خنک‌کاری مایع: Direct-to-Chip، Rear-Door و Immersion

خنک‌کاری هوایی تا جایی کار می‌کند که بتوان هوای کافی از رک عبور داد. با رک‌های GPU که ده‌ها کیلووات توان دارند، بخشی یا همه‌ی گرما با مایع از رک خارج می‌شود.

سه روش اصلی

• درب پشت آبی (Rear-Door Heat Exchanger): یک مبدل حرارتی جای درب پشت رک می‌نشیند. هوای گرم خروجی سرورها قبل از ورود به اتاق از کویل آب سرد عبور می‌کند. سرورها تغییری نمی‌کنند، ولی رک باید درب و لوله‌کشی مناسب این مبدل را داشته باشد.
• مستقیم روی تراشه (Direct-to-Chip): صفحه‌ی سرد (Cold Plate) روی پردازنده و GPU نصب می‌شود و مایع از طریق منیفولد داخل رک به واحد توزیع مایع (CDU) می‌رود. بخشی از گرما هنوز با هوا خارج می‌شود.
• غوطه‌وری (Immersion): سرورها داخل مخزن سیال دی‌الکتریک قرار می‌گیرند. این روش رک 19 اینچ عمودی را با مخزن افقی جایگزین می‌کند.

کلاس‌های آب ASHRAE

ASHRAE در ویرایش پنجم راهنمای حرارتی، کلاس‌های آب تأسیسات را بر اساس سقف دمای آب ورودی نام‌گذاری کرده است: W17، W27، W32، W40، W45 و W+ (بالای 45 درجه). تجهیز سازگار با یک کلاس باید در تمام دماهای آن کلاس بدون کاهش کارایی کار کند. هرچه کلاس بالاتر باشد، امکان استفاده از برج خنک‌کن یا خنک‌کاری آزاد بیشتر می‌شود.

الزامات رک

• وزن: رک‌های مایع‌خنک بسیار سنگین‌تر از رک معمولی‌اند. مثلاً سازنده‌ی رک GB200 NVL72 توان 132 kW را برای یک رک 48U اعلام کرده است. ظرفیت بار رک و کف باید از سازنده‌ی همان سیستم گرفته شود.
• عمق و عرض: منیفولد، شیلنگ‌ها و PDUها فضای پشت رک را می‌گیرند؛ رک عمیق و عریض‌تر (مثل عرض 80) مدیریت لوله و کابل را ساده‌تر می‌کند.
• نشتی: سینی یا تشت نشتی، حسگر نشت و اتصالات سریع بدون چکه بخشی از طراحی هستند.

منابع

1. Upsite — ASHRAE Thermal Guidelines 5th ed., liquid cooling chapter (W17–W45, W+ classes)
2. ASHRAE TC 9.9 — Thermal Guidelines for Data Processing Environments, 5th ed. (reference card)
3. Supermicro — SRS-GB200-NVL72 rack-scale system (48U, 132 kW, liquid-cooled)
4. Open Compute Project — Open Rack (ORV3) specifications