Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 61
С кавитацией и ее последствиями решили не бороться?
Кавитация происходит при схлопывании пузырьков. А при кипении пузырьки только растут, улетают вверх (расширяясь) и там лопаются. Поясните, пожалуйста. Лучше со ссылками на исследования этой проблемы.
В ответ на видео про эту установку мне весь Facebbok запугали кавитацией. Почему? За мою 60+ летнюю жизнь у меня от кавитации ни одна кастрюля не пострадала.
Проблема пленочного кипения в такой системе есть. Это правда. И есть несколько путей, как с нею бороться. Проблема контроля (управления или статирования) давления в верхней части емкости тоже есть. И тоже ясно, как с ней работать. Но про эти проблемы не говорят, а масса постов о кавитации. Я в недоумении!
В ответ на видео про эту установку мне весь Facebbok запугали кавитацией. Почему? За мою 60+ летнюю жизнь у меня от кавитации ни одна кастрюля не пострадала.
Проблема пленочного кипения в такой системе есть. Это правда. И есть несколько путей, как с нею бороться. Проблема контроля (управления или статирования) давления в верхней части емкости тоже есть. И тоже ясно, как с ней работать. Но про эти проблемы не говорят, а масса постов о кавитации. Я в недоумении!
Я человек простой, высоких материй не изучал.
Только вот вижу и слышу, как закипает любимый чайник.
Пузырек формируется на точке кипения, отрывается, перемещается в зону с меньшей температурой и схлопывается. С характерным акустическим эффектом. В емкостях с гладкими стенками такой «пузырек» бывает весьма солидных размеров, и завершая свой жизненный путь, вполне может прихватить с собой в Вальгаллу пробирку или колбу. (Если незадачливый лаборант «кипелку» не кинул).
И кавитация будет продолжаться до полного прогрева среды до температуры кипения.
И вот уже потом (если школьная физичка нам не врала) начинается кипение.
Рассуждаю дальше.
Платы нынче многослойные, но как-то не задумывался над пористостью текстолита.
Если кто в курсе — просветите, впитывает ли он «сухую воду»
Далее. Имеем среду с источником/источниками кавитации (до полного закипания) и имеем ненулевую вероятность вскипания охлаждающей жидкости внутри платы (под горячими микросхемами).
Как это скажется на механической прочноститела, погруженного в воду?
А проблему избыточного давления в системе с нагреваемой жидкостью давно решили производители бойлеров и систем автономного отопления. Расширительный бачок или клапан.
Только вот вижу и слышу, как закипает любимый чайник.
Пузырек формируется на точке кипения, отрывается, перемещается в зону с меньшей температурой и схлопывается. С характерным акустическим эффектом. В емкостях с гладкими стенками такой «пузырек» бывает весьма солидных размеров, и завершая свой жизненный путь, вполне может прихватить с собой в Вальгаллу пробирку или колбу. (Если незадачливый лаборант «кипелку» не кинул).
И кавитация будет продолжаться до полного прогрева среды до температуры кипения.
И вот уже потом (если школьная физичка нам не врала) начинается кипение.
Рассуждаю дальше.
Платы нынче многослойные, но как-то не задумывался над пористостью текстолита.
Если кто в курсе — просветите, впитывает ли он «сухую воду»
Далее. Имеем среду с источником/источниками кавитации (до полного закипания) и имеем ненулевую вероятность вскипания охлаждающей жидкости внутри платы (под горячими микросхемами).
Как это скажется на механической прочности
А проблему избыточного давления в системе с нагреваемой жидкостью давно решили производители бойлеров и систем автономного отопления. Расширительный бачок или клапан.
Я еще проще. И всегда думал, что прогрев жидкости по всей толще начинается задолго до кипения за счет конвекции. И поэтому сверху слои горячее, чем внизу. Если незадачливый лаборант не направил пламя горелки на верх тонкой пробирки, конечно. И пузырьки пара (образующиеся в точке нагрева) перемещаются снизу вверх из менее нагретых слоев жидкости в более нагретые. Но и это не все. Мне казалось, что давление в верхних слоях жидкости меньше, чем в нижних (что-то помню из школы про ро-же-аш). И это тоже способствует не схлопыванию, а расширению.
Пузырьки не должны быть солидных размеров (профессор там говорит про пленочное кипение). И про это коллеги озабочены, конечно.
Да, печатные платы многослойные. Но, настоящая беда не в самой слоистости, а в «совместимости материалов» с жидкостью.
Платы, провода (их изоляция), сами элементы (не только чипы, но и рассыпуха) — каких материалов там только нет. И мы огребли много проблем, пока добились совместимости в предыдущей разработке: в 2010..2012 (когда делали НИОКР по иммерсионному охлаждению) именно на это ушло 1.5 года работы в тесном контакте с химиками (разработка своей жидкости).
А про кавитацию… не, как-то не озабочены. Поговорю с ребятами. Может что-то упускаем? Спасибо!
Пузырьки не должны быть солидных размеров (профессор там говорит про пленочное кипение). И про это коллеги озабочены, конечно.
Да, печатные платы многослойные. Но, настоящая беда не в самой слоистости, а в «совместимости материалов» с жидкостью.
Платы, провода (их изоляция), сами элементы (не только чипы, но и рассыпуха) — каких материалов там только нет. И мы огребли много проблем, пока добились совместимости в предыдущей разработке: в 2010..2012 (когда делали НИОКР по иммерсионному охлаждению) именно на это ушло 1.5 года работы в тесном контакте с химиками (разработка своей жидкости).
А про кавитацию… не, как-то не озабочены. Поговорю с ребятами. Может что-то упускаем? Спасибо!
Колбы взрываются от резкого вскипания перегретой жидкости, а не от кавитации. И кипелки призваны не допустить перегрева, на них запускается образование пузырьков.
А ещё: когда не очень термостойкое стекло, и слишком нагрето в сухом месте — лопается от слишком больших брызг.
А ещё: когда не очень термостойкое стекло, и слишком нагрето в сухом месте — лопается от слишком больших брызг.
При кипении пузырь пара образуется за счёт более высокого давления, чем окружающая вода. При уменьшении температуры внутри пузыря давление так же постепенно уменьшается. Процесс обмена энергией далеко не мгновенный, т.к. происходит со скоростью молекул пара/воды. А скорость схлопывания будет соответственно зависеть от этого обмена — упадёт температура, значит упадёт давление, и соответственно уменьшится пузырь. Это даже глазом видно — пузыри уменьшаются со скоростью порядка мм или см в сек.
При кавитации совсем другие энергии, где можно сравнить пузырь с вакуумом или областью сильно пониженного давления. Соответственно и движение жидкости при схлопывании будет стремиться к температурной скорости движения молекул(если не рассматривать различные подобные состояния кавитации). На сколько помню, ~650м/с для воды, но на деле выйдет несколько меньше, может на порядок.
При кавитации совсем другие энергии, где можно сравнить пузырь с вакуумом или областью сильно пониженного давления. Соответственно и движение жидкости при схлопывании будет стремиться к температурной скорости движения молекул(если не рассматривать различные подобные состояния кавитации). На сколько помню, ~650м/с для воды, но на деле выйдет несколько меньше, может на порядок.
Это все бюрократия, только сейчас выделили деньги на покупку 3M Novec 1230 (она, кстати говоря, реально дорогая)
upd. Соврал, сейчас для иммерсионного охлаждения более специализированные 3M Novec 7000/7100/7200 существуют.
upd. Соврал, сейчас для иммерсионного охлаждения более специализированные 3M Novec 7000/7100/7200 существуют.
Иммерсионное охлаждение в России разработано в 2010..2012 годах и поставляется в продуктовой версии. Более сотни поставок в России. Этот же Институт участвовал в разработке. А идея, IP и поставки — группа компаний Сторус, включая Immers www.immers.ru.
В наших иммерсионных системах жидкость собственная, никакой не 3M. К слову, 3M искала любви с нами, но оно нам не надо. Жидкость многокомпонентная, все компоненты производятся в России, а что и как смешать — коммерческая тайна ГК Сторус. Патенты и все сопутствующее. Среди неядовитых (безвредных) жидкостей для иммерсионного (погружного) охлаждения — у нашей лучшие физические параметры.
Только, вот какая фишка: иммерсионное охлаждение и охлаждение фазовым переходом — две большие разницы.
В наших иммерсионных системах жидкость собственная, никакой не 3M. К слову, 3M искала любви с нами, но оно нам не надо. Жидкость многокомпонентная, все компоненты производятся в России, а что и как смешать — коммерческая тайна ГК Сторус. Патенты и все сопутствующее. Среди неядовитых (безвредных) жидкостей для иммерсионного (погружного) охлаждения — у нашей лучшие физические параметры.
Только, вот какая фишка: иммерсионное охлаждение и охлаждение фазовым переходом — две большие разницы.
Ну, да. Я написал на текст Firz
сейчас для иммерсионного охлаждения более специализированные 3M Novec 7000/7100/7200 существуют
При [чистом] иммерсионном охлаждении электроника просто опускается в сосуд с диэлектрической жидкостью, которая не кипит. В сосуде есть две трубы: одна на выход нагретой жидкости (с верхнего слоя), вторая на вход остывшей жидкости (в нижнюю часть сосуда), далее [в самом простом случае] внешний контур в котором радиатор и управляемая помпа, которая обеспечивает циркуляцию. Обычное дело такое: остывшая жидкость около 55°C, нагретая жидкость около 65°C, электроника около 75°C. Если радиатор на улице, то [про достаточной площади радиоатора] нагретая жидкость остынет до 55°C, чтобы вернуться в сосуд. В этой системе есть такие физические процессы [все упрощенно]: передача тепла от электроники в жидкость (пропорционален Δt, определяется коэффициентом теплопередачи, который зависит и от жидкости, и много чего), конвекция (теплая жидкость всплывает, а там как раз труба на выход), унос нагретой жидкости на улицу (тут важен коэффициент теплоемкости), наконец передача тепла от жидкости радиатору (а там и в наружный воздух).
При этом, при [чистом] иммерсионном охлаждении жидкость не кипит.
При охлаждении кипением жидкость кипит на электронике. Пузырьки пара всплывают наверх. Лопаются. Сосуд надо запечатать герметично. Внизу жидкость — вверху пар (как скороварка). В слое пара расположен змеевик через который гоним холодную воду. На нем пар остывает, конденсируется и остывшая жидкость падает обратно в емкость дождем. А внешний контур делается не на этой волшебной (диэлектрик, не высокая температура кипения) и поэтому не копеечной жидкости, а на той самой воде в конденсаторе. Если на улице мороз, то воду в конденсаторе стоит заменить на недорогой антифриз, но в целом [в простейших случаях] все вот так.
Видно, что по реализации [чисто] иммерсионное охлаждение гораздо проще кипящего. При этом, оно достаточно эффективно (реальное среднегодовое PUE в Москве 103.7%). Но, для кипящего есть своя целевая ниша. Вот немного про это:
www.facebook.com/sergei.abramov.96/posts/10223837443860394
При этом, при [чистом] иммерсионном охлаждении жидкость не кипит.
При охлаждении кипением жидкость кипит на электронике. Пузырьки пара всплывают наверх. Лопаются. Сосуд надо запечатать герметично. Внизу жидкость — вверху пар (как скороварка). В слое пара расположен змеевик через который гоним холодную воду. На нем пар остывает, конденсируется и остывшая жидкость падает обратно в емкость дождем. А внешний контур делается не на этой волшебной (диэлектрик, не высокая температура кипения) и поэтому не копеечной жидкости, а на той самой воде в конденсаторе. Если на улице мороз, то воду в конденсаторе стоит заменить на недорогой антифриз, но в целом [в простейших случаях] все вот так.
Видно, что по реализации [чисто] иммерсионное охлаждение гораздо проще кипящего. При этом, оно достаточно эффективно (реальное среднегодовое PUE в Москве 103.7%). Но, для кипящего есть своя целевая ниша. Вот немного про это:
www.facebook.com/sergei.abramov.96/posts/10223837443860394
Патенты и все сопутствующее.
Так тайна или патенты?
В патенте же необходимо раскрывать всю информацию. Иначе кто угодно может «реверснуть» разработку и выдать за свою и доказать ничего не получится — в этом и суть патентов.
А если состав не раскрывается — как тогда можно убедиться в безопасности используемых компонентов? Верить бумажке, которую можно получить просто за деньги?
На различные конструкции (а там бывают вариации) оформлены патенты. А вот состав нашей жидкости — коммерческая тайна. Что здесь не так? — Виноват, не понял.
В любую нашу конструкцию можно залить как нашу, так и чужую жидкость (я знаю 4 аналога). Будет работать. Наша жидкость несколько лучше.
Сделать точно такую же конструкцию, как наша — будет нарушение прав.
В любую нашу конструкцию можно залить как нашу, так и чужую жидкость (я знаю 4 аналога). Будет работать. Наша жидкость несколько лучше.
Сделать точно такую же конструкцию, как наша — будет нарушение прав.
Ладно майнинговые фермы… Суперкомпьютер Cray II образца какого там года 1981? 1983-го? имел иммерсионное охлаждение
Да, Cray 2. Иммерсионное. Но не кипящее. С ядовитой жижей от 3М. Все верно.
www.facebook.com/sergei.abramov.96/posts/10223837443860394
www.facebook.com/sergei.abramov.96/posts/10223837443860394
«Коэффициент теплообмена теперь резко увеличился. За счёт этого процессор теперь охлаждается напрямую, без радиатора. Однако площадь самого процессора невелика, поэтому не удаётся снимать с него очень уж большую мощность. Есть мысль создать специальный радиатор, который будет контактировать с процессором в нескольких точках. Хотя площадь контакта у него будет маленькой, но ведь поверхность теплообмена будет значительно больше.»
Налицо противоречие — коэффициент теплообмена увеличился, но скорость отвода тепла упала, и перемещивание теплоносителя не поможет, он ведь предкритической температуры во всём объёме. Можно было бы снова поставить на процессор развесистый кулер на тепловых трубках, в них скорость теплопередачи максимальная. Его бы охлаждал бак с теплоносителем. Но может не хватить зазора температуры между допустимо горячим процессором, теплоносителем в ТТ и сухой водой.
Вообще кмк нужно искать способ поддержания градиента температуры в баке с теплоносителем.
Создатели системы охлаждения для суперпроцессора Cerebras, потребление которого составляет 15 кВт, пошли по пути прокачки хладагента через массивную медную систему охлаждения.
Налицо противоречие — коэффициент теплообмена увеличился, но скорость отвода тепла упала, и перемещивание теплоносителя не поможет, он ведь предкритической температуры во всём объёме. Можно было бы снова поставить на процессор развесистый кулер на тепловых трубках, в них скорость теплопередачи максимальная. Его бы охлаждал бак с теплоносителем. Но может не хватить зазора температуры между допустимо горячим процессором, теплоносителем в ТТ и сухой водой.
Вообще кмк нужно искать способ поддержания градиента температуры в баке с теплоносителем.
Создатели системы охлаждения для суперпроцессора Cerebras, потребление которого составляет 15 кВт, пошли по пути прокачки хладагента через массивную медную систему охлаждения.
Надо ещё робо-рыбок запустить в аквариум и будет лепота.
К сожалению, сейчас в России не строят коммерческих суперкомпьютеров, а недавно запущенный суперкомпьютер Сбербанка «Кристофари» был разработан и построен американской компанией Nvidia.
В самом начале видео, Максим Горшенин рассказывает про разработанный ИНЭУМ серверный модуль, с охлаждением горячей водой. Из них можно собирать суперкомпьютеры.
Истину пишете. Модули разрабатывают, суперкомпьютеры разрабатывают, интерконнект разрабатывают. А когда надо построить суперкомпьютер, государственный заказчик обращается к Nvidia.
Я не могу объяснить этого, просто удивляюсь.
Я не могу объяснить этого, просто удивляюсь.
Это тоже неправда, я участвовал в создании коммерческого суперкомпьютера. Вопрос в том, какие цели преследует коммерческий суперкомпьютер.
Пока этот модуль сделан с замкнутым водяным охлаждением. В России эта технология сделана в проекте СКИФ Аврора-ЮрГУ в 2009 году, там же была (нашими сотрудниками) основана компания РСК СКИф, ныне группа компаний РСК, она и сделал эти самые модули на Элсбрусе. Технология образца 11 летней давности.
На НСКФ три года подряд мы демонстрируем уже современное решение: Эльбрусы, но уже с нашим действительно иммерсионным (без кипения) охлаждением и с интерконнектом Ангара, с Альтами и с ТеСИСом (и чтобы считало что-то летящее).
Но, да, заказов на супера (в истинном смысле этого слова — Топ500) нет начиная с 2010 года.
Если хотите с птичьего полета понять, насколько мы рухнули в период 2010..2020 — youtu.be/Gso_V7sCUog — там оглавление.
Релевантно Вашей реплике:
33:31 Отечественные публичные суперкомпьютеры — всего только 14 отечественный систем за всю историю.
01:15:32 Состояние суперкомпьютерной отрасли в мире и в России. Как менялась (1994–2020) сумма производительности суперкомпьютеров (Rmax) по странам
01:17:52 Как менялось (2002–2020) отставание в годах России от других стран по суммарной производительности (Rmax)
01:20:50 Как менялось (2002–2020) отставание России (в годах) от уровней технологий классов Top1, Top5 и Top10
01:21:45 Как менялась (1999–2020) доля России в совокупной мировой вычислительной производительности суперкомпьютеров
На НСКФ три года подряд мы демонстрируем уже современное решение: Эльбрусы, но уже с нашим действительно иммерсионным (без кипения) охлаждением и с интерконнектом Ангара, с Альтами и с ТеСИСом (и чтобы считало что-то летящее).
Но, да, заказов на супера (в истинном смысле этого слова — Топ500) нет начиная с 2010 года.
Если хотите с птичьего полета понять, насколько мы рухнули в период 2010..2020 — youtu.be/Gso_V7sCUog — там оглавление.
Релевантно Вашей реплике:
33:31 Отечественные публичные суперкомпьютеры — всего только 14 отечественный систем за всю историю.
01:15:32 Состояние суперкомпьютерной отрасли в мире и в России. Как менялась (1994–2020) сумма производительности суперкомпьютеров (Rmax) по странам
01:17:52 Как менялось (2002–2020) отставание в годах России от других стран по суммарной производительности (Rmax)
01:20:50 Как менялось (2002–2020) отставание России (в годах) от уровней технологий классов Top1, Top5 и Top10
01:21:45 Как менялась (1999–2020) доля России в совокупной мировой вычислительной производительности суперкомпьютеров
Выше реплика про иммерсионное охлаждение (это 2010..2012 НИОКР, а потом продакшн, сотня поставок по России) и про его отличие от охлаждение кипением.
Помимо жидкостей и "железок" — матмодель разработана.
Новизна и изобретательский уровень зашкаливают. Компания 3M одобряет.
Интересно, что они покажут на следующих презентациях.
Колесо? Двигатель внутреннего сгорания? Лампу накаливания, или, может даже быть — светодиодную? Носки? Самовыдергивающе-самоукладывающаяся в грузовики морковь?
Претензий было бы меньше, если бы это называлось «Некоторые аспекты практического применения иммерсионных СО», и если бы этим не занималась целая академия, или были бы сделаны какие-то новые выводы, предложены ранее неопробованные решения с доказательством их превосходства над имеющимися.
А сейчас это больше похоже на творчество Проницательного и Питомника. «Бросим взгляд на экспериментальную установку. Вот аквариум...» Это в ЮТ, а не сюда. Да и туда уже поздно.
У вас ник не тот, "SruНаВенилятоp" будет лучше соответствовать ;)
Боже, представлен в РАН… Мы такими вещами занимались, делая фермы с иммерсионное охлаждением. И эти все исследования проводили группой энтузиастов в 2018 году.
Это активно используется и применяется в мире. Компания 3М даже делает такую жидкость, и жидкостей таких достаточно много.
Одна из основных проблем — это вода в нерастворённой форме в такой жидкости, которую надо удалять.
Вообще, тема достойная большой научной публикации.
Это активно используется и применяется в мире. Компания 3М даже делает такую жидкость, и жидкостей таких достаточно много.
Одна из основных проблем — это вода в нерастворённой форме в такой жидкости, которую надо удалять.
Вообще, тема достойная большой научной публикации.
А пар надо направить в турбину! Не для того, что бы энергию вернуть, а чтобы потом меньше тепла надо было в воздух рассеять.
Термосифон в действии. Процессор кипит красиво.
термосифон работает всегда только в одном направлении- против действия гравитации, у него для возвращения конденсированного теплоносителя в зону испарения гравитация используется. Развитие (!) термосифона- это тепловая трубка, у нее возврат жидкого теплоносителя осуществляется капиллярными силами в пористом внутреннем покрытии (а еще раньше вместо покрытия фитиль обычный использовать пытались). А здесь если и есть какая-то фишка, так это центнер фторкетона, который очень удачно кипит при порядка полста Цельсиев, и потому его можно использовать при нормальном давлении без особых извратов с жесткой герметизацией. Но на «изобретение века» никак не тянет.
технически да, «в двух»: одно положение в том смысле, что термосифон работает только если охладитель (или хотя бы его часть) выше испарителя. Пичем, чем большая часть охладителя выше испарителя- тем выше эффективность. А это не «два положения», это «много». технически можно сделать термосифон в форме полусферы, и заполнить его ровно чуть больше, чем на половину объема, а испаритель разместить по центру плоской части этой полусферы, и тогда он будет работать с почти одинаковой эффективностью в «трех» положениях :-).
Да там вроде бы объём 100-150 мл, уровень жидкости виден в окошко.
А видео нет? Очень хочется на «кипящий» процессор посмотреть.
Тот случай, когда стимпанк и оргстекло совместимы.
А теперь сделан следующий шаг — фазовый переход
Лет 15 назад уже точно на overclockers.ru были работающие проекты охлаждения фреоном, в т.ч. каскадные системы.
Вот, например.
Насколько токсичен теплоноситель и через какое время его надо менять?
А теперь сделан следующий шаг — фазовый переходэтот шаг тоже сделан давно — почитайте по тепловые трубки
Конечно я знаю тепловые трубки. Да, в них фазовые переходы (туда и обратно на разных концах) и капиллярность. Не совсем удобны для организации подсистемы охлаждения суперЭВМ (просто ищем их в Top500 и считаем пальцами). Но в небольших установках — используются. В том числе в проектах СКИФ и СКИФ-ГРИД (где наш Институт был головным от России).
Без малого самогонный аппарат из компьютера.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Компьютер с кипящим охлаждением представлен на семинаре в ИПС РАН