Reliability Considerations for Oil Immersion-Cooled Data Centers
Reliability Considerations for Oil Immersion-Cooled Data Centers
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油浸冷却数据中心的可靠性注意事项
DOI：
10.1115/1.4042979
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发表时间：
2019
影响因子：
1.6
通讯作者：
Mulay, Veerendra
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shah, Jimil M.;Eiland, Richard;Rajmane, Pavan;Siddarth, Ashwin;Agonafer, Dereje;Mulay, Veerendra
与传统的空气冷却相比，矿物油的效率提高可以简化设施设计，并提供节省成本的手段。尽管矿物油浸入式冷却技术提高了冷却效率并节省了成本，但它仍然没有得到广泛实施，原始设备制造商不愿意危及现有基于空气的冷却系统设备的销售。对于数据中心运营商来说，仅仅有关于直接浸入式冷却的热性能的令人信服的物理学是不够的。关于矿物油浸没冷却对信息技术（IT）设备在组件和机箱级别的可靠性的影响，仍然存在许多不确定性和担忧。本文是第一次尝试在应对这一挑战，通过审查的物理和化学性质的变化，IT设备材料，如聚氯乙烯（PVC），印刷电路板（PCB），电容器和表征材料的互连可靠性。矿物油的性质的变化，如运动粘度和介电强度也被列为重要因素，并简要讨论。热塑性材料的力学性能如弹性、硬度、膨胀和蠕变的变化在本文中显示。材料和矿物油之间的化学反应作为时间和温度的函数也赋予。作者收集的关于该主题的文献和可量化的数据为本研究文件提供了主要依据。
The improved efficiency of mineral oil may offer simplicity in facility design compared to traditional air cooling and provide a means for cost savings. Despite its improved cooling efficiency and cost savings, a mineral oil immersion cooling technique is still not widely implemented and original equipment manufacturers are reluctant to jeopardize sales of existing air-based cooling system equipment. Only compelling physics regarding thermal performance of direct immersion cooling is not enough for data center operators. Many uncertainties and concerns persist regarding the effects of mineral oil immersion cooling on the reliability of information technology (IT) equipment both at the component and chassis level. This paper is a first attempt at addressing this challenge by reviewing the changes in physical and chemical properties of IT equipment materials like polyvinyl chloride (PVC), printed circuit board (PCB), and capacitors and characterizes the interconnect reliability of materials. The changes in properties of a mineral oil like kinematic viscosity and dielectric strength are also cited as important factors and discussed briefly. The changes in mechanical properties like elasticity, hardness, swelling, and creep are being shown in the paper for thermoplastic materials. The chemical reaction between material and mineral oil as a function of time and temperature is also conferred. The literature gathered on the subject and quantifiable data gathered by the authors provide the primary basis for this research document.
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