Direct-to-chip liquid cooling

Idenya

Daripada meniup udara melewati heatsink, cold plate (pelat logam berongga) ditempelkan langsung pada CPU dan GPU. Cairan mengalir di dalamnya dan membawa panas pergi. Karena cairan jauh lebih mampu mengangkut panas daripada udara, cara ini sanggup menangani chip berdaya sangat tinggi.

Komponen

• Cold plate: pelat tembaga dengan saluran mikro, menempel pada chip.
• Selang dan quick disconnect: sambungan yang bisa dilepas tanpa menetes saat server ditarik.
• Manifold rack: pipa pembagi di belakang rack yang menyalurkan cairan ke tiap server.
• CDU (coolant distribution unit): berisi penukar panas, pompa, filter, dan kendali. CDU memisahkan cairan di sisi server dari air gedung.

Dua loop

• TCS (technology cooling system): loop tertutup antara CDU dan server. Cairannya dijaga sangat bersih, biasanya air murni dengan inhibitor korosi dan biosida, atau campuran propilen glikol (misalnya PG25).
• FWS (facility water system): air gedung yang mengambil panas dari CDU dan membuangnya lewat chiller, dry cooler, atau cooling tower.

Pemisahan ini penting: saluran mikro di cold plate mudah tersumbat, jadi kualitas cairan TCS harus dikendalikan ketat, terpisah dari air gedung yang lebih kotor.

Jenis CDU

• Liquid-to-liquid: memindahkan panas ke air fasilitas. Paling efisien, butuh pipa air ke ruang IT.
• Liquid-to-air: membuang panas ke udara ruangan lewat koil dan kipas. Berguna untuk memasang rack cair di ruangan yang belum punya pipa air, tetapi panasnya tetap harus ditangani pendingin ruangan.
• In-rack atau in-row: menurut ukuran dan letak.

Tidak semua panas tertangkap

Cold plate biasanya menangani komponen terpanas (CPU, GPU, kadang memori). Komponen lain seperti catu daya dan media penyimpanan masih didinginkan udara. Umumnya sekitar 70–80% panas masuk ke cairan, sisanya ke udara. Jadi ruangan tetap butuh pendinginan udara, hanya jauh lebih kecil. Sebagian desain menambah RDHx untuk menangkap sisanya.

Satu fase dan dua fase

• Satu fase: cairan tetap cair. Paling umum saat ini.
• Dua fase: cairan mendidih di cold plate dan mengembun kembali. Mampu menangani fluks panas lebih tinggi, tetapi sistemnya lebih rumit.

Suhu kerja yang hangat

Chip boleh bekerja pada suhu tinggi, sehingga cairan suplai bisa hangat, sering 30–45 °C. Air sehangat itu masih bisa didinginkan udara luar tanpa kompresor, bahkan di iklim panas. Hasilnya: energi pendinginan jauh lebih rendah.

Yang harus dijaga

• Kebocoran: deteksi bocor di tiap rack, baki tetes, dan katup isolasi.
• Kualitas cairan: uji berkala untuk pH, konduktivitas, kadar inhibitor, dan pertumbuhan mikroba. Perhatikan kecocokan bahan agar tidak terjadi korosi galvanik.
• Redundansi pompa dan CDU: bila aliran berhenti, chip kepanasan dalam hitungan detik. CDU biasanya N+1 dan pompanya didukung UPS.
• Titik embun: jaga suhu suplai di atas titik embun ruangan.
• Prosedur servis: teknisi IT kini bekerja dengan sambungan cairan; butuh pelatihan baru.