蒸發冷卻技術成功應用于超級計算機

　　日前，中科院電工所研制的低溫強迫循環蒸發冷卻系統在中科院過程工程研究所GHPC1000超級計算機系統上成功進行了負荷試驗。試驗結果顯示，機柜內計算節點滿負荷工作狀態下，完全滿足冷風溫度為18～22攝氏度的設計要求。

　　這一創新性成果表明，蒸發冷卻技術可廣泛應用于超級計算機和大型服務器的冷卻，為大規模計算中心和數據信息服務中心的冷卻問題提供了一個優異的解決方案。

　　GHPC1000超級計算機系統是在國家重大科研裝備研制項目“高效能低成本多尺度離散模擬超級計算應用系統”的支持下，由曙光信息產業有限公司和中科院過程工程研究所共同研制的，其冷卻系統原來采用風冷和水冷結合的方式。

　　針對該冷卻系統結構復雜、外圍水處理裝置體積龐大以及冷卻水引入機房存在安全隱患等問題，在中國科學院的支持下，由中科院電工所牽頭負責，曙光公司和過程所參與，對其冷卻系統進行改造，將低溫強迫循環蒸發冷卻技術應用于超級計算機，提供二次冷卻系統解決方案。相比原方案，二次冷卻系統解決方案的管路系統較為簡單，外圍設備體積大為減小（至少50%），機房內取消了二次冷卻水，徹底避免了冷卻水進入機房，大大提高了超級計算機系統的安全性和可靠性。

　　針對超級計算機負荷區間大的特點，電工所的研究設計人員很好地實現了冷卻系統根據超級計算機負荷狀態的伺服運行。同時，低溫強迫循環蒸發冷卻系統配置了濕度控制模塊，較好地實現了對超級計算機內部濕度的控制，避免了因冷卻系統結露損傷超級計算機電子單元的隱患。

　　據介紹，電子產品運行溫度每升高2攝氏度，其可靠性將降低一成。因此，實現超級計算機和大型服務器的高效冷卻是計算中心和數據中心可靠運行的基礎。

　　隨著超級計算機的發展，芯片的集成度和計算速度不斷提高，能耗也不斷增加，冷卻問題日顯突出，芯片的冷卻已成為限制其發展的瓶頸之一。對于下一代超級計算機，空冷技術難以實現對系統的高效冷卻，而水冷技術的發展又受到冷卻系統的安全性、維護復雜性等因素限制。蒸發冷卻技術則是利用冷卻介質的相變過程實現熱量的傳遞，其冷卻能力遠遠大于常規比熱換熱方式，是一項具有我國自主知識產權的創新技術，特別適合于解決發熱嚴重、對冷卻系統要求較高的電氣設備的冷卻問題。

　　中科院電工所這一技術此前已成功應用于工業運行的10MW、50MW和400MW的水輪發電機。近年來，蒸發冷卻技術已逐步拓展應用到風力發電機、電力電子器件、變頻裝置、變壓器、磁過濾裝置等低壓電氣設備中，顯現了其獨有的冷卻效果好、溫度分布均勻、可靠性高的優勢。