и температуру следует учитывать вместе при выборе шланга.

8. Оценить тепловой цикл

Рабочие нагрузки ИИ не обязательно остаются постоянными.

Изменения вычислительной нагрузки могут влиять на тепловые условия контура охлаждения.

Там, где температура охлаждающей жидкости многократно повышается и падает, сборка шланга может испытывать повторный тепловой цикл.

Для применений со значительным тепловым циклом квалификационный подход должен отражать предполагаемые условия эксплуатации.

9.Выберите конструкцию шланга для приложения

Жидкие охлаждающие шланги могут использовать различные материалы и армирующие конструкции.

Типичный усиленный шланг может включать в себя:

Каждый слой имеет различную функцию, и конструкция должна соответствовать предполагаемой рабочей среде.

10. Сопоставить материал с приложением

Нет единого шлангового материала, который автоматически идеально подходит для каждой системы жидкостного охлаждения.

В зависимости от применения инженеры могут оценивать такие материалы, как эластомерные или фторполимерные конструкции.

При выборе следует учитывать:

• Охлаждающая совместимость
• Диапазон температур
• Требования к давлению
• гибкость
• Соображения в отношении проникновения
• Требования к чистоте
• Ожидаемые условия обслуживания

11. Гибкость важна при охлаждении на уровне грабли

Серверные среды высокой плотности часто оставляют ограниченное пространство для маршрутизации жидкости.

В шланге может потребоваться размещение допусков установки, перемещения оборудования и доступа к техническому обслуживанию.

Гибкий шланг может упростить маршрутизацию, но гибкость не должна зависеть от давления, температуры или требований совместимости.

12.Проверить изгиб радиуса перед установкой

Каждая конструкция шланга имеет практический предел изгиба.

шланг не должен быть загнан в более плотный изгиб просто потому, что доступное пространство для установки ограничено.

Во время проектирования системы, предполагаемый маршрут шланга должен быть проверен на требуемый радиус изгиба.

13. Избегайте скручивания носом.

шланг может изгибаться, оставаясь в нейтральной ориентации, но скручивание его вокруг продольной оси создает дополнительное механическое напряжение.

Это может стать особенно важным, когда шланги соединяют компоненты, которые часто удаляются во время обслуживания сервера.

Маршрутизация должна позволять шлангу перемещаться естественным образом без ненужной торсионной нагрузки.

14. Рассмотрим метод соединения

Шланг является только одной частью сборки жидкости.

Способ соединения может включать фитинги, сжатые концы, уплотнения и UQD.

Соединение должно быть совместимо с конструкцией шланга и предполагаемым давлением, температурой и охлаждающей жидкостью.

шланг, отвечающий требуемой спецификации, автоматически не делает подходящей всю сборку.

15 Почему выбор UQD имеет значение

UQD могут упростить обслуживание, позволяя отключать охлаждающие соединения без восстановления всего пути жидкости.

Тем не менее, выбор UQD должен учитывать те же параметры приложения, которые используются для шланга.

• Охлаждающая совместимость
• Возможность давления
• Диапазон температур
• Размер соединения
• Требования к потоку
• Требования к подключению и отключению

16. Вычислить падение давления

Падение давления является важным гидравлическим фактором при выборе шланга.

Это зависит от факторов, включая внутренний диаметр шланга, длину, свойства охлаждающей жидкости и условия потока.

Цель не обязательно сводит к минимуму падение давления шланга любой ценой. Цель состоит в том, чтобы достичь требуемых характеристик охлаждения при сохранении гидравлической конструкции в пределах возможностей системы.

Более подробно см. Как рассчитать и контролировать падение давления в дата-центрах ИИ.

17. Длина шланга может влиять на производительность системы

Более длинные шланги обычно вносят больше гидравлического сопротивления, чем более короткие в сопоставимых условиях.

Длинные секции шлангов также могут занимать больше места для установки и могут потребовать дополнительной поддержки.

Поэтому длина шланга должна определяться исходя из фактического требования к маршрутизации, а не просто с использованием удобной стандартной длины.

18. Рассмотреть требования к техническому обслуживанию

Серверы ИИ не являются постоянно недоступными после установки.

Компоненты могут нуждаться в проверке, замене или обслуживании.

Маршрутизация шлангов должна обеспечивать достаточный доступ для технического обслуживания, избегая при этом ненужного изгиба или стягивания сборки.

Это особенно важно в отношении UQD и других отключенных соединений.

19. Держите шланг подальше от потенциального ущерба

Во время установки шланг должен быть защищен от ненужного контакта с острыми краями или движущимися компонентами.

Потенциальные риски включают:

• истирание
• Острый контакт
• Чрезмерное сжатие
• Повторяющиеся вибрации
• Высокотемпературные внешние поверхности
• Неправильное зажимание

20.Не выбирайте шланг по цене в одиночку

Самая низкая цена покупки не обязательно представляет собой самую низкую системную стоимость.

шланг, создающий чрезмерную потерю давления, трудно устанавливаемый или требующий частой замены, может увеличить общую стоимость системы охлаждения.

Для инфраструктуры ИИ высокой плотности инженеры должны рассматривать полное применение, а не оценивать шланг как изолированный товар.

21. Определить спецификационный лист шланга

Простая спецификация приложения может предотвратить множество ошибок выбора.

Параметр	Информация для определения
охладитель	Фактическая охлаждающая жидкость / состав
Скорость потока	Необходимый рабочий поток
Внутренний диаметр	Необходимый гидравлический размер
Оперативное давление	Нормальное давление
Максимальное давление	Требования к конструкции
Температура работы	Нормальный температурный диапазон
Максимальная температура	Ожидаемое верхнее состояние
Длина шланга	Требуемая установленная длина
Бен Радиус	Доступное пространство маршрутизации
Соединения	Требования UQD / UQD

22.Выбор должен следовать фактическому операционному конверту

Как только основные параметры определены, шланг может быть оценен по полной рабочей оболочке.

Такой подход более надежен, чем выбор шланга из одного диаметра.

23. Проверка Ассамблеи Хосе

В тех случаях, когда требования проекта требуют квалификационного тестирования, тестирование должно представлять предполагаемое применение так же близко, как и практическое.

В зависимости от системы оценка может включать:

• Испытание на давление
• Тестирование утечек
• Тестирование потока
• Температурное воздействие
• Велосипед под давлением
• Тепловой велосипед
• Инспекция соединения

Точная процедура валидации должна быть установлена в соответствии с приложением и применимыми требованиями.

24. Практическая последовательность отбора

1. Определите хладагент.
2. Определение требуемого потока.
3. Определить рабочее и максимальное давление.
4. Определите рабочую и максимальную температуру.
5. Определить требуемый диаметр шланга.
6. Выберите подходящий материал и конструкцию.
7. Определите длину шланга и маршрутизацию.
8. Проверьте радиус изгиба и механическое движение.
9. Выберите совместимые фитинги и UQD.
10. Проверить полную сборку.

25. Общие ошибки выбора

Ошибка 1: Выбор только по диаметру

Два шланга с одинаковым внутренним диаметром могут иметь очень разные характеристики материала, давления, температуры и гибкости.

Ошибка 2: смотреть только на максимальное давление

Рейтинг давления не учитывает совместимость охлаждающей жидкости, тепловой цикл или механическую маршрутизацию.

Ошибка 3: Игнорирование падения давления

Шланг, который подходит физически, все еще может создавать ненужное гидравлическое сопротивление.

Ошибка 4: Игнорирование доступа к обслуживанию

С шлангом, который работает во время первоначальной установки, может быть трудно работать во время обслуживания сервера.

Ошибка 5: Отдельное лечение шланга и соединения

Полная сборка определяет практические характеристики утечки и надежности.

26. Варианты шлангов для жидкого охлаждения CJAN

CJAN обеспечивает конфигурацию шлангов для жидкостного охлаждения для оценки в соответствии с требованиями различных систем термоуправления.

Нынешний Жидкий охлаждающий шланг JAN LCH Является частью линейки жидких охлаждающих шлангов компании.

Дополнительные конфигурации включают LCH-SD и LCH-SDS.

Для приложений центров обработки данных ИИ выбор продукта должен основываться на фактических требованиях к охлаждающей жидкости, давлению, температуре, потоку, размерам, маршрутизации и подключению.

27 Что инженеры должны отправить поставщику шланга

Поставщик может предоставить более полезную рекомендацию, когда информация о приложении ясна.

Для проекта жидкостного охлаждения сервера ИИ первоначальный запрос может включать:

• Тип охлаждающей жидкости
• Требуемый расход
• Рабочее давление
• Максимальное давление
• Рабочая температура
• Максимальная температура
• Внутренний диаметр шланга
• Приблизительная длина шланга
• Минимальный радиус изгиба или доступное пространство
• Требования к фитингу
• Требования UQD
• Ожидаемое количество заявок

Эта информация помогает перенести обсуждение из общей цитаты шланга в решение для конкретного приложения.

Заключение

Выбор жидкого охлаждающего шланга для сервера ИИ высокой плотности является системной инженерной задачей.

Правильный выбор начинается с охлаждающей жидкости и продолжается через поток, давление, температуру, материал, конструкцию, диаметр, маршрутизацию и соединения.

Гибкость корпуса важна в компактных серверных средах, но гибкость всегда должна быть сбалансирована с гидравлическими и механическими требованиями.

шланг также должен быть оценен вместе с фитингами, уплотнениями и UQD, потому что полная сборка определяет надежность соединения жидкости.

Конфигурации CJAN LCH, LCH-SD и LCH-SDS предоставляют возможности для применения в жидкостном охлаждении, где эти требования должны рассматриваться вместе.

Для инженеров, работающих над проектами охлаждения центров обработки данных ИИ, наиболее эффективным подходом является сначала определение полной рабочей оболочки, а затем соответствие сборки шланга этим условиям.

Исследуйте Решения для жидкостного охлаждения CJAN или пересмотреть текущий Жидкий охлаждающий шланг JAN LCH диапазон.