مائع کولنگ ٹیکنالوجی - توانائی کو بچانے اور ڈیٹا سینٹرز کے لیے استعمال کو کم کرنے کا ایک نیا طریقہ
ڈیجیٹل اکانومی اور انٹرنیٹ آف تھنگز کے دور میں، بڑے پیمانے پر ڈیٹا کے حساب اور پروسیسنگ کے لیے ڈیٹا سینٹرز کے بنیادی ڈھانچے کے پیمانے کی مسلسل توسیع کی ضرورت ہوتی ہے، جو توانائی کی کھپت میں تیزی سے اضافے کا مسئلہ بھی لاتا ہے۔ چین کے "نئے انفراسٹرکچر" کی ترقی پر تحقیقی رپورٹ کے مطابق، 2025 تک، عالمی ڈیٹا سینٹرز عالمی توانائی کی کھپت میں سب سے زیادہ حصہ 33 فیصد تک پہنچائیں گے۔ مسلسل آٹھ سالوں سے 12 فیصد سے زیادہ کی شرح سے بڑھ رہا ہے، اور معاشرے میں بجلی کی کھپت کا تناسب مستقبل میں بھی بڑھتا رہے گا۔
ڈیٹا سینٹرز کی توانائی کی کھپت بنیادی طور پر دو پہلوؤں سے آتی ہے: خود سرورز کی بجلی کی کھپت، اور سرور کولنگ کے لیے درکار کولنگ پاور۔ ڈیٹا سینٹرز میں کمپیوٹنگ پاور کی بہتری کے ساتھ، نئے بنائے گئے ڈیٹا سینٹرز کے لیے سب سے بڑی سرمایہ کاری خود عمارت نہیں، بلکہ بجلی کی فراہمی کو یقینی بنانے کے لیے آلات کی لاگت اور ڈیٹا سینٹر کو ٹھنڈا کرنے کی لاگت ہے۔ اعداد و شمار کے مطابق، ڈیٹا سینٹرز میں ریفریجریشن سسٹم پورے ڈیٹا سینٹر کی توانائی کی کھپت کا تقریباً 40 فیصد ہے۔
مائع کولنگ ٹکنالوجی سے مراد مائع کو حرارت کی منتقلی کے ذریعہ کے طور پر استعمال کرنا ہے تاکہ حرارتی اجزاء کے لئے حرارت کا تبادلہ کیا جاسکے اور حرارت کو دور کیا جاسکے ، بجائے اس کے کہ بالواسطہ طور پر ہوا کے ذریعے ٹھنڈا ہو جیسے ہوا کی ٹھنڈک۔ مائع میں بہتر تھرمل چالکتا اثر ہوتا ہے، ہوا سے 25 گنا، اور تیز اور بہتر درجہ حرارت کی منتقلی کا اثر ہوتا ہے۔ دریں اثنا، مائعات کی بڑی مخصوص حرارت کی گنجائش کی وجہ سے، بڑی مقدار میں حرارت جذب کرنے کے بعد ان کا درجہ حرارت نمایاں طور پر تبدیل نہیں ہوتا، اس طرح CPU درجہ حرارت مستحکم ہوتا ہے۔ مائع کولنگ ٹیکنالوجی کو تین اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: سپرے کی قسم، وسرجن کی قسم، اور کولڈ پلیٹ کی قسم۔
سپرے قسم مائع کولنگ:
چیسس کے اوپری حصے پر مائع اور کھلے سوراخوں کو ذخیرہ کریں، جس سے کولنٹ کو حرارتی عنصر پر اس کی پوزیشن اور حرارت پیدا کرنے کے سائز کے مطابق اسپرے کرنے کی اجازت ملتی ہے، جس سے سامان کو ٹھنڈا کرنے کا مقصد حاصل ہوتا ہے۔ اسپرے شدہ مائع ٹھنڈے آلے کے ساتھ براہ راست رابطے میں آتا ہے، جس کے نتیجے میں کولنگ کی اعلی کارکردگی ہوتی ہے۔ تاہم، چھڑکنے کے عمل کے دوران، اعلی درجہ حرارت والی اشیاء کا سامنا کرتے وقت مائع بہتے اور بخارات کا تجربہ کرے گا۔ دھند کی بوندیں اور گیسیں چیسس کے سوراخوں کے خلا کے ساتھ چیسس کے باہر خارج ہوں گی، جس سے کمپیوٹر روم کے ماحول کی صفائی میں کمی واقع ہو گی یا دیگر آلات متاثر ہوں گے۔
وسرجن قسم مائع کولنگ:
الیکٹرانک اجزاء براہ راست ڈائی الیکٹرک مائع میں ڈوب جاتے ہیں، جسے ایک مہر بند لیکن آسانی سے قابل رسائی کنٹینر میں رکھا جاتا ہے، اور حرارت الیکٹرانک اجزاء سے مائع میں منتقل ہوتی ہے۔ عام طور پر، ایک گردش کرنے والے پمپ کا استعمال گرم الیکٹرانک فلورائیڈ محلول کو ہیٹ ایکسچینجر میں بہانے کے لیے کیا جاتا ہے، جہاں یہ ٹھنڈا ہو کر کنٹینر میں واپس گردش کرتا ہے۔ وسرجن کی قسم کو دو اقسام میں تقسیم کیا جاسکتا ہے: سنگل فیز اور ٹو فیز۔ سنگل فیز وسرجن مائع کولنگ میں، الیکٹرانک فلورین مائع مائع حالت میں رہتا ہے۔ دو فیز وسرجن مائع کولنگ میں، الیکٹرانک فلورینیشن مائع کے ابلتے اور گاڑھنے کا عمل مائع کی حرارت کی منتقلی کی کارکردگی کو تیزی سے بہتر بناتا ہے۔
کولڈ پلیٹ مائع کولنگ:
حرارت کی کھپت کے لیے الیکٹرانک اجزاء میں جمع کولڈ پلیٹ کے ذریعے پمپ کے ذریعے مائع میڈیم کو گردش کر کے چپ کو براہ راست ٹھنڈا کرنا۔ مائع الیکٹرانک آلات کے ساتھ براہ راست رابطے میں نہیں آتے ہیں۔ اگرچہ نان ڈائی الیکٹرک مائعات (جیسے واٹر/ایتھیلین گلائکول) عام طور پر ڈائریکٹ چپ کولنگ کے لیے استعمال ہوتے ہیں، ڈائی الیکٹرک الیکٹرانک فلورینٹنگ مائعات کو ڈائریکٹ چپ ایپلی کیشنز، رساو سے متعلق خطرات کو کم کرنے اور ہارڈ ویئر/آئی ٹی آلات کی بھروسے کو بہتر بنانے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ سنگل فیز اور ٹو فیز ٹیکنالوجیز کو ڈائریکٹ چپ کولنگ حاصل کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
فی الحال، کچھ ملکی اور غیر ملکی ڈیٹا سینٹرز میں مائع کولنگ ٹیکنالوجی کا اطلاق اور توثیق کی گئی ہے۔ مثال کے طور پر:
علی بابا کلاؤڈ: 2018 میں، علی بابا کلاؤڈ نے عمیق مائع کولنگ ٹیکنالوجی پر مبنی دنیا کا پہلا سپر کمپیوٹنگ کلسٹر لانچ کیا - X-Dragon Super Computing Cluster۔ یہ کلسٹر دو فیز ڈوبنے والے مائع کولنگ سلوشن کو اپناتا ہے، سرورز کو فلورائیڈ محلول میں مکمل طور پر ڈبوتا ہے اور فلورائیڈ محلول کو ابالنے اور گاڑھا کرنے کے ذریعے موثر گرمی کی کھپت حاصل کرتا ہے۔ علی بابا کلاؤڈ کے مطابق، یہ کلسٹر سرور کی بجلی کی کھپت کو 50٪ تک کم کر سکتا ہے، کولنگ کی کارکردگی کو 80٪ تک بہتر بنا سکتا ہے، اور ڈیٹا سینٹر کی جگہ اور دیکھ بھال کے اخراجات کو بچا سکتا ہے۔
Tencent Cloud نے 2019 میں Guizhou میں سپرے مائع کولنگ ٹیکنالوجی، Guiyang T3 ڈیٹا سینٹر پر مبنی دنیا کا پہلا ڈیٹا سینٹر بنایا۔ ڈیٹا سینٹر ایک اسپرے مائع کولنگ اسکیم کو اپناتا ہے، جو سرور کے اوپر ایک ایٹمائزڈ شکل میں فلورائڈ کے محلول کو اسپرے کرتا ہے اور گرمی کی کھپت کو حاصل کرتا ہے۔ فلورائڈ محلول اور ہوا کے درمیان گرمی کے تبادلے کے ذریعے۔ Tencent Cloud کے مطابق، ڈیٹا سینٹر PUE کو 1.2 سے کم کر سکتا ہے، کمپیوٹر روم کی 30% جگہ بچا سکتا ہے، اور سرور کی کارکردگی اور قابل اعتماد کو بہتر بنا سکتا ہے۔
مائیکروسافٹ نے 2020 میں اسکاٹ لینڈ میں سمندر کے نیچے ڈوب جانے والی مائع کولنگ ٹیکنالوجی پر مبنی ڈیٹا سینٹر پروجیکٹ ناٹک کو ڈبو دیا۔ ڈیٹا سینٹر نے ایک سنگل فیز وسرجن مائع کولنگ اسکیم کو اپنایا، سرور کو مکمل طور پر نائٹروجن سے بھرے پریشر والے برتن میں ڈبو دیا اور سمندری پانی کا استعمال کیا۔ گرمی کی کھپت. مائیکروسافٹ کے مطابق، ڈیٹا سینٹر خود کفیل توانائی کی سپلائی حاصل کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے اور اس کی بھروسے اور تحفظ زیادہ ہے۔
ڈیٹا سینٹر پیمانے کی مسلسل توسیع، کمپیوٹنگ کثافت میں اضافہ، توانائی کی لاگت میں اضافہ، اور ماحولیاتی ضروریات میں اضافہ کے ساتھ، روایتی ایئر کولنگ ٹیکنالوجی ڈیٹا سینٹرز کی ترقی کی ضروریات کو پورا کرنے کے قابل نہیں رہی۔ دوسری طرف مائع کولنگ ٹیکنالوجی کے واضح فوائد ہیں جیسے توانائی کی بچت اور کھپت میں کمی، ماحولیاتی موافقت، لچکدار ڈیزائن، فضلہ حرارت کا استعمال، اور ماحولیاتی دوستی، جو اسے ڈیٹا سینٹر کولنگ ٹیکنالوجی کی مستقبل کی ترقی کی سمت بناتی ہے۔
