يؤدي النمو الهائل لمراكز البيانات، المدعوم بالسحابة والذكاء الاصطناعي (AI) والبيانات الضخمة، إلى زيادة مستمرة في كثافة الطاقة واحتياجات التبريد. في هذا السياق، يصبح التحكم في تدفق سوائل نقل الحرارة أمراً استراتيجياً. خاصة وأن أنظمة التبريد السائل تستخدم بشكل متزايد في معظم مراكز البيانات حول العالم.
تعتبر أجهزة قياس التدفق بالموجات فوق الصوتية اليوم حلاً موثوقاً وغير تدخلياً لتحسين أنظمة التبريد في مراكز البيانات، سواء كانت تعمل بالماء المثلج أو التبريد المباشر بالسائل (DLC).
لخص هذه المقالة بـ :
تتمثل المهمة الرئيسية لنظام تبريد مركز البيانات في استخراج الحرارة الناتجة عن المعدات الحاسوبية (الخوادم، وحدة التخزين الشبكية، وحدة التخزين) من أجل الحفاظ على ظروف تشغيل آمنة ومستقرة. المبدأ بسيط: كل كيلوواط يستهلكه قسم تكنولوجيا المعلومات يتم تحويله بالكامل تقريبًا إلى حرارة، والتي يجب التخلص منها باستمرار.
لتحسين الأداء، تستخدم العديد من مراكز البيانات أنظمة هيدروليكية تعمل بالماء المثلج. يتم نقل الحرارة من الهواء إلى الماء عبر مبادلات حرارية، ثم يتم التخلص منها بواسطة:
تتيح هذه الهياكل الهيدروليكية تحكماً أفضل في درجة الحرارة وكفاءة أكبر في استهلاك الطاقة وتوزيعاً محسّناً للبرودة على نطاق واسع.
مع ازدهار الذكاء الاصطناعي والحوسبة عالية الأداء (HPC) والرفوف عالية الكثافة، أصبح التبريد السائل أمراً لا مفر منه. هناك نهجان رئيسيان متعايشان:
في هذه الهياكل، يعد التحكم في تدفق السوائل أمرًا ضروريًا لضمان أداء حراري ثابت وتأمين المعدات.
توضح الأرقام مدى أهمية التبريد كقضية طاقية واقتصادية وبيئية بالنسبة لمراكز البيانات الحديثة.
توضح هذه الأرقام بوضوح أن أداء مركز البيانات لم يعد يعتمد فقط على الخوادم، بل أيضًا على دقة القياس والتحكم في معدلات النقل وتحسين أنظمة التبريد.
يحول مركز البيانات الحديث معظم الطاقة الكهربائية المستهلكة إلى حرارة مهدرة. ومع ذلك، يتعين على مراكز البيانات أن توازن بين أحمال العمل الكثيفة للغاية وطموحات التنمية المستدامة.
لذلك يجب أن تكون أنظمة التبريد:
في هذا السياق، من الضروري إجراء قياس دقيق ومستمر للإنتاجية من أجل إدارة المنشآت بكفاءة.
تستخدم مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية في العديد من التطبيقات في مراكز البيانات، في كل مكان يكون فيه التحكم في التدفقات الهيدروليكية ضروريًا لأداء المنشآت وأمنها وكفاءتها في استخدام الطاقة.
في أنظمة التبريد بالماء المثلج، تُستخدم مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية من أجل:
وهي تضمن توزيعًا متجانسًا للبرودة وتجنب الهدر في الطاقة الناتج عن التدفقات المفرطة.
تحقق
مراقبة
تحقق
مع تطور دائرة التبريد السائل، أصبحت دقة القياس أمراً أساسياً. تُستخدم مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية في:
تقوم وحدات التبريد بربط حلقات التبريد IT بالدوائر الهيدروليكية للمبنى. وتلعب مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية دوراً أساسياً في:
من خلال توفير بيانات موثوقة ومستمرة، تساهم مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية بشكل مباشر في:
تتيح أجهزة قياس التدفق بالموجات فوق الصوتية، المدمجة في أنظمة إدارة الطاقة، ما يلي:
بفضل تعدد استخداماتها، أصبحت أجهزة قياس التدفق بالموجات فوق الصوتية أدوات أساسية لمواكبة تطور مراكز البيانات نحو بنى تحتية أكثر كفاءة وأقل استهلاكًا للطاقة وأكثر مرونة.
تتميز مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية بخصائص مناسبة بشكل خاص لمتطلبات أنظمة التبريد في مراكز البيانات، حيث تعد الموثوقية والدقة واستمرارية الخدمة من المتطلبات الأساسية.
المزايا الرئيسية لتبريد مراكز البيانات هي كما يلي:
بفضل هذه المزايا، تشكل أجهزة قياس التدفق بالموجات فوق الصوتية أداة أساسية لتأمين أنظمة التبريد وتحسين الأداء الطاقي لمراكز البيانات على المدى الطويل.
قياس غير تدخلي
تقليل الصيانة
دقة القياس
التوافق
موثوقية عالية
يضمن قياس التدفق أن كمية سائل التبريد المتدفق في الدوائر الهيدروليكية مناسبة للحمل الحقيقي لتكنولوجيا المعلومات. ويؤدي القياس الدقيق إلى تجنب مخاطر السخونة الزائدة، والحد من التبريد الزائد، والمساهمة بشكل مباشر في تحسين كفاءة الطاقة وتقليل معدل كفاءة الطاقة (PUE).
مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية غير تدخلية، ولا تحتوي على أجزاء متحركة ولا تتسبب في فقدان الحمل. وهي تتميز بموثوقية عالية، ولا تتطلب سوى القليل من الصيانة، وتعد مناسبة بشكل خاص للبنى التحتية لمراكز البيانات، حيث استمرارية الخدمة أمر ضروري.
نعم. تعتبر أجهزة قياس التدفق بالموجات فوق الصوتية مناسبة تمامًا لدوائر التبريد السائل المباشر (DLC)، لا سيما للتحكم في التدفقات التي تغذي اللوحات الباردة للمعالجات CPU و GPU، وكذلك للتحكم في CDU.
نعم. بفضل تقنيتها غير التدخلية، يمكن تركيب مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية على الشبكات القائمة، بما في ذلك الأنابيب ذات القطر الكبير، دون انقطاع كبير في الخدمة أو تعديل كبير في المنشآت.
من خلال توفير بيانات موثوقة عن التدفق في الوقت الفعلي، تسمح أجهزة قياس التدفق بالموجات فوق الصوتية بتحسين أداء المضخات، وتحقيق التوازن في الدوائر الهيدروليكية، وتقليل استهلاك الطاقة المرتبط بالتبريد.
تلعب أنظمة التبريد دوراً حاسماً في التأثير البيئي لمراكز البيانات. ترتبط نسبة كبيرة من الطاقة المستهلكة بإنتاج البرد وإدارة الحرارة في المنشآت. تسمح حلول التبريد السائل والتبريد الحر، عندما يتم تصميمها وتنفيذها بشكل صحيح، بتخفيض استهلاك الطاقة الإجمالي بشكل كبير.
عادةً ما يتم تقييم كفاءة الطاقة في مركز البيانات باستخدام مؤشر PUE (كفاءة استخدام الطاقة)، الذي يقيس النسبة بين إجمالي الطاقة المستهلكة والطاقة المخصصة لمعدات تكنولوجيا المعلومات والتبريد. يمكن أن تؤدي الإدارة الحرارية غير الملائمة إلى تدهور هذه النسبة بشكل كبير، مما يؤدي إلى استهلاك مفرط للطاقة، وزيادة الطلب على المياه، ويكون لها آثار كبيرة على موثوقية المعدات والبنية التحتية.
تتطلب تحسين الأداء البيئي حلول تبريد أكثر كفاءة، وتحكماً أفضل في درجات الحرارة ومعدلات التدفق والموارد، فضلاً عن اعتماد أساليب وأدوات وابتكارات تتناسب مع متطلبات مراكز البيانات. هذه العناصر أساسية لدعم عملية اتخاذ القرار في الشركات وتصميم بنى تحتية أكثر استدامة، مع مؤشرات أفضل مثل PUE و CUE.
أوريليان بارا
المدير الفني - أنظمة قياس التدفق وقياس التدفق - المدير الفني - أنظمة قياس التدفق وقياس التدفق
