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冷却液分配单元 (CDU)| 面向人工智能和企业数据中心的 CDU 液体冷却

伊顿的冷却液分配单元 (CDU) 有助于降低数据中心的总体拥有成本和能耗需求。针对特定应用场景量身定制、配置合理的冷却液分配单元 (CDU),能够确保超大规模计算系统在更环保的数据中心中,在需要时获得系统所必需的精准、最佳冷却性能。

什么是冷却液分配单元 (CDU)?

冷却液分配单元(也称为冷却分配单元)是一种液冷系统组件,它通过闭环循环冷却液,为高密度数据中心中的中央处理器 (CPU)、图形处理器 (GPU) 和人工智能加速器散热。在冷却系统中,冷却液分配单元 (CDU) 将冷却液(如水或其他流体)分配到机器或工艺中需要冷却的不同部位。它们通常应用于需要对多种不同组件进行温度调节的大型冷却系统。在现代数据中心环境中,当仅靠风冷已无法满足需求时,CDU 单元对于管理人工智能训练集群和高性能计算系统产生的极端热负载至关重要。

冷却液分配单元的作用是什么?

冷却液分配单元是确保液冷系统达到或超过预期使用寿命的关键组件。冷却液分配单元 (CDU) 可将二次回路的供水温度维持在设施露点以上,以防止冷板上发生冷凝。过滤(通常为 0.2–50 微米)可保持冷却液清洁,并保护冷板的完整性。自动泄漏检测和泵冗余设计可保障正常运行时间。集成于智能控制器中的运行逻辑,结合智能控制功能,共同管理服务器和数据中心冷却系统的性能。智能控制不仅能响应峰值需求,还能在非高峰运行期间保持经济高效,并能在问题发生前予以预防。配备 360 度旋转接头的盲插式快速断开接头,使数据中心冷却系统的维护更加快捷,从而最大限度地减少维护停机时间。

企业级冷却液分配单元

Eaton cooling distribution

ROL4000-48U65

受 Open Compute Project (OCP) Project Deschutes 第五代规范的启发,伊顿 ROL4000 单元将 3°C 温差条件下的 2 MW 制冷功率、无密封 N+1 泵以及 0.2 微米旁路过滤功能整合到一个采用行内配置的液-液冷却系统中。

Eaton rol byod

ROL2300-48U40

伊顿 ROL2300 大容量数据中心冷却系统采用行内配置,旨在利用设施用水来实现高效的热管理。ROL2300 单元的制冷功率最高可达 2.3 MW,支持多个服务器机架。

eaton-thermal-rol.jpg

ROL1100-48U32

伊顿 ROL1100 单元采用行内配置,旨在利用设施用水来实现有效的数据中心冷却能力。其制冷功率范围为 550 kW 至 1100 kW,具有典型的温差条件,支持多个服务器机架。

Eaton ral

RAL110-04U19

伊顿 4U 液-液冷却分配单元是一款尖端的冷却系统,可在给定体积内最大限度地提高冷却能力。4U CDU 单元的冷却能力最高可达 110 kW,具体取决于热负载和温差要求。

Eaton boyd

RAA32-10U2

伊顿的 10U 液-气冷却分配单元 (CDU) 是一款高效的系统,可在数据中心或无法使用设施供水的前沿服务器环境中,为高功率计算设备提供液冷解决方案。伊顿的 10U CDU 的冷却能力最高可达 32 kW,具体取决于热负载和温度要求。

Eaton boyd cooling

RAA22-10U19

伊顿 10U 液-气冷却分配单元 (CDU) 是一套先进的冷却系统,可在给定体积内最大限度地提供冷却能力。10U CDU 的冷却能力最高可达 22 kW,具体取决于热负载和温差要求。

CDU 全生命周期支持

了解有关伊顿 CDU 服务和保修选项的更多信息

Eaton boyd cdu

冷却液分配单元是如何工作的?

伊顿的冷却液分配单元 (CDU) 通过建立一个在 IT 设备与设施冷却供液系统之间运行的二级冷却回路(TCS 回路)来实现其功能。泵装置将冷却液(通常为去离子水或水-乙二醇混合液)循环输送至直接安装在 CPU 和 GPU 上的冷板。冷却液吸收的热量通过 CDU 内部的热交换器传递给设施供水系统。CDU 控制器持续监测温度、压力和流速,确保冷却液温度始终高于露点,从而避免 IT 设备表面产生冷凝水。

为什么要使用冷却液分配单元 (CDU)?

随着计算芯片性能的提升,液冷技术已成为取代传统风冷技术的必要冷却方案。伊顿的 冷却液分配单元 (CDU) 是一种先进的冷却系统,能在给定体积内实现更高的功率和计算密度,同时最大限度地提高冷却能力,并提升能源效率。伊顿的 CDU 液冷技术消除了数据中心冷却系统中笨重的散热器和噪音很大的风扇托盘,这些组件不仅会造成严重的环境噪音污染,还会消耗更多能源。因此,CDU 能够消除数据中心中的过多噪音和振动,从而提高数据完整性及数据中心工作场所的安全性,同时降低能耗。CDU 有助于提高 IT 设备在机架中的安全安装密度。

Eaton black In rack liquid to air coolant distribution
Eaton boyd rack cdu

冷却液分配单元 (CDU) 所面临的挑战

液体冷却技术能够提供响应迅速、散热能力强的冷却效果,但同时也带来了额外的设计和项目挑战。从防泄漏、额外的资本支出,到安装和培训成本,系统架构师必须在性能和可持续性优势与上述相较于风冷技术的项目要求之间权衡利弊。伊顿的冷却液分配单元 (CDU) 经过专门设计和制造,旨在降低潜在风险,从而充分发挥液体冷却技术的优势。

了解伊顿旗下 Boyd Thermal 如何应对一些主要的 CDU 挑战:

  • 泄漏风险:伊顿的冷却液分配单元 (CDU) 均经过 3 倍最大工作压力的测试,并配备自动泄漏检测和关断功能
  • 流体污染:0.2 微米的旁路过滤可保持冷却液回路的清洁
  • 维护停机时间:无密封 N+1 冗余泵可在不关闭系统的情况下进行维护  

全液冷系统:将 CDU 与其他散热技术集成

在服务器机架冷却系统中集成 CDU,采用定制设计的冷板,通过精密加工的定制几何结构和轮廓线,最大限度地优化与 CPU 和 GPU 的接触面积,从而实现向液冷系统的最大热量传递。利用高可靠性的歧管,将液体安全地输送到服务器机架的各个部位。

Eaton cdu front
Eaton cdu

借助伊顿可靠的 CDU,实现更高密度的处理或采用更小巧的设备

灵活性与节省空间的优势,可能使数据中心和服务器机架设计人员能够彻底重新思考占地面积配置方案,从而最大限度地提高功率密度。伊顿 CDU 的设计符合 IEC62368-1 标准,并经过测试,可承受 3 倍于最大工作压力的载荷。所有新型子组件设计均需经过严苛的极限压力破坏性测试,以确保数据和服务器冷却系统的可靠性。可靠性测试包括热循环测试、最低/最高存储温度测试以及包装测试。

伊顿冷却液分配单元 (CDU) 的灵活性和节省空间优势

在服务器冷却系统中,集成式 CDU 能够提升处理功率密度,这意味着每个数据中心机架中可以容纳更多的服务器。可将 CDU 直接集成到设施供水系统或设施级冷却系统中,以实现对机架服务器的直接冷却;也可设计独立式冷却方案,为液冷服务器提供更高层次的灵活性。利用 CDU 的制冷功率,对机架、机箱、刀片服务器,甚至处理器或芯片进行冷却。CDU 经过设计,可与现有数据中心或机箱配置及基础设施无缝集成。
Eaton rack emulator

在 IT 设备启动前,使用伊顿的机架模拟器来验证冷却液分配性能

使用机架模拟器来测试冷却液分配单元 (CDU) 的运行状况,以确保在启动过程中实现安全、高效的液体冷却运行,同时避免对昂贵的 IT 设备造成损坏。该模拟器可编程且灵活,能够模拟任何机架。将其连接至液体冷却系统,并输入热负载容量和压降协议后,机架模拟器便会像真实机架一样运行,模拟其工作特性。

企业级解决方案

通过我们的交互式 3D 工具,深入了解伊顿在数据中心、超大规模计算以及其他机架式解决方案领域的全面产品组合。

伊顿 CDU 可靠的现场运行表现

凭借数十年来可靠的现场运行表现,伊顿旗下 Boyd Thermal 得以对液冷服务器系统设计进行精细调整,确保其经过验证的热管理可靠性和零泄漏性能,从而实现数据中心的最佳冷却效果。冷却液分配单元 (CDU) 采用泵冗余设计、动态防冷凝控制、自动冷却液补充、用于备用运行的旁路回路以及自动泄漏检测功能。

Eaton liquid cooling
Eaton ocp inspired

ROL4000-48U65

伊顿 ROL4000-48U65 行内液-液冷却液分配单元 (CDU) 可为高密度数据中心环境中的新一代人工智能处理器提供冷却支持。该 CDU 可在 3°C 温差条件下提供 2 MW 的冷却能力,通过减少设施冷却需求来提升能效。ROL4000 单元在设计时充分考虑了新一代 TCS 回路的需求,可提供高达 80 PSI 的可用压力,以驱动流体通过高性能冷板回路、控制阀及其他组件。

ROL4000 单元采用无密封 N+1 泵、每个泵回路均配备完全冗余的电源供应,以及 0.2 微米的旁路过滤系统,具有低维护需求和更长的使用寿命等特点,可最大限度地延长您的整体正常运行时间。

ROL4000 单元的其他特性包括:

  • 配备 PG25 接口时,TCS 流量为 500 GPM (1890 LPM)
  • IEEE 519 ULHD 变频驱动器,确保电源质量稳定
  • 230 VAC 便捷接口,可连接加注小车,便于维护

ROL4000-48U65 单元的设计借鉴了 OCP 第五代 Project Deschutes CDU 规范,将性能、可靠性、使用寿命和可维护性融于一体。借助伊顿的简化设计以及拥有数十年直接接触芯片液冷系统调试经验的全球服务团队,您可以快速升级您的系统。

ROL4000-48U65 的设计借鉴了 OCP 第五代 Project Deschutes CDU 规范,将性能、可靠性、使用寿命和可维护性融于一体。

ROL4000 关键规格

液-液冷却分配单元 (L2L CDU)

利用设施用水实现高效冷却

液-液冷却分配单元 (CDU) 需要利用设施用水来带走机架和机列设备产生的热量,但其带来的诸多优势足以抵消系统复杂性增加带来的影响。全液冷数据中心通过利用液体在整个数据中心范围内更高的比热容,最大限度地提高能源效率。液-液 (L2L) 冷却分配单元支持每机架 50 kW 至 200+ kW 的机架密度,这正是 NVIDIA H100/H200 和 AMD MI300X GPU 集群所必需的。这些液冷系统可缩小占地面积并降低总体拥有成本,非常适合人工智能和高级分析、区块链和加密货币、大型机和游戏服务器以及超级计算机应用。

Eaton boyd server cooling

液-气冷却分配单元 (L2A CDU)

Eaton boyd coolant distribution

独立式液冷系统

许多设施在设计时并未考虑全系统液体冷却,因此液-气冷却分配单元既能提供液体冷却的优势,又无需全面铺设设施供水管网。液-气冷却分配单元 (L2A CDU) 利用数据中心空调系统将服务器机架或机列产生的热量散发出去,从而为高功耗 IT 设备提供局部液体冷却。液-气冷却分配单元 (CDU) 可在现有的风冷数据中心中实现最大化的冷却效果,最大限度地降低热管理设备和安装成本,并提供比单纯风冷更高的冷却能力。对于无法连接设施供水系统或连接成本过高的现有风冷数据中心、边缘计算站点以及主机托管环境而言,液-气冷却分配单元 (CDU) 是进行改造的理想选择。

机架内冷却液分配单元

经过优化,可高效、无缝地集成到高功率设备中

机架内冷却液分配单元 (CDU) 经过优化,可高效、无缝地集成到数据中心服务器机箱或医学成像设备等大型高功率设备中。机架内冷却液分配单元 (CDU) 采用标准 2U 和 4U 云数据中心服务器配置,或符合标准医疗及工业型号的通用尺寸规格。

专为实现最佳性能以及高效安装或维护而设计

服务器机架冷却系统操作简便,CDU 的安装步骤仅需完成液体回路连接、向液体储液罐注液并打开开关即可。这些系统提供了一种快速升级至液体冷却的解决方案,兼具成本效益和可靠性,既可作为完全独立的系统使用,也可集成到现有的设施冷却系统中。

Eaton cdu side
Eaton cdu

行内冷却,实现更高的功率和计算密度

行内 CDU 是全机架尺寸的冷却液分配单元,安装在服务器机架排旁,为数据中心提供高效冷却。行内 CDU 在闭环系统的二次侧(冷却侧)循环冷却液,并在一次侧(排热侧)利用设施供水。行内 CDU 的制冷功率在 600-800KW 之间,其散热能力足以冷却 5-6 个高功率服务器机架。

规格

企业级冷却液分配单元

配置 型号 制冷功率 @ ATD (A) 制冷功率 @ ATD (B) 流量 尺寸 (mm)

行内 - L2L

ROL4000-48U65

2000 kW @ 3°C

—

500 GPM (1890 LPM)

1651 x 1199 x 2364

行内 - L2L

ROL2300-48U40

1150 kW @ 4°C

2300 kW @ 8°C

400 GPM @ 55 psi

1016 x 1219 x 2134

行内 - L2L

ROL1100-48U32

1100 kW @ 8°C

550 kW @ 4°C

125 GPM @ 30 psi

800 x 1205 x 2147

机架内 - L2L

RAL110-04U19

110 kW @ 12°C

50 kW @ 6°C

24 GPM @ 10 psi

450 x 966 x 175

机架内 - L2A

RAA32-10U21

32 kW @ 24°C

16 kW @ 12°C

16 GPM @ 12 psi

538 x 982 x 440

机架内 - L2A

RAA22-10U19

22 kW @ 24°C

—

高达 50 LPM

445 x 850 x 443

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