KR20210065967A - 액체 침잠 냉각 플랫폼 - Google Patents

Abstract

열을 생성하는 컴퓨터 구성 요소가 유전성 유체를 그 액체 상으로부터 증발되게 하는, 2-상 액체 침잠 냉각 시스템이 설명된다. 이어서, 유전성 증기는 액체 상으로 다시 응축되고, 컴퓨터 구성 요소를 냉각시키기 위해서 이용된다. 압력 제어 용기 및 압력 제어기를 이용하여, 개시된 시스템은 주변 압력 미만에서 동작될 수 있다. 시스템이 동작하는 압력을 제어하는 것에 의해서, 사용자는, 유전성 유체가 증발되는 온도에 영향을 미칠 수 있고, 그에 의해서 주어진 컴퓨터 구성 요소로부터 증가된 성능을 달성할 수 있다. 로봇 아암 및 슬롯-인 컴퓨팅 구성 요소의 이용으로, 자가-치유 컴퓨팅 시스템이 생성될 수 있다.

Description

액체 침잠 냉각 플랫폼

본 발명은 액체 침잠 냉각되는 컴퓨팅 시스템, 즉 압력 및/또는 증기 관리를 이용하는 액체 침잠 냉각되는 컴퓨팅 시스템에 관한 것이다.

통상적인 컴퓨팅 및/또는 서버 시스템은 여러 구성 요소를 냉각하기 위해서 공기를 이용한다. 통상적인 액체 또는 물 냉각형 컴퓨터는 컴퓨터 구성 요소로부터 열을 제거하기 위해서 유동 액체를 이용하나, 컴퓨터 구성 요소와 액체 자체 사이의 직접적인 접촉은 피한다. 전기 비-전도성 유체 및/또는 유전성 유체의 발전은, 구성 요소로부터 액체 내로 직접적으로 열을 제거하기 위해서 컴퓨터 구성 요소 및 다른 전자기기가 유전성 또는 전기 비-전도성 액체 내에 잠길 수 있게 하는 침잠 냉각의 이용을 가능하게 한다. 침잠 냉각은 컴퓨터 구성 요소를 냉각시키는데 필요한 총 에너지를 감소시키기 위해서 이용될 수 있고, 또한 적절한 냉각에 필요한 공간 및 장비의 양을 감소시킬 수 있다.

이하에서 설명되는 본 발명의 개시된 실시예에서, 액체 침잠 냉각을 이용하는 상당히 개선된 컴퓨터 시스템을 생성하기 위해서, 전력 관리 시스템뿐만 아니라 증기 및 압력 관리 시스템의 이용이, 개별적으로 또는 조합되어, 활용될 수 있다.

개시된 발명의 실시예는, 액체 침잠 냉각 컴퓨팅 시스템을 수용하기 위해서 이용될 수 있는 압력 제어 용기에 관한 것이다. 일부 실시예에서, 압력 제어 용기는 열 생성 컴퓨터 구성 요소를 실질적으로 침잠시키기 위한 충분한 양의 액체 유전성 유체를 수용하고, 또한 기체 유전성 유체를 포함하는 대기를 수용한다. 실시예는, 냉각을 위한 그리고 기체 유전성 유체를 액체 유전성 유체로 변환하기 위한 응축 시스템을 더 포함한다. 개시된 압력 관리 시스템은 개시된 실시예가 진공 하에서 동작될 수 있게 하고, 그에 의해서 유전성 유체가 증발되고 컴퓨팅 시스템이 동작하는 온도를 감소시킨다. 개시된 실시예는, 설명된 개선된 온도 관리 시스템으로 인해서, 컴퓨터 구성 요소의 밀도 및/또는 컴퓨팅 파워의 증가를 가능하게 한다.

도 1 및 도 2는 예시적인 실시예에 따른 압력 제어 용기의 개략도를 도시한다.
도 3은 압력 제어 용기(110)의 예시적인 실시예의 외측부를 도시한다.
도 4는 다수의 압력 제어 용기를 포함하는 상위 구조물의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 5는 중앙 전원에 연결된 다수의 압력 제어 용기를 보여주는 예시적인 데이터 센터 실시예를 도시한다.
도 6은 서로 직렬로 연결된 다수의 압력 제어 용기를 보여주는 예시적인 데이터 센터 실시예를 도시한다.
도 7a 내지 도 7d는 내측부 로봇 아암, 에어록, 및 외측부 로봇 아암을 갖는 냉각되는 컴퓨팅 시스템의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 8a 내지 도 8c는 랙 시스템의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 9a 내지 도 9g는 여러 구성 요소를 장착하기 위한 샤시의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 10a 내지 도 10f는 압력 제어 용기의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 11은 압력 제어 용기를 위한 예시적인 냉각 및 증기 관리 시스템을 도시한다.
도 12a 내지 도 12e는 용기의 다른 실시예를 도시한다.
도 13은 독립형 용기의 예를 도시한다.
도 14는 독립형 용기를 위한 외부 하우징의 예를 도시한다.
도 15a 내지 도 15d는 용기의 외부로 연장될 수 있는 플랫폼 상에 위치된 예시적인 매거진(magazine)을 도시한다.
도 16은 예시적인 실시예에 따른 증기 회수 시스템을 도시한다.
도 17은 랙 전력 분배 시스템의 예시적인 실시예를 도시한다.

이하의 설명에서, 본원에서 개시된 본 실시예의 완전한 이해를 제공하기 위해서, 특정 수량, 크기, 배열, 구성, 구성 요소 등과 같은 특정 상세 내용을 설명한다. 그러나, 그러한 구체적인 상세 내용이 없이도 본 개시 내용을 실시할 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 많은 경우에, 그러한 상세 내용이 본 개시 내용의 완전한 이해에 필요치 않고 관련 기술의 당업자의 기능에 포함되는 경우에, 그러한 고려 사항 및 기타에 관한 상세 내용이 생략될 수 있다.

이하의 일부 개시된 실시예의 장비, 구성 요소, 시스템, 및 하위시스템이 상표명과 관련하여 설명된다. 유사한 구성 요소들이 특정 상표명 하에서 개발 및/또는 판매되든지 간에 본 개시 내용이 많은 유사한 구성 요소로 실행될 수 있다는 것 그리고 특정 상표명의 구성 요소와 연관된 특징 및/또는 제한이 개시된 발명의 실시에 필수적이지 않다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.

유전성 유체

침잠 냉각의 일 양태는 열 전도성인, 그러나 전기적으로 실질적으로 비-전도성인 또는 실질적으로 유전성인 유체를 이용하는 것이다. 그러한 유체의 예는, Novec 7100을 포함하는,

에 의한 엔지니어링된 유체의

계열의 일부를 포함하나, 설명된 발명은 어떠한 특정 유전성 유체로도 제한되지 않는다. 일부 침잠 유체는 전형적으로, 냉각되는 컴퓨터 구성 요소를 동작시키고자 하는 온도에서 비등점을 갖는다. 개시된 시스템의 다른 양태뿐만 아니라 모든 컴퓨터 구성 요소는 바람직하게, 유전성 유체와 접촉될 때 압력 제어 용기 내에서 용해되지 않고 달리 파괴되지 않는 재료로 제조된다. 일부 실시예에서, 표준 대기압에서의 유전성 유체의 비등점은 약 100 ℃ 미만, 또는 약 80 ℃ 미만, 또는 약 60 ℃ 미만, 또는 약 50 ℃ 미만, 또는 그 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 표준 대기압에서의 유전성 유체의 비등점은 약 60 ℃ 초과, 또는 약 40 ℃ 초과, 또는 약 30 ℃ 초과, 또는 약 20 ℃ 초과일 수 있다. 침잠 냉각 유체의 특정 실시예는 일반적으로 낮은 증기압을 갖는다. 침잠 냉각 유체의 일부 실시예는 플루오로카본 및/또는 불소화 케톤이다. 유전성 유체의 특정 실시예는 (CF3)2CFCF2OCH3, C4F9OCH3, 또는 CF3CF2CF2CF2OCH3의, 또는 그와 유사한 화학식을 가질 수 있다. 특정 유전성 유체는 하이드로플루오로 에테르, 메톡시-노나플루로부탄을 포함한다.

침잠 냉각 유체의 다른 바람직한 특성은 저독성, 불연성, 및/또는 작은 표면 장력을 포함한다. 일부 실시예에서, 침잠 냉각 유체는, 액체 침잠 냉각을 위해서 이용되는 압력 및 온도에서, 컴퓨터 구성 요소 및/또는 컴퓨터 구성 요소와 연관된 연결부, 와이어, 케이블, 밀봉부 및/또는 접착제를 실질적으로 손상시키지 않는다. 일부 유전성 유체는 약 1.8 내지 약 8의 범위의 유전 상수 및 미터당 약 15 메가볼트(15 MV/m)의 유전 강도를 갖는다. 일부 실시예에서, 유전성 유체는 적어도 약 5 MV/m, 또는 적어도 약 8 MV/m, 또는 적어도 약 10 MV/m, 또는 적어도 약 12 MV/m의 유전 강도를 갖는다. 일부 실시예에서, 유전성 유체는 약 3 MV/m 이하, 또는, 약 5 MV/m 이하, 또는 약 8 MV/m 이하의 유전 강도를 갖는다. 개시된 실시예에서, 특정 적용예의 간격 및 조건에서 컴퓨터 구성 요소의 손상을 방지하기 위해서, 컴퓨터 구성 요소(170)와 접촉되는 임의의 액체는 충분히 큰 유전 강도를 갖는다.

일부 유전성 유체는 적어도 약 10 W/cm2, 또는 적어도 약 15 W/cm2, 또는 적어도 약 18 W/cm2, 또는 적어도 약 20 W/cm2의 임계 열 플럭스를 갖는다. 일부 유전성 유체는 약 15 W/cm2 이하, 또는 약 10 W/cm2 이하, 또는 약 8 W/cm2 이하, 또는 약 5 W/cm2 이하의 임계 열 플럭스를 갖는다.

도 1은 예시적인 실시예에 따른 냉각되는 컴퓨팅 시스템(110)의 개략도를 도시한다. 개시된 냉각되는 컴퓨팅 시스템(110)(또는, 모두가 상호 교환 가능하게 사용될 수 있는, 컴퓨팅 시스템, 시스템, 용기, 또는 압력 제어 용기)의 실시예는, 구성 요소를 유체의 배스(bath) 내로 침잠시키는 것에 의해서 컴퓨터 구성 요소(170)를 냉각시키기 위해서 액체 유전성 유체(140)를 이용할 수 있다. 전기가 구성 요소(170)를 통과함에 따라, 구성 요소(170)는 열을 생성한다. 구성 요소(170)가 가열됨에 따라, 구성 요소의 성능이 감소될 수 있거나 구성 요소가 실패점(point of failure)까지 손상될 수 있다. 여러 컴퓨팅 구성 요소를 안정적인 그리고 상대적으로 낮은 온도에서 유지하는 것이 유리하다. 일부 실시예에서, 컴퓨터 구성 요소(170)는 약 80 ℃ 미만, 또는 약 70 ℃ 미만, 또는 약 65 ℃ 미만, 또는 약 60 ℃ 미만, 또는 약 55 ℃ 미만에서 유지될 수 있다. 일부 실시예에서, 컴퓨터 구성 요소(170)는 약 60 ℃ 초과, 또는 약 50 ℃ 초과, 또는 약 40 ℃ 초과, 또는 약 35 ℃ 초과, 또는 약 30 ℃ 초과에서 유지될 수 있다. 컴퓨터 구성 요소(170)가 가열됨에 따라, 열이 구성 요소(170)를 둘러싸는 액체 유전성 유체(140)에 전달된다. 액체 유전성 유체가 그 비등점에 도달할 때, 이는 액체 상으로부터 기체 상으로 변환될 것이고, 액체 배스(142)의 외부로 상승한다. 유전성 유체의 배스(142) 내의 구성 요소(170)는 일반적으로, 이용되는 특정 유전성 유체(140)의 비등점 주위에서 유지될 수 있다.

액체 유전성 유체가, 주어진 적용예를 위해서 이용되는 압력에서, 증발점까지 가열되고 가스가 되기 시작할 때, 유전성 증기의 기포가 액체 배스(142)의 외부로 상승할 것이고 시스템(110)의 상단부까지 상승할 것이다. 이어서, 증기는 응축기(130)를 이용하여 응축점까지 냉각된다. 시스템(110)의 구성에 따라, 액체 상으로부터 증기 상으로의 그리고 반대로의 유전성 유체의 가열 및 냉각은 도 2에 도시된 바와 같은 대류(convection current)를 생성할 수 있다.

일부 실시예에서, 시스템이 동작될 때, 컴퓨터 구성 요소(170)는 액체 유전성 유체(140) 내에 완전히 잠길 것이다. 다시 말해서, 컴퓨터 구성 요소(170)의 상부 부분이 유전성 액체(140)의 레벨 아래에 위치된다. 컴퓨터 구성 요소로부터의 열이, 유전성 유체가 액체 상으로부터 기체 상으로 변화되게 함에 따라, 유전성 유체 증기의 작은 기포가 컴퓨터 구성 요소와 접촉되는 이해될 것이다. 그러한 구성 요소는 유전성 유체의 액체 상 내에 전체적으로 잠긴 것으로 여전히 고려될 것이다. 일부 실시예에서, 컴퓨터 구성 요소(170)가 유전성 유체(140)의 액체 상 내에 잠길 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 비제한적으로 마더보드, 칩, 서버, 카드, 블레이드, GPU 또는 CPU의 임의의 부분, 및/또는 임의의 주변 구성 요소를 포함하는 컴퓨터 구성 요소의 임의의 부분이 유전성 유체(140)의 액체 상과 직접 접촉되는 경우에, 컴퓨터 구성 요소는 잠긴 것으로 간주될 것이다. 특정 실시예에서, 컴퓨터 구성 요소(170)는 유전성 유체(140)의 액체 상 내에 적어도 부분적으로 잠길 수 있다. 컴퓨터 구성 요소(170)가 잠기지 않았으나, 유전성 증기에 의해서 충분히 냉각되는 경우에, 컴퓨터 구성 요소는 적어도 부분적으로 잠긴 것으로 간주될 것이다.

일부 기존 침잠 냉각 시스템에서, 유체가 지속적으로 비등되기 때문에, 유전성 유체는 반드시 유전성 유체의 배스에 지속적으로 첨가되어야 한다. 유전성 유체를 배스(142)에 첨가하지 못하는 것은, 구성 요소가 기체 대기에 노출되고 적절히 냉각되지 못할 때까지, 배스(142) 내의 유전성 유체의 레벨이 낮아지는 것을 초래할 수 있다. 이는, 구성 요소(170)의 성능 감소 또는 그 손상을 초래할 수 있다.

일부 실시예에서, 액체 상태에서의 유전성 유체와 관련된 유체 관리 시스템으로 설명될 수 있는 다수의 동작 모드가 있을 수 있다. 이러한 모드는 (1) 유전성 유체가 저장 시스템으로부터 용기 내로 전달되게 하는 프로세스인, 초기 충진; (2) 첨가 유체가 용기에 첨가될 수 있게 하는 또는 과다 유체가 용기로부터 제거될 수 있게 하는 프로세스인, 연속 레벨링; (3) 유체가 용기로부터 배출될 수 있게 하고 저장 시스템 내로 배치될 수 있게 하는 프로세스인, 비우기(Unfilling); 및 (4) 임의의 미립자의 제거를 보장하기 위해서 유체가 필터링 시스템을 통해서 연속적으로 순환되게 하는 프로세스인, 동작 필터링을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 처음 3개의 액체 관리 목표 즉, 초기 충진, 연속적 레벨링 및 비우기가 파이핑, 펌프 및 밸브의 동일한 전체 세트를 통해서 달성될 수 있다. 액체 냉각제를 저장하기 위한 전용 탱크가, 새로운 유체 그리고 증기 관리 프로세스 중에 제거되고 재-응축되는 과다한 유체의 저장을 위해서 이용될 수 있다. 파이프 및 펌프의 세트를 이용하여, 냉각제(또는 유전성 유체)를 충진 및 레벨링 중에 저장 시스템으로부터 용기로 이동시킬 수 있고, 비우기 동작 중에 용기의 외부로 그리고 저장 시스템 내로 다시 이동시킬 수 있다.

일부 실시예에서, 액체 관리 목표의 4번째인, 동작 필터링은 일련의 스키머(skimmer) 및/또는 필터를 통해서 달성될 수 있다. 제1 스테이지는 용기의 하단부 내에 위치된 큰 입자 필터일 수 있다. 이러한 필터의 목적은, 너무 커서 추후의 스테이지에서 핸들링될 수 없는 입자가 시스템의 나머지에 진입하는 것을 방지하는 것이다. 제2 스테이지는, 제1 스테이지와 제3 스테이지 사이의 파이핑 시스템 내에서 인-라인으로 배치되는 중간 미립자 필터일 수 있다. 이러한 제2 스테이지 중간 미립자 필터는, 너무 작아서 제1 스테이지 필터에 의해서 제거되지 않으나 너무 커서 제3 스테이지 필터에 의해서 핸들링될 수 없는, 미립자를 제거하기 위해서 작은 통(barrel) 스타일의 필터를 이용할 수 있다. 제3 스테이지 필터는, 다양한 종류의 필터 구성을 지원하는 하나 이상의 평행 필터들로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 유체가 용기 환경 내에 위치되는 하드웨어 구성 요소의 세트에 노출되고 그와 함께 동작된 후에, 유체의 분석을 실시하는 것에 의해서, 특정 스타일의 필터가 정해질 것이다. 상이한 하드웨어들 및/또는 구성 요소들은, 유전성 유체의 긴 수명 및 효율을 보장하기 위해서 필터링될 필요가 있을 수 있는, 상이한 유형의 미립자들 및 화학물질들을 생성할 수 있다.

압력 관리

일반적으로, 침잠 냉각 유체는 분진, 물, 및/또는 다른 오염물질이 없이 유지되어야 한다. 컴퓨터 구성 요소(170)가 침잠 냉각 유체(140)와 직접 접촉됨에 따라, 사소한 오염물질이 컴퓨터 구성 요소의 단락 또는 그에 대한 손상을 초래할 수 있다. 또한, 유전성 유체를 오염시킬 수 있는 물 또는 수증기는, 유체가 오염되기 시작할 때, 유체의, 비제한적으로 유전 강도를 포함하는, 유전 특성을 감소시킬 수 있다. 유전성 유체의 유전 강도가 감소되는 경우에, 컴퓨터 구성 요소는 동작 중에 단락되거나 달리 손상될 수 있다. 오염을 감소시키는 하나의 방식은, 대기압보다 약간 높게 또는 높게 유지되는 외장 내에서 침잠 냉각 시스템을 동작시키는 것이다.

컴퓨터 구성 요소(170)가 동작될 때, 컴퓨터 구성 요소의 초기 사용으로부터 발생되는 열은 일부 유전성 액체(140)가 가스로 증발되게 한다. 침잠 냉각 시스템이 실질적으로 둘러싸인 하우징 내에서 한정되는 경우에, 이러한 증발은 전형적으로 하우징 내의 대기의 압력을 증가시킨다. 압력 릴리프 밸브, 팽창 외장, 및/또는 다른 기술을 이용하여, 압력 증가를 제한할 수 있고, 및/또는 하우징 내의 압력을 대기압에서 또는 약간만 대기압을 초과하여 유지할 수 있다. 외장 내에서 약간의 양압을 유지하는 것은, 분진, 수증기, 또는 다른 오염물질이 침잠 냉각 컴퓨팅 시스템 내로 침투하는 것을 감소시키는데 도움을 줄 수 있다.

현재의 실시예는, 컴퓨팅 구성 요소(170) 및 침잠 냉각 장비뿐만 아니라, 연관된 전원, 네트워킹 연결, 와이어링 연결부, 및 기타를 압력 제어 용기 내에 수용하기 위해서, 둘러싸인 압력 제어 용기(110)(또는 냉각되는 컴퓨팅 시스템(110)) 외장을 이용한다. 기존 모델과 대조적으로, 압력 제어 용기(110)는 적어도 약간의 진공에서 유지될 수 있고, 그에 의해서 유전성 유체(140)의 비등점을 표준 대기압에서의 그 비등점 미만의 온도로 감소시킨다.

컴퓨팅 및 침잠 냉각 시스템을 진공 하에서 동작시키는 것에 의해서, 구성 요소(170)는 유전성 유체(140)의 감소된, 저압 비등점에서 유지될 수 있다. 이는 증가된 냉각의 이점을 가지며, 이는 더 많은 전기가 여러 구성 요소(170)를 통과할 수 있게 하여 구성 요소의 더 높은 성능을 초래할 수 있다. 압력 제어 용기(110) 내의 압력을 제어하는 것에 의해서, 유전성 유체(140)의 비등점이 또한 제어될 수 있고, 그에 의해서 동일 유체(140)가 더 넓은 범위의 조건에서 이용될 수 있게 한다. 많은 실시예는 더 차가운 온도로부터 이득을 취하나, 특정 컴퓨터 구성 요소(170)는 이상적인 범위를 가질 수 있고, 해당 범위보다 낮은 온도에서 성능이 감소될 수 있다. 압력 제어 용기(110) 내의 압력을 제어하는 것에 의해서, 침잠 냉각 유체(140)의 비등점이 또한 제어될 수 있다. 특정 실시예에서, 개시된 압력 관리 시스템을 이용하여, 컴퓨팅 시스템이 개시될 때, 중단될 때, 또는 다른 조건 변화에 응답하여, 압력을, 그에 의해서 유전성 유체(140)의 비등점을 동적으로 제어할 수 있다.

주변 압력보다 낮은 압력 제어 용기(110) 내의 동작에 의해서 유전성 유체(140)의 비등점을 감소시키는 것에 더하여, 열을 컴퓨터 구성 요소(170) 자체로부터 멀리 그리고 유전성 유체(140) 내로 더 효율적으로 전달하기 위해서, 컴퓨터 구성 요소(170) 자체가 수정될 수 있다. 액체 유전성 유체(140)에 노출되는 구성 요소(170), 예를 들어, 칩의 표면적을 증가시키는 것에 의해서, 구성 요소(170)와 유전성 유체(140)의 배스(142) 사이의 열 전달이 증가될 수 있다. 표면적을 증가시키기 위한 예시적인 장치가, 다른 컴퓨터 구성 요소(170)의 칩에 부착될 수 있는 구리 비등기(copper boiler) 또는 구리 디스크일 수 있다. 특정 실시예에서, 이용되는 접착되는, 열을 전달할 수 있는 그 능력 및 유전성 냉각 유체 내의 그 용해도를 기초로 선택될 것이다. 바람직한 접착제는 선택된 유전성 유체 내에서 큰 열 전도도 및 작은 용해도를 나타낸다.

도 1은 개시된 컴퓨팅 시스템의 예시적인 실시예의 개략도를 도시한다. 개시된 시스템의 실시예는 압력 제어 용기(110)(또는 냉각되는 컴퓨팅 시스템(110)), 압력 제어기(150), 적어도 소정 부피의 유전성 유체(140) 및 응축 구조물(130)을 포함하는 침잠 냉각 시스템, 그리고 희망하는 컴퓨터 구성 요소(170)를 포함한다. 압력 시스템은 희망하는 정도의 압력 감소를 유지하도록 구성될 수 있다. 압력 제어 용기(110)는, 비제한적으로 전력, 데이터, 네트워킹, 냉각수, 및/또는 통신 시스템을 포함하는 다양한 연결부를 위한 압력 제어 용기(110) 내로의 다수의 침투를 여전히 허용하면서, 음압을 유지하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예는 밀폐 및/또는 해양 등급 연결을 이용한다. 주변 압력 미만의 압력 제어 용기(110) 내에서 컴퓨터 시스템을 동작시키는 것은 전체적으로 시스템에 대한 일련의 수정을 필요로 한다. 이러한 수정이 이하에서 설명되고, 일부는 당업자에게 용이하게 이해된다.

도 3은 압력 제어 용기(110)의 예시적인 실시예의 외측부를 도시한다. 일부 실시예에서, 개시된 압력 제어 용기(110)는 적어도 약 2 피트 높이, 또는 적어도 약 3 피트 높이, 또는 적어도 약 4 피트 높이, 또는 적어도 약 5 피트 높이이다. 일부 실시예에서, 압력 제어 용기는 약 3 피트 이하의 높이, 또는 약 4 피트 이하의 높이, 또는 약 5 피트 이하의 높이이다.

특정 실시예에서, 압력 제어 용기는 적어도 약 100 입방 피트, 또는 적어도 약 150 입방 피트, 또는 적어도 약 200 입방 피트, 또는 적어도 약 250 입방 피트, 또는 적어도 약 300 입방 피트, 또는 적어도 약 350 입방 피트, 또는 적어도 약 400 입방 피트의 내측부 부피를 갖는다.

일부 실시예에서, 압력 제어 용기는, 동작 중에, 약 12 수직 인치(vertical inch)의 액체 유전성 유체 및 약 36 수직 인치의 유전성 유체 증기를 포함하도록 구성될 것이다. 특정 실시예에서, 액체 부피 대 기체 부피의 비율은 대류를 생성하는데 도움을 주고 유전성 증기를 응축 구조물을 향해서 지향시키는데 도움을 주고, 응축 구조물은 증기를 액체로 다시 변환시킨다. 일부 실시예에서, 압력 제어 용기는, 동작 중에 약 1:6의 액체 유전성 유체의 부피 대 기체 유전성 유체의 부피의 비율을 포함하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 압력 제어 용기는, 동작 중에 약 1:3, 또는 약 1:5, 또는 약 1:8, 또는 약 1:10, 또는 약 1:15의 액체 유전성 유체의 부피 대 기체 유전성 유체의 부피의 비율을 포함하도록 구성된다.

하나의 예시적인 실시예에서, 압력 관리 시스템은 압력 제어기(150)를 포함할 수 있다. 압력 제어기(150)는 진공원일 수 있고, 예를 들어 압력 제어기(150)는, 압력 제어 용기(110)에 연결될 수 있는 진공 펌프일 수 있다. 일부 실시예에서, 진공 펌프(150)가 원격지에 위치될 수 있고, 진공은 파이핑 및/또는 튜빙을 이용하여 압력 제어 용기(110)에 전달될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 압력 센서(180)가 압력 제어 용기(110) 내에 수용되고, 압력 제어 용기(110) 내의 희망 음압을 조절 및/또는 유지하기 위해서 이용된다. 일부 실시예에서, 압력 센서(180) 및/또는 압력 조절기(190)가 프로세서에 연결되고, 프로세서는 압력 센서(180)를 이용하여 압력 제어 용기(110) 내의 압력을 모니터링하고 압력 조절기(190)를 이용하여 압력을 조절한다.

일부 실시예는 조작자 보호 메커니즘을 포함한다. 하나의 예시적인 실시예에서, 조작자 보호 메커니즘은, 압력 제어 용기에 대한 임의의 덮개 또는 서비스 패널이 제 위치에 있지 않을 때 시스템이 동작되는 것을 방지하는 록킹 메커니즘일 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 조작자 보호 메커니즘은, 압력 제어 용기의 도어 또는 패널 중 하나에 대한 승인되지 않은 침해의 경우에 시스템의 전력을 즉각적으로 차단하기 위한 제어기를 포함할 수 있다. 생명 안전 특징을 제공하는 것에 더하여, 조작자 보호 메커니즘은 또한, 민감한 데이터가 용기 내에 수용되는 전개를 위한 향상된 동작 보안 특징을 제공할 수 있다. 시스템에 대한 전력 차단이 없이 정상 동작 중에 장비에 접근할 수 없게 보장하는 것에 의해서, 디스크 보호 메커니즘의 효율에서 높은 레벨의 보장이 달성될 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 디스크 보호 메커니즘은, 압력 제어 용기에 위치된 데이터를 보호하기 위해서 런타임 저장 암호 키를 이용할 수 있다.

특정 실시예에서, 압력 제어 용기에 대한 안전하지 않은 접근을 거부하는 것에 더하여, 시스템이 설계된 바에 따라 동작하도록 보장하기 위해서 센서가 배치될 수 있다. 일차 센서 패키지는 증기 공간 내의 온도 센서; 액체 공간 내의 온도 센서; 증기 공간 내의 습도 센서; 및/또는 증기 공간 내의 압력 센서를 포함할 수 있다. 시스템이 안전하고 정확한 방식으로 동작되는 것을 보장하기 위해서, 이러한 센서의 판독치가 소프트웨어 및/또는 인간 조작자에 의해서 모니터링될 수 있다. 일부 실시예에서, 센서 데이터는 기록되거나 추후에 분석될 것이다.

일부 실시예에서, 부가적인 센서가 용기 또는 (이하에서 규정되는) 상위 구조물 내에 통합될 수 있다. 그러한 센서는, 예를 들어, FLIR 기반의 열 화상화 카메라; VESDA 또는 다른 형태의 연기 흡인 검출기; 및/또는 유전성 유체의 주위 환경으로의 누출을 검출하도록 설계된 냉매 누출 검출기를 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 용기 및/또는 상위 구조물은, 시스템의 동작 상태와 관련된 표시부 조명을 구비할 수 있다.

비록 냉각되는 컴퓨팅 시스템(110)이 종종 압력 제어기 시스템(110)으로 지칭되지만, 당업자는, 냉각되는 컴퓨팅 시스템(110)의 많은 이점 또는 모든 이점이 "압력 제어 시스템"을 이용하지 않고도 실현될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

증기 관리 시스템

액체 침잠 냉각 시스템들이 상이한 방식들로 동작될 수 있다. 일부는 침잠 유체를 직접적으로 연속하여 냉각시키는 것에 의해서 동작될 수 있다. 다른 것은, 액체가 그 최대 액체 상 온도에 도달하게 하는 것 그리고 이어서 증기 상으로 비등하게 하는 것에 의해서 동작될 수 있다. 액체가 증발될 수 있게 하는 것에 의해서 동작되는 침잠 냉각 시스템은 2-상 침잠 냉각 시스템으로 지칭된다. 2-상 침잠 냉각 시스템은 종종 유전성 유체가 비등 및/또는 증발할 수 있게 하고, 대기로 손실된 유체를 대체하기 위해서 첨가 유체를 규칙적으로 첨가한다.

개시된 실시예는, 압력 제어 용기(110) 내에 수용된 액체 침잠 냉각 시스템을 이용한다. 이는, 유전성 유체가 기체 형태로 변환된 후도, 유전성 유체(140)의 손실이 없다는 장점을 갖는다. 폐쇄된 또는 실질적으로 폐쇄된 압력 제어 용기(110) 내에서, 기체 유전성 유체가 응축될 수 있고, 컴퓨팅 구성 요소(170)를 냉각하기 위해서 능동적으로 이용되는 액체 유전성 유체(140)의 배스(142)로 다시 첨가될 수 있다. 응축 단계는 임의의 편리한 방식으로, 예를 들어 열 전도성 관을 통해서 프로세스 물을 이동시키는 것에 의해서 실시될 수 있다. 응축 구조물(130)은, 응축기의 표면적을 증가시키고 그에 의해서 기체 유전성 유체의 더 많은 및/또는 더 신속한 응축을 가능하게 하고 액체 형태로 복귀될 수 있게 하는, 라디에이터 핀 및/또는 유사 장비를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 프로세스 물은 주변 온도이고, 능동적으로 냉각되지 않는다. 다른 실시예에서, 프로세스 물은 증발 냉각, 건식 냉각 타워, 및/또는 당업계에 알려진 프로세스 물을 급냉하는(chilling) 다른 방법을 이용하여, 급냉될 수 있다.

일부 실시예에서, 압력 제어 용기와 외부 시스템 사이에 2개의 인터페이스가 있을 수 있다. 제1 인터페이스는 프로세스 물 공급 인터페이스일 수 있다. 이는, 프로세스 물을, 급냉된 프로세스 물을 제공하는 설비로부터 압력 제어 용기 상의 분배 매니폴드에 전달하는 파이프일 수 있다. 제2 인터페이스는 프로세스 물 복귀 인터페이스일 수 있다. 이는, 프로세스 물을, 급냉된 물을 제공하는 설비로 복귀시키는 파이프일 수 있다. 프로세스 물은, 프로세스 물이 압력 제어 용기 및 연관된 냉각 구성 요소를 통해서 유동된 후에, 설비로 복귀될 수 있다. 냉각 구성 요소는, 예를 들어, 응축기, 응축 코일, 및/또는 용기 내의 라디에이터뿐만 아니라, 예를 들어 모터, 펌프, 및/또는 유틸리티 캐비넷(utility cabinet)을 포함하는 임의의 전력 공급형 구성 요소(powered component)로부터 열을 제거하는 코일을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상위 구조물과 외부 시스템 사이에 2개의 인터페이스가 있을 수 있다. 그러한 인터페이스는 압력 제어 용기와 외부 시스템 사이의 2개의 인터페이스와 유사하거나 실질적으로 유사할 수 있다.

일부 실시예에서, 증기 상 유전성 유체의 유동을 최적화하도록 그리고 응축 속도(rate) 및/또는 효율을 높이도록, 압력 제어 용기(110) 내의 응축 구조물(130)의 위치가 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 응축의 속도 및/또는 효율을 높이도록, 압력 제어 용기(110) 자체의 기하형태가 제어될 수 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 예시적인 실시예에서, 압력 제어 용기는 길이가 약 10 피트, 폭이 약 4 피트, 및 높이가 약 4 피트이다. 배스(142)는, 약 130 갤런의

유전성 유체(140)를 이용하여 압력 제어 용기(110) 내에서 생성될 수 있다. 이는, 압력 제어 용기의 하단부에서 침잠 냉각 탱크 내의 약 12 인치 깊이의 액체 유전성 유체의 층을 남기는 한편, 압력 제어 용기 부피의 대부분은 기체이다. 압력 제어 용기의 천장은 길이방향으로 연장되는 구조물의 중간에서 더 낮다. 천장 및/또는 덮개(120)는 위쪽으로 각도를 이루고, 압력 제어 용기(110)의 측벽에 접근할수록 상승된다. 응축 구조물(130)은 압력 제어 용기(110)의 2개의 측면 상에서 길이방향으로 연장된다. 이러한 예시적인 실시예에서 응축 구조물(130)은 폭이 약 12 인치이고 높이가 약 24 인치이며, 실질적으로 압력 제어 용기(110)의 전체 길이로 연장된다. 응축 구조물(130)은, 유동하는 프로세스 물을 이용하여 냉각되는 큰 표면적의 핀들을 갖춘 라디에이터 유사 재료를 포함한다. 일부 실시예는 부가적으로 또는 대안적으로 열 교환기를 포함할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 압력 제어 용기(110) 내의 구조적 배열체는, 유전성 유체 증기가 비등 후에 액체 배스(142)로부터 상승될 때, 유전성 유체 증기의 대류 유동을 지향시킨다. 구조적 배열체는 대류 유동을 압력 제어 용기의 천장을 향해서 위쪽으로 지향시키고, 여기에서 유동은 응축 구조물(130)의 큰 표면적을 향해서 지향되고 액체 형태로 다시 응축된다. 이어서, 유전성 유체(140)는 액체 배스(142) 내로 다시 유동된다. 이러한 방식으로, 유전성 유체(140)의 총량이 이러한 폐쇄된 하우징 내에서 보존될 수 있다. 유전성 유체 증기를 순환시키기 위해서 대류를 이용하는 것은, 개시된 실시예가, 유전성 액체를 순환시키기 위한 기계적 펌프가 없이도 동작될 수 있게 하고, 그에 의해서 개시된 시스템의 총 에너지 사용을 감소시킬 수 있게 한다.

특정 실시예는, 압력 제어 용기가 반드시 개방되어야 하는 경우에, 및/또는 액체 유전성 유체의 레벨의 중복적인 그리고 강력한 제어(redundant and robust control)를 가능하게 하기 위해서, 시스템의 시동 및/또는 중단 중에 이용될 수 있는 유전성 유체의 부가적인 탱크 및/또는 저장 컨테이너를 이용할 수 있다.

도 11은 압력 제어 용기(110)를 위한 예시적인 냉각 및 증기 관리 시스템(600)을 도시한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 냉각 및 증기 관리 시스템(600)은, 냉각 코일(132)을 통해서 연장되어 유전성 유체(140)의 응축을 유발하는, 급냉된 프로세스 물 저장부(611)를 포함할 수 있다. 냉각 코일(132)을 통과한 후에, 프로세스 물은 프로세스 물 복귀 저장부(612)로 진행될 수 있다. 냉각 및 증기 관리 시스템(600)은 또한 증기 저장부(614)를 위한 탱크 및 유전성 유체 저장부(615)를 위한 탱크를 포함할 수 있다. 탱크(614 및 615)는, 필요할 때, 예를 들어 시스템의 시동 및/또는 중단 중에, 유전성 유체 또는 증기를 제공할 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 탱크(614 및 615)는 응축 구조물(616)을 통해서 커플링될 수 있다. 탱크(614) 내의 증기의 과다 공급이 있는 경우에, 응축 구조물(616)은 증기를 제거할 수 있고 이를 유전성 유체로서 유체 저장 탱크(615)에 첨가한다.

일부 실시예에서, 동작 중에, 압력 제어 용기는 주변 대기압보다 약 3 psi만큼 낮게 유지되고, 이는 유전성 유체의 비등점을 낮추는데 도움을 주고 그에 의해서 컴퓨터 칩 및 다른 구성 요소의 동작 온도를 낮추는데 도움을 준다. 일부 실시예에서, 압력 제어 용기(110)는 주변 압력보다 적어도 약 2 psi만큼 낮게, 또는 주변 압력보다 적어도 약 4 psi, 또는 적어도 약 6 psi, 또는 적어도 약 8 psi, 또는 적어도 약 10 psi만큼 낮게 유지된다.

일부 실시예에서, 압력 요동을 위한 어느 정도의 공차를 갖는 구성 요소를 선택할 필요가 있을 것이다. 시스템의 동작 압력을 조정하는 것에 의해서, 냉각제 비등점을 그리고 그에 따라 전체 시스템의 일반적인 동작 온도를 조작할 수 있게 하기 위해서 넓은 정도의 압력을 견딜 수 있는 구성 요소를 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 2-상 시스템의 동작 특성을 고려할 때, 일부 실시예를 위한 표준 동작 조건이 ±4 PSIg 사이의 변동을 나타낼 수 있다. 시스템의 신속 시동 또는 중단 중과 같은 특정 조건에서, 3의 부가적인 PSIg의 차이가 발생될 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 변수를 보다 양호하게 제어하고 이들을 더 제어되고 규정된 범위 내에서 유지하기 위해서, 시스템 레벨 조정이 이루어질 수 있다.

특정 실시예에서, 컴퓨터 구성 요소(170)는 주변 압력보다 적어도 약 3%만큼 낮은 압력에서, 또는 주변 압력보다 적어도 약 5%만큼, 또는 적어도 약 10%만큼, 또는 적어도 약 15%만큼, 또는 적어도 약 20%만큼, 또는 적어도 약 25%만큼, 또는 적어도 약 30%만큼 낮은 압력에서 동작된다.

일부 실시예에서, 압력 제어 용기는, 동작 중에, 약 750 torr 미만, 또는 약 710 torr 미만, 또는 약 650 torr 미만, 또는 약 600 torr 미만, 또는 약 550 torr 미만, 또는 약 500 torr 미만, 또는 약 450 torr 미만, 또는 약 400 torr 미만에서 유지된다. 일부 실시예에서, 압력 제어 용기는, 동작 중에, 약 650 torr 초과, 또는 약 600 torr 초과, 또는 약 550 torr 초과, 또는 약 500 torr 초과, 또는 약 450 torr 초과, 또는 약 400 torr 초과, 또는 약 300 torr 초과에서 유지된다.

일부 실시예는, 압력 제어 용기 내의 기체 대기를 제어하기 위해서, 증기 스크러빙 프로세스(vapor scrubbing process) 및/또는 초기 퍼징 프로세스를 이용한다. 이러한 프로세스는 기체 대기의 일부를 압력 제어 용기로부터 제거하고, 공기 및 수증기와 같은 대기의 바람직하지 못한 부분을 제거한다. 대기의 이러한 그리고 다른 바람직하지 못한 부분은, 증기가 액체로 응축되는 온도를 기초로 분리될 수 있다. 유전성 유체의 특별한 특성 및 비등점으로 인해서, 많은 자연 발생 오염물질이 이러한 방법을 이용하여 제거될 수 있다. 용이하게 응축될 수 없는 유체를 제거하는 것은, 유전성 유체의 순도를 유지하는데 도움을 준다. 표준 대기압에서 유체의 응축점이 유전성 유체의 응축점보다 약 20 ℃ 미만만큼 더 높은 경우에, 또는 표준 대기압에서 유체의 응축점이 10 ℃ 미만인 경우에 유체는 용이하게 응축될 수 없는 것으로 간주될 것이다.

유지보수, 시동 및/또는 중단 동작 중에, 압력 제어 용기가 개방될 때 및/또는 대기 조건에 노출될 때 손실되는 유전성 유체의 양을 줄이기 위해서, 질소 가스와 같은 불활성 가스의 블랭킷(blanket)이 압력 제어 용기 내로 도입될 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 냉각 및 증기 관리 시스템(600)은, 유전성 유체 손실을 줄이기 위해서 불활성 가스를 공급할 수 있는, 불활성 가스 탱크(613)를 포함할 수 있다.

일부 개시된 실시예는 실질적으로 독립형인 서버 및/또는 컴퓨팅 시스템을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 특별한 밀봉부 및/또는 연결부를 이용하여, 압력 제어 용기(110) 내로의 총 침투의 수를 줄일 수 있다. 일부 실시예는 전력, 물, 진공, 및 네트워킹 연결부들을 라인의 번들로 조합하고, 그에 따라 압력 제어 용기 내로의 침투를 최소화하여 시스템이 진공 하에 있는 동안 누출 잠재성을 줄인다.

도 4는 다수의 압력 제어 용기를 포함하는 상위 구조물의 예시적인 실시예를 도시한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 2개의 압력 제어 용기(110)가 모듈형 신호 상위 구조물(210) 내에서 미리-배관 연결되고, 미리-와이어 연결되며, 수용된다. 이는, 실시예가 미리-제조될 수 있게 하고 실질적으로 완전한 독립형 시스템으로서 전달될 수 있게 한다. 모듈형 시스템은 개시된 컴퓨팅 시스템의 다른 모듈형 실시예에 연결되도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 모듈형 상위 구조물(210)은 단일 전력 연결부만을 필요로 할 것이고, 요구되는 전압을 컴퓨터 구성 요소 및/또는 다른 전자 구성 요소에 공급하기 위해서 적절한 전자기기와 미리-와이어 연결될 것이다.

도 5는 중앙 전원에 연결된 다수의 압력 제어 용기를 보여주는 예시적인 데이터 센터 실시예를 도시한다. 도 6은 서로 직렬로 연결된 다수의 압력 제어 용기를 보여주는 예시적인 데이터 센터 실시예를 도시한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 압력 제어 용기(110)는 상위 구조물 내에 배치되거나 배치되지 않을 수 있다.

도 7a 내지 도 7d는 내측부 로봇 아암, 에어록, 및 외측부 로봇 아암을 갖는 냉각되는 컴퓨팅 시스템의 예시적인 실시예를 도시한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 압력 제어 용기(110) 내에 수용된 내부 로봇 아암(230)을 이용하여, 구성 요소(170)를 제거할 수 있고 제거된 구성 요소를 에어록(220)에 전달할 수 있다. 에어록(220)을 이용함으로써, 압력 제어 용기(110) 내의 압력, 대기, 유전성 유체, 및/또는 다른 조건을 실질적으로 붕괴하지 않으면서 또는 붕괴하지 않으면서, 구성 요소(170)를 제거할 수 있다. 구성 요소(170)가 압력 제어 용기(110)로부터 일단 제거되면, 교체 구성 요소가 에어록(220)을 이용하여 압력 제어 용기(110) 내로 도입될 수 있다. 이어서, 교체 구성 요소는 내부 로봇 아암(230)에 의해서 설치될 수 있다. 블레이드 서버 및 샤시와 같이, "슬롯-인" 방식으로 설치될 수 있는 구성 요소의 이용은, 이러한 프로세스를 상당히 촉진할 수 있다.

압력 제어 용기 내의 조건의 붕괴가, 압력 제어 용기 내에 배치된, 센서, 예를 들어 압력 센서에 의해서 검출될 수 있다. 그러한 붕괴는, 동작 조건의 표준 범위를 적어도 10%만큼 벗어나는 조건에 의해서 표시될 수 있다. 압력 제어 용기 내의 조건의 상당한 붕괴는, 동작 조건의 표준 범위를 적어도 30%만큼 벗어나는 조건에 의해서 표시될 수 있다.

특정 실시예에서, 압력 제어 용기(110) 내의 구성 요소의 성능을 분석하는 독립형 진단 프로그램이 작동될 수 있다. 구성 요소(170)가 희망에 따라 수행하지 않는 경우에, 로봇 아암(230)을 이용하여 구성 요소를 자동적으로 제거 및/또는 교체할 수 있다. 이러한 방식으로, 자가-치유, 독립형 서버 및/또는 컴퓨팅 시스템이 생성될 수 있다. 특정 실시예에서, 그러한 자가-치유 시스템은, 제한된 설정 및/또는 유지보수를 요구하는 상당히 고효율의 컴퓨팅 파워를 제공하기 위해서 통상적인 방법을 이용하여 원격 위치로 운반 또는 전달될 수 있는 모듈형 유닛을 생성하기 위해서, 미리-제조될 수 있고 미리-와이어 연결될 수 있다.

일부 실시예에서, 증기를 냉각하기 위한 그리고 증기가 가스 상태로부터 액체 상태로 다시 응축되게 하기 위한 제1 증기 관리 목표는 응축 코일의 이용을 통해서 용기의 폐쇄된 시스템 내에서 전체적으로 달성된다. 프로세스 물은 용기 내의 응축 코일을 통해서 파이프 전달될 것이다. 용기 자체의 형상 및 기하형태는 배스 지역으로부터 코일 지역으로의 증기의 유동을 촉진할 것이고, 중력은 재-응축된 액체를 배스 지역 내로 다시 당기는 역할을 할 것이다.

일부 실시예에서, 용기의 내부 압력을 모니터링하고 유지하기 위한 제2 증기 관리 목표는 용기 내의 통합된 압력 센서의 이용 및 퍼지 시스템의 이용을 통해서 달성된다. 일부 실시예에서, 퍼지 시스템은, 과다 증기를 용기로부터 제거하고 이를 다시 액체 저장 탱크 내의 저장을 위한 액체로 응축하기 위해서, 이용될 것이다.

일부 실시예에서, 시스템 시동 중에 존재하는 증기의 비-응축성 구성 요소를 제어 및 제거하기 위한 제3 증기 관리 목표는 제2 목표에서와 동일한 메커니즘을 통해서 달성된다. 퍼지 시스템은, 시스템의 초기 시동 중에 시스템이 과소 압력이 되게 하기 위해서 그리고 임의의 비-응축성 가스를 시스템으로부터 제거하기 위해서 이용될 수 있다.

일부 실시예에서, 불활성 가스의 오버레이를 제어하기 위한 제4 증기 관리 목표는 전용 질소 오버레이 공급 시스템을 이용하여 달성될 수 있다. 이러한 오버레이는 냉각제를 용기의 상단부 아래에서 유지하고, 그에 따라 내부의 구성 요소를 서비스하기 위해서 용기가 개방되는 기간 동안 냉각제의 손실을 최소화할 수 있게 한다. 용기 내의 전용 오버레이 파이프의 세트를 통한 질소 저장 탱크의 세트로부터의 전용 파이핑은, 조작자가 시스템을 개방하고자 할 때, 불활성 오버레이의 첨가를 가능하게 할 것이다. 이러한 가스는, 임의의 다른 비-응축성물들과 함께, 시스템의 시동 시에 실시될 수 있는 비-응축성물 제거 프로세스 중에, 제거될 수 있다. 오버레이 증기 관리 프로세스는, 사용자 명령 및 시스템 상태 모니터링을 기초로, 제어 시스템 소프트웨어를 통해서 관리되고 모니터링될 수 있다.

밸러스트 블록(Ballast Block)

도 1에 도시된 것과 같은 개시된 시스템의 일부 실시예에서, 압력 제어 용기(110)는, 유전성 유체(140)의 대부분을 수용하기 위한 더 깊은 배스 부분(142) 및 배스에 인접한 더 넓은 선반 지역(112)을 포함할 수 있다. 보드, 카드, 칩, 블레이드, 및/또는 임의의 다른 컴퓨터 구성 요소(170)가 압력 제어 용기(110)의 더 깊은 배스 섹션(142) 내에 실질적으로 수용된다. 더 넓은 선반 지역(112)은 또한 액체 유전성 유체(140)를 수용할 수 있고 및/또는 증기 상으로부터 액체 상으로 재-응축된 유전성 유체(140)를 수집할 수 있다. 특정 실시예에서, 압력 제어 용기(110) 내의 유전성 액체의 깊이는, 밸러스트 블록(160)을 이용하여 증가될 수 있다. 밸러스트 블록(160)을 이용하여 선반 상의 바람직하지 못한 부피를 점유할 수 있고, 그에 의해서 선반(112) 상에 있을 수 있는 임의의 유전성 유체(140)를 변위시킬 수 있고, 부가적인 유전성 액체(140)를 첨가할 필요가 없이 액체의 레벨을 높일 수 있다. 일부 실시예에서, 밸러스트 블록(160)은 상승부 피트(riser feet)(161)를 포함하고, 그러한 상승부 피트는 유체가 밸러스트 블록(160) 아래에서 유동할 수 있게 하고, 그에 따라 유동이 밸러스트 블록(160)에 의해서 방해받지 않으면서, 응축된 액체가 압력 제어 용기의 더 깊은 배스 부분 내로 계속 유동할 수 있게 한다.

밸러스트 블록(160)은, 개시된 침잠 냉각 시스템의 동작과 간섭하지 않는 임의의 재료로 제조될 수 있다. 밸러스트 블록은, 비제한적으로, 금속, 고무, 실리콘 및/또는 중합체를 포함하는 재료로 제조될 수 있다. 바람직한 재료는 유전성 유체 내에서 실질적으로 용해되지 않는다. 블록은 유전성 유체보다 더 조밀하여야 하나, 고체일 필요는 없다. 바람직한 실시예에서, 블록은, 블록이 더 용이하게 핸들링되고 조작될 수 있게 하는, 핸들 또는 컷 아웃(cut out)을 가질 것이다. 밸러스트 블록(160)의 일부 실시예는, 블록들이 확실한 방식으로 서로의 상부에 적층될 수 있도록 하는, 인터록킹(interlocking) 상단 섹션 및 하단 섹션을 이용한다. 인터록킹 상단부 및 하단부는, 블록이 그 의도된 위치로부터 활주되거나 달리 변위되는 경우에, 블록이 임의의 근처의 구성 요소를 손상시킬 위험을 감소시킨다. 일부 실시예에서, 인터록킹 상단부는, 가장 하위의 블록이 유체 유동을 방해하지 않도록 그리고 상당한 부피를 점유하기 위해서 블록이 가장 하위의 블록의 상단부 상에 확실하게 적층될 수 있도록, 그에 의해서, 상당한 양의 부가적인 유전성 액체를 첨가할 필요가 없이, 유전성 액체의 레벨이 상승될 수 있도록, 하단 부분 상의 피트 및/또는 상승부와 정렬되는 함몰 부분을 포함한다.

일부 실시예에서, 밸러스트 블록(160)은 압력 제어 용기(110) 및/또는 선반(112)의 전체 길이로 연장되도록 구성된다. 다른 실시예에서, 밸러스트 블록(160)은, 블록이 핸들링될 수 있게 하는 실질적으로 모든 크기를 가질 수 있다. 그러한 실시예에서, 다수의 모듈형 밸러스트 블록은, 희망에 따라 큰 부피 또는 작은 부피를 변위시키도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 단일 밸러스트 블록이 약 2 피트 길이 또는 약 3 피트 길이 또는 약 4 피트 길이 또는 그 초과, 그리고 약 6 인치 폭, 또는 약 8 인치 폭, 또는 약 12 인치 폭, 또는 그 초과, 그리고 약 1 인치 높이, 또는 약 3 인치 높이, 또는 약 6 인치 높이, 또는 약 8 인치 높이, 또는 그 초과의 외부 치수를 갖는다.

상위 구조물

개시된 컴퓨팅 시스템은 여러 구성 요소로 구성되고, 그러한 구성 요소의 모두는 도 4에 도시된 바와 같이, 물리적 상위 구조물(210)에 직접적으로 또는 간접적으로 부착될 수 있다. 상위 구조물(210)은 임의의 요구되는 전기 시스템, 센서 시스템, 제어 시스템, 전력 시스템, 유체 제어 시스템, 압력 제어 시스템, 및/또는 통신 시스템을 미리-와이어 연결하고 미리-배관 연결하는 것을 가능하게 한다. 이는, 현장에서 더 빠르고 단순화된 전개를 가능하게 하고, 고객에게 전달하기 전에 공장에서 테스트할 수 있게 한다.

상위 구조물(210)은 전형적으로 금속 구성 요소로 제조되고, 지게차, 호이스트, 또는 크레인으로 핸들링되도록 장착되거나 구성된 스키드(skid)일 수 있다. 일부 실시예에서, 상위 구조물(210)은 운반을 돕기 위해서 표준 컨테이너 내에 피팅되도록 구성된다. 상위 구조물(210) 및 연관된 구성 요소는 전체가 약 58,000 lbs 미만의 중량을 갖도록 구성될 수 있고, 특별한 장비가 없이 운반하는 것을 돕기 위해서 더 작은 하위 구성 요소로 분할될 수 있다. 일부 실시예에서, 상위 구조물(210) 및 연관된 구성 요소는 약 50,000 lbs 미만, 또는 약 40,000 lbs 미만, 또는 약 30,000 lbs 미만, 또는 약 20,000 lbs 미만의 중량을 가질 것이다. 일부 실시예에서, 상위 구조물(210) 및 연관된 구성 요소는 약 5,000 lbs 초과, 또는 약 10,000 lbs 초과, 또는 약 20,000 lbs 초과, 또는 약 30,000 lbs 초과의 중량을 가질 것이다. 상위 구조물(210)의 실시예들이 임의의 크기 및 또는 형상을 가질 수 있다. 많은 실시예는 다수의 압력 제어 용기(110), 서버 랙(310), 및 연관된 액체 침잠 냉각 장비뿐만 아니라, 전력 전달 및 분배 그리고 네트워크 연결성을 관리하기 위한 필요 장비를 수용할 수 있을 정도로 충분히 크다.

상위 구조물(210)의 전체적인 설계를 조정하여, 기존 설비의 필요에 맞추기 위해서 전력 및 프로세스 물 인터커넥트의 유형 및 양을 맞춤화하는 것을 포함하여, 각각의 전개의 특유의 양태를 수용할 수 있다.

개시된 압력 제어 용기 내의 모든 구성 요소를 위한 제어 및 관리 시스템이 개시된 컴퓨팅 시스템의 일부로서 포함될 수 있다. 개시된 시스템의 바람직한 실시예는, 필요한 펌프, 밸브, 조절기, 증기 관리 시스템, 압력 관리 시스템, 및 다른 연관된 구성 요소를 포함하는, 2-상 액체 침잠 냉각 환경을 유지하고 운영하는데 필요한 모든 기계적 시스템을 포함한다.

상위 구조물(210)은 개방 프레임 설계일 수 있거나, 측면 패널 및 접근 도어를 포함할 수 있다. 이는, 현장 위치 내에서 기존 구조물 내에 또는 그 외부에 전개할 수 있게 한다. 상위 구조물(210)은 내후성(weatherization) 특징을 포함하도록, 그에 따라 가혹한 환경에서 전개될 수 있도록, 수정될 수 있다. 일부 실시예에서, 상위 구조물이 스키드/모듈 프레임워크일 수 있다.

여러 시스템, 특징 및/또는 능력이 상위 구조물(210) 내로 통합되어, 압력 제어 용기의 다른 구성 요소 그리고 압력 제어 용기 내에 포함되거나 그와 연관된 임의의 환경을 지원, 모니터링, 및 관리할 수 있다. 일부 실시예에서, 그러한 시스템은, 많은 다른 것들 중에서, 화재 검출 및/또는 억제 능력, 전용 공조 및/또는 환경 관리 능력, 접근 제어와 같은 보안 특징, 및/또는 감시 특징을 포함할 수 있다.

전력 시스템

상위 구조물(210)의 일부 실시예는 다양한 전기 입력 수단을 수용하도록 그리고 이들을 상위 구조물 내에 설치된 기존 전력 분배 시스템에 연결하도록 설계된다. 많은 예시적인 실시예 중 하나는 주 브레이커에 대한 415V 입력을 포함하고, 이는 이어서, 415V AC 입력을 12V DC 출력으로 변환하는 일련의 전력 선반(power shelf)으로 분배한다. 바람직한 실시예에서, 이러한 변환은 실질적으로 하나의 변환 단계에서 이루어지고, 그에 의해서 그러한 변환과 전형적으로 연관되는 손실 효율을 줄인다. 통상적인 컴퓨터 서버 위치는 유입되는 산업적 전기를 415V와 같은 고 AC 전압으로부터 120V와 같은 감소된 AC 전압으로 전형적으로 변환한다. 이러한 변환은 열로의 에너지 손실을 초래한다. 일반적인 상황 하에서, 이는 약 6%의 에너지 손실을 초래할 수 있다. 이어서, 120V 전기는 다양한 컴퓨터 구성 요소에 의한 이용을 위해서 DC 전류로 더 변환되어야 한다. 이러한 제2 변환은 제2의, 약 6%의 열로의 에너지 손실을 초래한다. 약 415V의 산업적 전기를 약 12V DC로 직접 변환하는 것에 의해서, 전체적인 열로의 에너지 손실을 줄일 수 있다.

다른 예시적인 구현예는 480V AC 입력의 전력 선반으로의 연결을 포함할 수 있고, 그러한 전력 선반은 480V AC 입력을 48V DC 출력으로 변환하고, 이는 이어서, 48V DC 입력을, 예를 들어 12V, 5V, 3.5V 3.3V 및 기타를 포함하는 다양한 DC 출력으로 변환하는 일련의 매개 전원에 분배된다.

일부 구현예에서, 하나의 전원 세트가 있을 수 있거나, 상이한 입력 및 출력 전압에서 동작하는 다수의 전원이 있을 수 있다. 정확한 구성은 설치되는 특정 장비의 필요에 맞춰 그리고 적용예의 조건에 따라 조정될 것이다. 전력 시스템의 특정 설계를 조정하여, 개시된 컴퓨팅 시스템이 전개되는 특정 환경의 필요에 맞출 수 있다. 맞춤화는 시스템에 대한 전력의 입력 및 출력 모두를 위한 유형, 용량, 및 인터페이스를 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 랙 전력 분배 시스템은 모듈형 전원 시스템 및/또는 모듈형 전원 시스템들의 세트를 포함할 수 있다. 모듈형 전력 시스템 또는 시스템들의 특정 구성은, 희망하는 양 및 유형의 전력을 랙에 전달할 수만 있다면, 특별히 중요하지 않다. 따라서, 모듈형 전력 시스템들이 병렬로 또는 직렬로 또는 그 조합으로 구성되어, 하나의 또는 둘 이상의 다수의 전력 분배 경로를 제공할 수 있다. 랙에 대한 특정 경로는 직접적 또는 간접적일 수 있고, 종종 관련된 구성 요소, 전력의 양 및 유형, 및/또는 희망 구성에 따라 달라질 수 있다. 희망하는 경우에, 랙에 대한 경로는 랙 내에 위치된 샤시에 전력을 분배하는 것을 포함할 수 있다. 분배되는 전력은, 구성 및 구성 요소에 따라 달라질 수 있는 하나 이상의 희망 전압으로 전달될 수 있다. 일부 경우에, 희망 전압은, 예를 들어 12V, 5V 및/또는 3.5V를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 샤시가 이용되는 경우에, 이는 하나 이상의 하위시스템을 이용할 수 있다. 그러한 하위시스템은, 랙에 전달하고자 하는 전력의 희망하는 양 및 유형과 간섭하지 않는 임의의 희망 하위시스템을 포함할 수 있다. 그러나 하나의 예로서, 전력-온-패키지 하위시스템(power-on-package subsystem)이 이용될 수 있다. 그러한 패키지는, 희망하는 것에 따라서, AC 전류를 수용할 수 있고 DC 전류로 변환할 수 있고, 및/또는 그 반대로 변환할 수 있다. 예를 들어, 특히 유용한 전력-온-패키지 하위시스템이, 208, 240, 380, 400, 415, 480, 및/또는 600 볼트 AC의 입력 전력을 수용하도록 그리고 이를 DC 전력, 예를 들어 48V DC로 직접적으로 변환하도록 설계될 수 있다.

모듈형 전원 시스템 또는 시스템들이 임의의 편리한 방식으로 직접적으로 또는 간접적으로 전력 공급될 수 있다. 예를 들어, 모듈형 전원 시스템이 샤시 내의 일차 전기 분배 시스템을 통해서 직접적으로 전력을 공급받을 수 있다. 전력 및 다른 구성 요소의 유형 및 양에 따라, 샤시는 인터페이스, 예를 들어 스프링 로딩형 핀(spring loaded pin)의 세트 또는 다른 적합한 연결기 인터페이스를 이용하여, 전력 분배 경로와 샤시 자체 사이의 전기적 연속성을 구축할 수 있다. 이어서, 연속성이, 해당 인터페이스 연결기와, 샤시에 위치된 희망 서버 또는 다른 컴퓨팅 구성 요소 상의 임의의 희망하는 전원 입력 인터페이스 사이에 구축될 수 있다. 일부 실시예에서, 전력-온-패키지 모듈이 각각의 샤시 내에서 이용되어, 샤시 자체에서 직접적으로 전압을 적절한 레벨로 변환할 수 있다. 이는 다양한 유형의 전력 분배를 위해서 이용될 수 있으나, 특히 예를 들어 48V 분배에서 유용할 수 있다. 도 17은 랙 전력 분배 시스템(950)의 예시적인 실시예를 도시한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 랙(310)은 랙(310)의 AC 인터페이스(311)에서 AC 입력(960)을 수용할 수 있다. 전력 분배 시스템(950)은 DC 출력(320)을 생성할 수 있고 DC 출력(320)을 하나 이상의 샤시(400)에 분배할 수 있다.

일부 실시예에서, 랙 내의 컴퓨터 구성 요소에 신뢰 가능한 전력을 공급하는 것을 보장하는 것이 일차적인 관심 사항이다. 이를 위해서, 일부 실시예는, 특정 입력 전압을 공급할 수 있고 필요 출력 전압을 블레이드 및/또는 구성 요소 레벨 전원에 제공할 수 있는, 블레이드 레벨 전원 또는 컴퓨터 구성 요소 레벨 전원을 이용한다. 일부 실시예는 다수의 전원을 각각의 블레이드 내에 통합시켜, 중복성(redundancy)을 제공한다.

일부 실시예에서, 하나 이상의 스위치가 전력을 필요로 할 수 있다. 예시적인 스위치는, 백플레인(backplane)에 연결하기 위한 그리고 랙 레벨 통신을 각각의 블레이드에 제공하기 위한 적절한 인터페이스를 갖춘 표준 데이터센터 등급 스위치일 수 있다. 일부 실시예는 단일 전압만을 분배하고, 이는, 전력 레일과 각각의 블레이드 사이의 인터페이스로서의 역할을 하여, 전원 전력 리드와 랙 레벨 전압 분배 시스템 사이에 위치되도록 전압을 전원 입력 레일에 직접적으로 또는 매개 연결기를 경유하여 전달하기 위한 연결기를 갖춘 인터페이스 시스템 및 전력 레일에 의해서 달성될 수 있다.

일부 실시예에서, 일차 전압을 랙의 하단부를 따라서 분배하는 하나 이상의 전력 레일이 있을 수 있다. 이러한 레일은, 하나 이상의 일차 전력 정류기로부터 공급될 수 있고, 유사하게 압력 제어 용기의 외측에 위치될 수 있고, 케이블 또는 버스바 시스템을 통해서 각각의 랙에 전달될 수 있다. 이러한 레벨에서, 더 높은 전압, 예를 들어 48 볼트를 이용하는 것은 분배 시스템의 요구되는 전류 이송 용량을 감소시킬 수 있고, 분배 레일(들)과 로드 인터페이스 사이에서 효율적으로 인터페이스할 수 있다.

일부 실시예에서, 상위 구조물 플랫폼 내에 위치된 2개의 일차 전력 분배 시스템이 있을 것이다. 첫 번째는 PEPS(Primary Equipment Power System)이고 두 번째는 SEPS(Secondary Equipment Power System)이다. PEPS의 목적은 전기 서비스를 용기 내의 구성 요소에 제공하는 것이다. 이러한 시스템은, 구리 전도체 또는 버스바 시스템을 통해서 입력을 수용하고 이를 일차 전원에 전달하는 고전압, 고전류 분배 시스템일 수 있고, 그러한 일차 전원은 동작 전류를 샤시, 컴퓨터 구성 요소, 및/또는 다른 중요 로드 장비에 제공하는 것을 담당한다. 전력은 규정된 지점에서 상위 구조물에 진입할 것이고, 마스터 서비스 분리 브레이커로 종료될 것이다. 이러한 지점의 상류에 전기 서비스 및 시스템 내에서 사용되는 모든 전력 중복성 구성 요소가 위치될 것이다. 이러한 입력은, 예를 들어 415 또는 480 볼트 AC과 같은, 고전압일 것이다. 일차 장비 로드는, 마스터 분리 브레이커 하류의 브레이커 패널로부터 공급되는, 전원 또는 정류기에 의해서 구동될 것이다.

SEPS의 목적은 상위 구조물 내에 위치된 인프라구조 지원 시스템 및 구성 요소의 모두에 전기 서비스를 제공하는 것이다. 이차 장비 인프라구조의 일부로서 요구되는 구성 요소가 저입력 전압을 예상할 수 있음에 따라, SEPS은, 이차 서비스 분리를 통해서 PEPS 마스터 서비스 분리 브레이커의 상류에 연결되는, 스텝-다운 변압기에 의해서 전력을 공급받을 수 있다.

이러한 배열은, SEPS로부터 전력을 공급받는 모든 해당 구성 요소를 포함하는, 상위 구조물 지원 및 인프라구조 시스템이, 시스템 구성 요소의 나머지에 일차 전력을 전달하지 않고도, 턴 온 및 동작될 수 있게 할 것이다. 증기 제어 시스템뿐만 아니라, 관리 및 제어 시스템의 모든 양태가, PEPS의 동작과 독립적으로, 동작될 수 있을 것이다.

일부 실시예에서, 무정전 전원(UPS)이 전력 분배 시스템의 일부로서 또는 그에 더하여 포함된다. UPS를 포함시키는 것은, 외부 전원에 대한 일시적인 중단의 경우에도, 개시된 컴퓨팅 시스템이 연속적으로 동작될 수 있게 한다.

개시된 전력 분배 시스템의 구성 요소는, 비제한적으로, 예를 들어 무정전 전원, DC 전력 시스템, AC 전력 시스템, 및/또는 전력 제어 및 모니터링 시스템과 같은, 상업적으로 입수할 수 있는 구성 요소를 포함할 수 있다. 일부 그러한 구성 요소는, 비제한적으로, 예를 들어 Liebert 및/또는 Chloride UPS 제품과 같은 Vertiv 제품, 이중 변환 온라인 UPS, 라인-인터랙티브 UPS, 스탠-바이 UPS, 리튬-이온 배터리 UPS 및 그 조합을 포함할 수 있다. UPS 제품은 단상 또는 3상일 수 있다. 다른 예시적인 전력 분배 시스템 구성 요소는, 예를 들어, Emerson Network Power products, NetSure DC power systems, Vertiv, Liebert, Chloride, 및/또는 NetSure 전력 분배 유닛, 및 예를 들어 인버터, 정류기, 전달 스위치, 및 그 조합과 같은 관련 구성 요소를 포함할 수 있다. 그러한 구성 요소와 관련된 상업적으로 입수 가능한 모니터링 유닛, 제어기 유닛, 및/또는 소프트웨어가 또한 특정의 개시된 실시예 내로 통합될 수 있다.

압력 제어 용기 및 압력 관리 시스템

개시된 시스템의 실시예는, 2-상 액체 침잠 냉각 시스템을 수용하도록 설계된 압력 제어 용기를 포함한다. 압력 제어 용기(110)는 유전성 냉각 유체(140)의 배스(142), 기체 상 유전성 유체를 액체로 응축하기 위한 냉각 코일(132)을 갖춘 응축기(130), 및 컴퓨터 구성 요소(170)를 유지하고 전력을 전력 시스템으로부터 압력 제어 용기(110) 내에 위치된 장비 및 구성 요소에 분배하는데 필요한 물리적 메커니즘 및/또는 장비를 수용한다.

동작 중에, 압력 제어 용기(110)는 약간 진공으로 유지될 수 있다. 음압에서 유지되는 압력 제어 용기(110) 내에서 컴퓨팅 시스템을 동작시키기 위해서, 다양한 특별한 연결 및 고려가 이루어져야 한다는 것을 이해할 것이다.

개시된 시스템의 일부 실시예는, 섬유를 랙(310)에 분배하기 위해서 패널 및 케이블 트레이를 빠져 나오는 것에 더하여 압력 제어 용기(110) 내로의 섬유의 연결성을 허용하는 일련의 광섬유 MTP(Media Transfer Protocol) 인터페이스를 이용한다. 이러한 배열은 압력 제어 용기(110) 내로의 전체적인 침투의 수를 줄이고, 그에 따라 용기 내의 누출 가능성을 낮춘다.

압력 제어 용기(110)의 일부 실시예는 안전 동작을 보장하기 위한 센서를 포함한다. 이러한 센서는, 시스템의 동작을 보장하기 위해서 및/또는 자동화하기 위해서, 비제한적으로, 온도 센서, 유체 레벨 센서, 압력 센서(180), 기체 부분압 센서, 위치 센서, 전기 센서, 마이크로폰, 및/또는 카메라를 포함할 수 있다.

하나의 예시적인 실시예에서, 온도 센서는, 비제한적으로, 압력 제어 용기(110) 내의 기체 상의 온도를 측정하기 위한 센서, 압력 제어 용기 내의 액체 상의 온도를 측정하기 위한 센서, 물 및/또는 다른 프로세스 유체의 온도를 측정하기 위한 센서, 및/또는 컴퓨터 구성 요소(170)를 포함하는 다른 구성 요소의 온도를 측정하기 위한 센서를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 열전쌍, 써미스터, 및/또는 실리콘 센서를 이용하여 컴퓨터 구성 요소의 온도를 측정할 수 있다. 일부 실시예에서, 시스템은, 장비 온도를 결정하기 위해서, 구성 요소 자체에 의해서 제공되고 장치 제공 API와 같은 일반적으로 수용되는 통신 프로토콜 또는 HTTPT 또는 SNMP를 통한 JSON과 같은 다른 프로그램적 인터페이스의 이용을 통해서 검색 또는 모니터링되는 정보에 의존할 수 있다.

일부 실시예는, 사용자의 안전을 보장하기 위한 다양한 생명 안전 특징을 포함할 수 있다. 이러한 특징은, 비제한적으로, 자동 전자기적 록킹 메커니즘, 안전 작동 시스템(fail safe system), 화재 및/또는 연기 검출 및/또는 억제 시스템, 통기 시스템, 및/또는 백업 조명을 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 이러한 특징은 포괄적인 플랫폼의 일부로서 포함될 수 있다.

특정 실시예는, 압력 제어 용기 내의 임의의 유체 손실이 신속하게 검출되게 보장하기 위한 누출 검출 시스템을 기초로 하는 자동 증기 검출을 포함한다. 이러한 시스템은 실질적인 누출이 없도록 보장하기 위해서 압력을 모니터링하는 압력 제어 용기(110) 내의 압력 센서(180), 및/또는 압력 제어 용기의 외부로 누출될 수 있는 임의의 유전성 증기의 존재를 검출하는 압력 제어 용기 외부에 배치되는 가스 센서를 포함할 수 있다.

개시된 시스템의 실시예의 특정 설계, 배열, 및/또는 레이아웃이, 그러한 시스템이 전개되는 조건을 기초로 조정될 수 있다. 일부 실시예에서, 압력 제어 용기(110), 컴퓨터 구성 요소(170), 및 전력 시스템의 크기, 재료, 내부 시스템, 구성 요소 장착 및 구성 옵션, 그 사이의 인터페이스의 모두가 시스템이 이용되는 조건을 기초로 조정될 수 있다.

랙 시스템

도 8a 내지 도 8c는 랙 시스템(310)(또는 랙(310))의 예시적인 실시예를 도시한다. 랙(310)은 압력 제어 용기(110) 내에 설치된 전기 및 통신 시스템과 랙(310) 내에 설치되는 컴퓨팅 장비(170) 사이의 매개자로서의 역할을 할 수 있다. 압력 제어 용기(110) 내의 컴퓨터 구성 요소들(170)의 간격, 배향, 위치 및/또는 구성을 제어하기 위해서, 컴퓨터 구성 요소(170)가 랙(310)에 장착될 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 각각의 컴퓨터 구성 요소(170)는, 압력 제어 용기(110) 상에 장착되기 전에, 샤시(400) 내에 설치될 수 있다.

랙(310)은, 비제한적으로 임의의 프레임, 브래킷, 지지부, 또는 다른 구조물을 포함하는, 컴퓨터 구성 요소(170)를 장착하기 위해서 이용될 수 있는 임의의 물리적 구조물일 수 있다. 컴퓨터 구성 요소(170)는, 이들이 랙(310)에 직접적 또는 간접적으로 부착되고 실질적으로 정지적인 위치에서 유지될 때, 랙(310)에 장착된 것으로 간주될 것이다. 일부 실시예는, 장착 메커니즘, 벌크헤드 피팅에 부착된 와이어링 하네스로서, 및/또는 랙 내에서 전력 및 신호를 분배하기 위해서 매개 전원 및 백플레인 수신기(331)를 이용하는 것을 통해서, 전용 기계적 안내 판을 이용하는 것을 포함할 수 있다.

랙 시스템(310)의 특정 설계가, 시스템이 전개되는 조건을 기초로 조정될 수 있다. 랙(310)의 일부 실시예는 전용 스위치를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 업링크 인터페이스들이 섬유 인프라구조를 통해서, 및/또는 다운링크 접근 인터페이스들이 백플레인 수신기(331) 인터페이스 또는 임의의 다른 적합한 컴퓨팅 장비 연결 방식을 통해서, 랙 내의 컴퓨팅 장비(170)에 연결될 수 있다.

특정 실시예에서, 랙 시스템(310)은, 적절한 전압을 전력 인터페이스로부터 랙(310) 내에 설치된 다른 장비에 분배할 수 있는 하나 이상의 매개 전원을 위한 하우징을 포함할 수 있다. 전력을 분배 시스템으로부터 매개 전원으로 인터커넥트하기 위한 인터페이스가 랙(310)의 설계 내로 통합될 수 있고, 그에 따라 여러 랙, 전력, 및 통신 시스템들 사이의 인터페이스를 분리하는 것에 의해서 제거될 수 있고 및/또는 대안적인 랙 구성으로 대체될 수 있다.

도 8a는 랙(310)의 상면도를 도시한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 랙(310)은 AC 인터페이스(311) 및 데이터 인터페이스(312)를 포함한다. 랙(310)은 또한 전원의 쌍, 전원(313) 및 중복 전원(314)(또는 백업 전원)을 포함한다. 랙(310)은 또한 정류기 및 제어기를 포함할 수 있다. 중복 전원(314)(및/또는 정류기 및 제어기)은 랙(310)이 신속하게 수리될 수 있게 하거나, 일차 전원의 기능이 정지된 경우에도, 계속적으로 기능할 수 있게 한다. 랙(310)은 변환기(315)를 선택적으로 포함할 수 있다. 랙(310)은 복수의 샤시(400)를 수용하도록 그리고 샤시(400)를 실질적으로 정지적인 위치에서 유지하도록 구성된다.

일부 실시예에서, 전체 랙(310)이 유전성 유체 내에 잠길 수 있다. 이는, 동작 중에 정류기, 전력 연결부, 및/또는 데이터 연결부를 유전성 액체 내에 잠기게 하는 것을 포함할 수 있다. 유전성 유체의 플라스틱 오염을 감소 및/또는 방지하기 위해서, 일부 실시예에서, 플라스틱 절연부 및/또는 케이블 차폐부가 제거될 수 있다. 일부 실시예에서, 유전성 유체는 달리 노출되는 케이블 및/또는 연결부를 절연시키는 역할을 할 수 있다.

도 8b는 복수의 샤시(400)를 포함하는 랙(310)의 사시도를 도시한다. 랙의 개시된 구성은 샤시(400)의 우수한 교환성(hot swappability)을 촉진한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 랙(310)은, AC 인터페이스(311)를 전원(313) 및/또는 중복 전원(314)에 연결하는 복수의 AC 케이블(318)을 포함할 수 있다. 전원(313) 및/또는 중복 전원(314)은, DC 케이블(321)을 통해서 백플레인 수신기(331)에 전달될 수 있는 DC 출력(320)을 생성할 수 있다. 랙(310)은 또한, 데이터 인터페이스(312)를 백플레인 수신기(331)에 연결하는 복수의 데이터 케이블(319)을 포함할 수 있다. 백플레인 수신기(331)는 데이터를 샤시(400)의 하단부 상의 데이터 연결부로부터 랙의 상단부에 위치되는 데이터 연결부에 공급하기 위해서 이용될 수 있다.

도 8c는 랙(310)의 측면도를 도시한다. 일부 실시예에서, 랙(310)은 샤시(400) 및 그 구성 요소를 위한 기계적 안정화 및/또는 하우징을 제공한다. 또한, 랙(310)은, 용기 내에서 일반적으로 접근할 수 있는 랙(310)의 상단부로부터 케이블이 샤시(400)와 연결되는 랙(310)의 하단부까지, 전력 및 데이터 케이블의 라우팅(routing)을 돕는다.

샤시 및 인터페이스 시스템

하나의 예시적인 실시예에서, 개시된 샤시 시스템(400)의 목적은, 통상적인 및/또는 의도적으로 구축된 컴퓨팅 구성 요소(170)와 개시된 랙 시스템(310) 사이의 표준화된 물리적 매개 구성 요소로서의 역할을 하는 것이다. 하나의 예시적인 실시예에서, 백플레인 수신기(331)의 목적은 샤시(400)와 랙(310) 사이에서 슬롯-인 인터페이스를 제공하여, 전력 시스템 내의 전원과 샤시(400) 내에 설치된 여러 컴퓨팅 구성 요소(170)와의 통신 시스템 내의 네트워크 스위치 사이의 전력 및 신호 분배를 허용하는 것이다.

일부 실시예에서, 본 개시 내용의 압력 제어 용기는, 하나 이상의 서버, 예를 들어 블레이드 서버를 포함할 수 있는 적어도 하나의 랙(310)을 포함할 수 있다. 각각의 서버는 (서버 케이스 또는 케이스로도 지칭되는) 샤시(400)에 부착될 수 있다. 도 9a 내지 도 9g는 여러 구성 요소(170)를 장착하기 위한 샤시(400)의 예시적인 실시예를 도시한다. 샤시는, 서버를 압력 제어 용기의 랙 상에 설치하는 것 또는 시스템으로부터 이를 제거하는 것을 촉진할 수 있다. 일부 실시예에서, 압력 제어 용기의 다른 전자 구성 요소가 샤시 내에 장착될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 구성 요소 또는 하드웨어, 예를 들어 마더보드, 칩, 카드, GPU 또는 CPU의 임의의 부분이 샤시 내에 설치될 수 있다. 다른 예로서, 전원, 전력 인터페이스, 또는 네트워크 통신 인터페이스와 같은 구성 요소가 샤시 내에 장착될 수 있다.

하나의 예시적인 실시예에서, 샤시는 구성 요소(예를 들어, 서버)와 압력 제어 용기 사이에서 공통 인터페이스로서의 역할을 할 수 있다. 샤시는, 구성 요소의 특성 또는 설계를 기초로 맞춤화될 수 있는 다양한 장착, 전력, 및 연결성 특징을 제공할 수 있다. 다시 말해서, 샤시의 여러 양태가 구성 요소의 설계 사양을 기초로 수정될 수 있다. 따라서, 샤시는 거의 모든 모델 또는 유형의 하드웨어를 수용할 수 있다. 예를 들어, 샤시는 특별히 설계된 하드웨어 또는 기성품(off-the-shelf) 하드웨어의 이용을 촉진할 수 있다.

샤시(400)의 실시예는 기존 상용 구성 요소의 적용, 고객 설계 구성 요소의 이용, 및/또는 특별한 적용예를 위한 특별한 샤시의 이용을 허용하도록 설계된 구성 요소를 포함할 수 있다. 실시예는 표준 마더보드 및 특수한 구성 요소를 위한 적응 키트를 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 그러한 구성 요소는 NVidia GPU를 갖는 Gigabyte 마더보드 및/또는 Intel CPU를 갖는 Supermicro 마더보드를 포함한다.

도 9a는, 예시적인 실시예에 따른, 서버를 랙에 장착하기 위한 샤시(400)를 도시한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 샤시(400)는, 후방 벽(410) 및 2개의 측벽(420)을 포함하는 직사각형 상자일 수 있다. 후방 벽(410)은, 샤시(400) 내의 유체의 순환을 촉진하기 위한 복수의 홀(411)을 포함할 수 있다. 샤시(400)는 각각의 측벽(420) 상에서 안내 레일(421)을 포함할 수 있다.

도 9b는, 예시적인 실시예에 따른, 샤시(400) 내측의 복수의 구성 요소를 도시한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 후방 벽(410)이 제거된다. 따라서, 도 9b는, 전원 모듈(431), GPU 모듈(432), CPU 모듈(433) 및 인터페이스 카드(434)를 포함하는, 서버(430)를 도시한다. 하나의 예시적인 실시예에서, 샤시(400) 내의 구성 요소는 블레이드 서버에서 사용되는 구성 요소, 예를 들어 CPU 모듈(433) 및 GPU 모듈(432)을 포함할 수 있다. 또한, 샤시(400) 내측의 구성 요소는, 통상적으로 서버에 포함되지 않는 다른 구성 요소, 예를 들어 전원 모듈(431) 또는 인터페이스 카드(434)를 포함할 수 있다. 샤시(400)가 통상적인 공기 냉각 장비를 필요로 하지 않기 때문에, 샤시(400)는 샤시 내에서 어떠한 팬 또는 히트 싱크도 포함하지 않는다. 따라서, 샤시는 샤시의 컴퓨팅 파워에 비해서 매우 얇은 프로파일을 갖는다.

도 9c는 샤시 내의 구성 요소의 개략도를 도시한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 서버 마더보드(445), 복수의 전원 모듈(431), 및 인터페이스 카드(434)가 샤시(400)에 장착된다. 저장 장치 및/또는 다른 주변 구성 요소가 또한, 백플레인 인터페이스(330) 및/또는 전력 모듈 및 통신 시스템 모듈과 함께, 샤시(400)에 장착될 수 있다.

하나의 예에서, 하드웨어의 단편이 샤시에 고정되도록, 장착 인터페이스가 샤시에 부가될 수 있거나 그로부터 제거될 수 있다. 샤시(400)의 내부 표면 상에서, 구성 요소(예를 들어, 마더보드, GPU, CPU, 인터페이스 카드 및 다른 관련 구성 요소)가 샤시에 장착될 수 있게 하는 제공부가 만들어질 수 있다. 이러한 제공부는 장착 인터페이스이다. 샤시 시스템(400)의 특정 배열은, 샤시(400) 및/또는 랙에 부착될 장비 및/또는 구성 요소에 따라 달라질 수 있다. 샤시(400)의 일부 실시예는, 장비 부착을 위해서 이용될 수 있는 상호 교환 가능한 장착 판을 특징으로 할 수 있다. 표준 부착 판의 세트가 공통적인 또는 빈번하게 사용되는 구성 요소를 위해서 이용될 수 있다.

샤시 시스템(400) 내의 전력 및 네트워크 인터페이스 모듈의 스타일 또는 폼 팩터가, 특정 구성 요소 및/또는 사용자 특정 장비에 관한 요구 및 요건을 기초로 조정될 수 있다. 일 예에서, 샤시의 전력 하위시스템을 수정하여, 특정 구성 요소에 관한 필요성을 해결할 수 있다. 다른 예에서, 임의의 크기의 하드웨어의 단편을 수용하도록, 샤시의 크기가 설계될 수 있다. 또 다른 예에서, 샤시는, 샤시에 설치된 네트워크 연결 카드에 따라 달라지는, 상이한 네트워킹 옵션을 제공할 수 있다. 샤시의 이러한 특징 및 다른 특징으로 인해서, 샤시는 다양한 구성 요소를 수용할 수 있다. 결과적으로, 압력 제어 용기의 이러한 구성 요소의 조립 또는 제거가 단순화될 수 있고, 그에 따라 자동화될 수 있다. 예를 들어, 샤시는 블레이드 서버를 포함할 수 있고, 로봇이 샤시를 압력 제어 용기의 랙에 용이하게 설치하거나 그로부터 제거할 수 있다. 따라서, 로봇은, 어떠한 인간의 개입도 없이, 블레이드 서버를 제거 및 교체할 수 있고, 그에 의해서 유전성 유체에 대한 인간의 노출을 최소화할 수 있다.

하나의 예시적인 실시예에서, 샤시는, 압력 제어 용기의 관리 시스템과 통신할 수 있는 마이크로제어기를 포함할 수 있다. 마이크로제어기는 샤시 내측에 또는 외측에 배치된 다양한 센서로부터 센서 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들어, 샤시는, 샤시가 랙 내에 적절히 배치되었는지의 여부를 검출하기 위한 센서를 포함할 수 있다. 서버가 랙과 연결될 수 있는 경우에, 서버는 랙 내에 적절히 배치된다. 센서는, 샤시가 랙 내에 적절히 배치되었는지의 여부를 결정할 수 있다. 따라서, 센서는 데이터를 마이크로제어기에 전송할 수 있고, 데이터를 이용하여, 마이크로제어기는, 샤시가 랙 내에 적절히 배치되었는지의 여부를 나타내는 신호를 관리 시스템에 제공할 수 있다.

일 실시예에서, 마이크로제어기는, 샤시 내에 장착된 구성 요소의 전력을 온 또는 오프할 수 있는 스위치에 커플링될 수 있다. 마이크로제어기는 관리 시스템으로부터 전력 온 또는 오프 신호를 수신할 수 있고, 그러한 신호의 수신에 응답하여, 마이크로제어기는 신호를 스위치에 전송하여 구성 요소, 예를 들어 서버를 전력 온 또는 오프할 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 마이크로제어기는 동작 데이터를 서버로부터 수신할 수 있고, 마이크로제어기는 이러한 데이터를 관리 시스템에 중계할 수 있다. 동작 데이터는 서버의 키 성능 표시자(key performance indicator)이고, 그 성능을 나타낼 수 있다. 동작 데이터는 컴퓨터의 속력, 컴퓨터의 저하, 전력 소비, 회로의 온도, 및 시스템의 대역폭을 포함할 수 있다.

하나의 예시적인 실시예에서, 마이크로제어기는 블레이드 서버의 전기 및 통신 설비를 모니터링, 관리 및 제어할 수 있다. 예를 들어, 전기 전류(즉, 암페어 수) 및 전압과 같은 표시자를 모니터링하여, 시스템이 스스로를 보호할 수 있게 보장하고, 예를 들어 과다-전류 또는 과소-전류가 제공되지 않도록 보장한다.

하나의 예시적인 실시예에서, 샤시는, 로봇이 샤시를 파지하고 제거하게 할 수 있게 하는 구조물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 샤시는 전방부, 후방부 및 측벽을 갖는 직사각형 상자의 형상일 수 있다. 샤시는 또한 상단 벽 및 하단 벽을 포함할 수 있다. 샤시의 상단 벽은, 로봇 아암과 커플링될 수 있는 판을 포함할 수 있다. 판을 이용할 때, 로봇 아암은 언로딩 및 다른 핸들링 동작을 위해서 판을 파지할 수 있다.

하나의 예시적인 실시예에서, 샤시는, 랙 내의 샤시의 적절한 정렬 및 삽입을 보장하기 위해서, 기계적 안내 레일 및 배치 핀을 포함할 수 있다. 기계적 안내 레일은 샤시의 측벽 상에 배치될 수 있다.

하나의 예시적인 실시예에서, 샤시는 유체 유동을 촉진하기 위한 다양한 특징을 포함할 수 있다. 예를 들어, 샤시는 전방부, 후방부 및 측벽을 갖는 직사각형 상자의 형상일 수 있다. 샤시는 또한 상단 벽 및 하단 벽을 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 샤시의 벽 중 적어도 하나가 벽 전체를 통한 유체 유동 홀을 포함할 수 있다. 예를 들어, 후방 벽은, 샤시가 액체 배스 내에 침잠될 때 샤시의 내외로의 유체 유동을 촉진할 수 있는 복수의 홀을 포함할 수 있다.

하나의 예시적인 실시예에서, 샤시는, 샤시가 액체 배스로부터 제거될 때 샤시 내의 모든 유체의 배액을 보장하기 위한 개구를 포함할 수 있다. 예를 들어, 랙에 의해서 유지되는 컴퓨터 구성 요소를 냉각시키기 위해서, 랙이 액체 배스 내에 위치될 수 있다. 서버를 제거하기 위해서, 로봇은 샤시의 판을 파지하고 샤시를 랙의 외부로 상승시킬 수 있다(그에 의해서 샤시를 액체 배스로부터 제거할 수 있다). 샤시가 액체 배스로부터 제거될 때, 특정 양의 유체가 샤시 내에 남을 수 있다. 샤시는, 압력 제어 용기가 완벽하게 편평하지 않은 경우에도 유체가 빠져나갈 수 있게 보장하기 위해서, 샤시의 하단 벽에서 노치 또는 배액부를 포함할 수 있다. 노치 또는 배액부는 하단 벽의 모서리에 위치될 수 있다.

하나의 예시적인 실시예에서, 샤시는 전력 인터페이스 및/또는 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. 그러한 인터페이스는 샤시 내에 장착된 구성 요소를 랙 및/또는 압력 제어 용기에 전기적으로 커플링시킬 수 있다. 전력 인터페이스 및/또는 통신 인터페이스는 백플레인에 배치될 수 있다. 예를 들어, 샤시 내에 장착된 서버는, 여러 와이어 및 케이블을 통해서, 샤시의 인터페이스에 연결될 수 있다. 샤시가 랙 내에 배치될 때, 인터페이스는 랙(즉, 백플레인 수신기) 및/또는 압력 제어 용기에 연결된 다른 인터페이스에 전기적으로 커플링될 수 있다. 2개의 인터페이스들(예를 들어, 백플레인 및 백플레인 수신기) 사이의 전기적 커플링은 전력을 서버에 제공할 수 있고, 서버를 압력 제어 용기 내의 또는 외측의 통신 네트워크에 연결할 수 있다. 2개의 인터페이스들 사이의 커플링은, 랙 내의 샤시의 기계적 삽입 중에 자동적으로 이루어질 수 있다. 유사하게, 랙으로부터의 샤시의 제거는, 서버를 랙 및/또는 압력 제어 용기로부터 분리할 수 있다.

일부 실시예에서, 백플레인 인터페이스(330) 및 통신 시스템 인터페이스를 통해서 표준화된 상호 연결성을 제공하는 것은, 데이터 인터페이스가 잘못 연결될 가능성을 최소화할 수 있고 연결성 문제 해결의 필요성을 줄일 수 있다.

특정 실시예에서, 샤시(400)는 표준 전력 및 네트워크 인터페이스의 세트를 포함할 것이다. 네트워크 인터페이스는, 장비 마더보드 상의 1G 또는 10G 이더넷 인터페이스에 대한 연결을 위한 Cat6A 또는 Cat7 호환성 RJ45 인터페이스 형태일 수 있다. 그러한 실시예에서, 전력 인터페이스는, 표준 마더보드 및/또는 주변 구성 요소의 연결을 위한 표준 Molex 스타일 연결기의 세트를 포함할 수 있다.

하나의 예시적인 실시예에서, 압력 제어 용기는 시스템에 설치된 구성 요소에 관한 정보를 저장하는 내부 데이터베이스를 포함할 수 있다. 내부 데이터베이스는 압력 제어 용기에 설치된 구성 요소의 저장소일 수 있다. 예를 들어, 내부 데이터베이스는 시스템에 설치된 모든 서버 및 전원의 제조 및 모델을 저장할 수 있다. 시스템의 구성 요소가 예를 들어 로봇에 의해서 교환되거나 교체될 수 있기 때문에, 관리 시스템은 변화를 계속 추적할 수 있고 내부 데이터베이스에 저장된 정보를 업데이트할 수 있다. 압력 제어 용기는 네트워크를 통해서 외부 데이터베이스에 연결될 수 있다.

하나의 예시적인 실시예에서, 각각의 샤시는, 예를 들어 샤시 상에서 바코드로서 디스플레이되는, 특유의 일련 번호와 연관될 수 있다. 구성 요소가 샤시 내에 배치될 때, 구성 요소의 사양(또는 구성 요소의 제조 및 모델)이 특유의 일련 번호와 연관되어 외부 데이터베이스에 저장될 수 있다. 그 후에, 샤시가 압력 제어 용기 내에 설치될 때, 압력 제어 용기는, 특유의 일련 번호를 외부 데이터베이스에서 찾는 것에 의해서 구성 요소를 검색할 수 있다. 예를 들어, 로봇 아암은 샤시 상의 바코드를 스캔할 수 있고, 관리 시스템은 바코드를 이용하여 외부 데이터베이스를 탐색할 수 있다. 관리 시스템은 외부 데이터베이스로부터 획득된 정보를 이용하여 내부 데이터베이스를 업데이트할 수 있다. 유사하게, 샤시가 압력 제어 용기로부터 제거될 때, 로봇 아암은 샤시와 연관된 바코드를 스캔할 수 있고, 관리 시스템은 내부 데이터베이스를 업데이트하여, 샤시에 장착된 구성 요소가 시스템 내에 더 이상 설치되지 않았다는 것을 나타낼 수 있다.

하나의 예시적인 실시예에서, 샤시는 RFID 태그를 포함할 수 있다. 압력 제어 용기의 로봇 아암은, RFID 태그를 검출하기 위해서 무선 주파수를 방출할 수 있는 스캐너를 포함할 수 있다. 로봇 아암이 샤시를 핸들링할 때, 로봇 아암은 RDIF 태그를 스캔할 수 있고 특유의 일련 번호를 관리 시스템에 제공하여 내부 데이터베이스를 업데이트할 수 있다.

하나의 예시적인 실시예에서, 샤시는, 사용자 특정 자산 식별 번호를 포함할 수 있는 식별 판을 포함할 수 있다. 이러한 자산 식별 번호는, 샤시 내에 장착된 구성 요소와 연관되어 저장될 수 있다. 일부 실시예에서, 식별 판은 자산 식별 번호를 저장하도록 구성된 칩일 수 있다.

하나의 예시적인 실시예에서, 샤시는 샤시 내의 유체의 유동을 향상시키기 위한 펌프를 포함할 수 있다. 샤시 내의 구성 요소와 액체 배스 사이의 열교환을 최대화하기 위해서, 샤시는, 샤시 내에서 그리고 구성 요소 주위에서 유체를 순환시킬 수 있는 펌프를 포함할 수 있다. 펌프는 유체를 샤시 주위에 펼쳐진 여러 도관으로부터 끌어 당길 수 있고 유체를 샤시의 외부로 추진할 수 있거나 그 반대로 실시할 수 있다.

하나의 예시적인 실시예에서, 샤시는, 샤시 및 그 내부에 장착된 구성 요소를 건조하기 위해서, 샤시 주위에서 여러 도관을 포함할 수 있다. 샤시가 액체 배스로부터 당겨질 때, 소정 양의 액체가 샤시 또는 그 내부의 구성 요소 내에 남을 수 있다. 샤시는, 샤시 내에서 또는 구성 요소 주위에서 가스의 유동을 안내하여 샤시 및 구성 요소의 건조를 촉진할 수 있는, 여러 도관을 포함할 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 압력 제어 용기는, 샤시를 사용자에게 전달하기 전에, 샤시를 가스의 유동에 노출시킬 수 있다. 예를 들어, 샤시는 가스의 유동을 수용하기 위한 입력 파이프를 포함할 수 있고, 압력 제어 용기는 입력 파이프를 통해서 가스의 유동을 제공할 수 있다.

도 9d는, 예시적인 실시예에 따른, 샤시(400)의 하단 벽(415)을 도시한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 하단 벽(415)은 전력 인터페이스(416) 및 통신 인터페이스(417)를 포함할 수 있다. 도 9d는 샤시(400)의 측벽(420) 상의 안내 레일(421)을 도시한다.

도 9e는, 예시적인 실시예에 따른, 샤시(400)의 상단 벽(425)을 도시한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 상단 벽(425)은 판(426) 및 핸들(427)의 쌍을 포함할 수 있다. 로봇 아암은 판(426)을 이용하여 샤시(400)를 집어 올릴 수 있다.

도 9f는, 예시적인 실시예에 따른, 샤시(400)의 측벽(420)을 도시한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 측벽(420)은 안내 레일(421)을 포함할 수 있다. 도 9f는 또한 후방 벽(410), 핸들(427), 및 전력 인터페이스(416)를 도시한다.

도 9g는, 예시적인 실시예에 따른, 샤시(400)의 하단 배액 홀(450)의 분해도를 도시한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 하단 배액 홀(450)은 하단 벽(415), 측벽(420), 및 후방 벽(410)의 모서리에 배치될 수 있다.

도 10a 내지 도 10f는 압력 제어 용기(500)의 예시적인 실시예를 도시한다. 특히, 도 10a는 용기(500), 예를 들어 600 KW 스키드의 예시적인 실시예를 도시한다. 예시적인 실시예는 모듈형 스키드를 포함한다. 용기(500)는, 용기(500)의 희망 위치로의 이동 및 전달을 돕는, 복수의 지게차용 관(514)을 포함할 수 있다. 용기(500)는, 용기 자체를 통한 최소 침투로, 전력 및 통신 입력(511) 그리고 프로세스 물 파이프(512)로부터의 프로세스 물을 수용할 수 있다. 이러한 연결부는 용기의 상단부에 배치될 수 있고, 그에 따라 데이터 센터 내의 모듈형 용기의 밀접 패킹(close packing)을 촉진할 수 있다. 일부 실시예에서, 데이터 센터 내의 다수의 모듈형 용기의 수직 적층을 수용하기 위해서, 연결부가 용기의 전방부 및/또는 측면에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 용기는, 용기들이 서로의 상부에 수직으로 적층될 수 있게 돕는 수직 이격부를 포함할 수 있다. 수직 공간은, 연결부, 공기 유동, 및/또는 용기들 사이의 절연을 위한 부가적인 공간을 생성할 수 있다. 용기들을 수직 적층하는 것에 의해서, 평방 피트 기반에서, 우수한 전력 밀도가 달성될 수 있다. 일부 실시예에서, 용기(500)는, 용기(500) 전체를 통해서 입력(511) 및 분배 전력 및 네트워크 연결성을 수용하도록 구성된 전력 및 통신 상자를 포함할 수 있다. 용기(515)는, 용기(500)에 대한 구성 요소의 부가 및/또는 그 제거를 촉진할 수 있는, 밀봉 덮개(515)를 포함할 수 있다.

도 10b는 용기(500)의 다른 도면을 도시한다. 일부 실시예에서, 용기를 개방하지 않고도 구성 요소가 용기 내의 로봇 시스템을 이용하여 교체될 수 있도록, 교체 구성 요소의 재고가 용기(500) 내에 저장될 수 있다. 로봇 시스템은 갠트리 모터(gantry motor)(516)를 이용하여 동작될 수 있다. 그러한 실시예에서, 구성 요소가 파괴되거나 수리할 필요가 있을 때, 교체 구성 요소가 시스템 내로 설치되고, 카세트가 완전히 채워질 때까지, 파괴된 또는 달리 제거된 구성 요소가 카세트 내에 저장될 수 있다. 완전히 채워진 시점에서, 제거된 구성 요소를 포함하는 카세트가 용기로부터 제거될 수 있고, 새로운 교체 구성 요소를 갖춘 새로운 카세트가 추후의 이용을 위해서 용기 내로 삽입될 수 있다. 일부 실시예에서, 개시된 용기는 약 15 피트의 길이, 약 7 피트의 폭, 및 약 10 피트의 높이를 갖는다. 일부 실시예에서, 개시된 시스템은 약 150 평방 피트 내에서 600 KW의 컴퓨팅 파워의 달성을 제공할 수 있다.

일부 실시예에서, 용기(500)는 또한 하나 이상의 벨로우즈 탱크(517)를 포함할 수 있다. 벨로우즈 탱크(517)는 용기 내의 압력을 조절하기 위해서 이용될 수 있다. 개시된 컴퓨팅 및/또는 냉각 시스템이 초기에 활성화될 때, 팽창하는 유전성 유체가 벨로우즈 탱크로 지향될 수 있고, 그에 따라 환경으로 손실되지 않고 및/또는 압력이 용기 내에서 축적되는 것을 방지할 수 있다. 일부 실시예에서, 벨로우즈 탱크(517)는, 용기 내의 액체 유전성 유체의 약 2배를 유지할 수 있을 정도로 클 수 있다.

도 10c는 용기(500)의 단면도를 도시한다. 용기(500)의 하부 부분은 컴퓨팅 구성 요소를 수용하는 랙(310) 및/또는 샤시(400)를 포함할 수 있다. 랙 위에는, 임의의 유전성 증기를 냉각 및 응축하는 응축기 코일(132)이 위치된다. 전력은 전력 버스 바(518)를 이용하여 용기 내에 분배될 수 있다. 이는 전력이 우수한-교환 가능 방식으로 개별적인 컴퓨팅 구성 요소에 분배될 수 있게 한다. 전력 버스 바(518)는, 용기를 통한 단지 하나의 또는 적은 수의 침투를 이용하여, 용기가 외부 전력을 수용할 수 있게 한다. 이러한 설계는 용기 시스템의 설치 및 동작을 단순화한다. 일부 실시예에서, 각각의 전력 버스 바가 5개의 랙에 대한 전원을 위해서 600 amp를 제공할 수 있다. 그러한 실시예에서, 용기의 각각의 측면 상에 하나씩, 버스 바의 2개의 세트가 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 버스 바는 플라스틱 절연부를 포함하지 않는다. 플라스틱은 일부 유전성 유체의 오염으로서 간주될 수 있고, 일부 실시예에서 일반적으로 회피될 수 있다.

일부 실시예에서, 용기(500)는 건조제(519)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 유전성 증기가 용기(500)의 헤드 공간으로부터 제거될 수 있고, 임의의 비-응축성 성분이 유전성 유체로부터 제거될 수 있게 하는 방식으로 응축될 수 있다. 물은 많은 유전성 유체와 동일한 조건 하에서 응축되지 않을 것이다. 따라서, 이러한 시스템은 유전성 유체로부터 물 오염물을 제거하기 위해서 이용될 수 있다.

일부 실시예에서, 용기(500)는 유체 필터(520), 유체 파이프(521), 및 유체 펌프(522)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 유전성 유체는, 액체 유전성 유체가 랙(310)의 외부로 그리고 섬프 지역(sump area)(523) 내로 유출되게 하는 방식으로 용기에 첨가될 수 있다. 이어서, 유체는, 유체 필터(520)를 이용하여, 필터링될 수 있고, 유체 펌프(522) 및 유체 파이프(521)를 이용하여 용기의 먼쪽으로 펌핑될 수 있다. 이러한 시스템은 신선한 필터링된 유전성 유체를 용기를 통해서 순환시키고, 그에 따라 유전성 유체는 컴퓨팅 구성 요소를 냉각하기 위해서 재사용될 수 있다.

도 10d는 용기(500)의 단면도를 도시한다. 이러한 실시예에서, 액체 유전성 유체의 레벨이 랙(310) 및/또는 그 내부의 컴퓨팅 구성 요소의 높이 보다 높은 유체 레벨(524)에서 유지될 수 있다. 결과적으로, 랙(310) 및/또는 컴퓨팅 구성 요소가 유전성 유체 내에 침잠될 수 있다. 유체 레벨(524) 위에, 예를 들어 절반 레벨(525)까지, 포화된 유전성 증기가 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 포화된 유전성 증기는, 응축기 코일(132)의 높이의 약 절반일 수 있는, 절반 레벨(525) 이하에서 유지된다. 포화된 증기 위에는, 일부 실시예에서, 덜 조밀한 유전성 증기를 포함할 수 있는 헤드 공간이 위치된다.

통신 시스템

개시된 통신 시스템의 실시예는, 개시된 상위 구조물(210), 압력 제어 용기(110), 및/또는 컴퓨팅 시스템 내의 또는 그와 연관된 장비를 위한 표준화된 층 1 내지 3 연결성 및 관리 인터페이스를 제공하도록 설계된다.

일부 실시예에서, 일련의 MTP 인터페이스는, 다수의 고밀도 다중모드 섬유 연결부를 압력 제어 용기(110) 내로 가져갈 수 있는 능력을 제공한다. 압력 제어 용기(110) 내에 일단 수용되면, 섬유 연결부는, 전용 브레이크 아웃 케이블의 세트, 브레이크 아웃 인터페이스, 패치 패널, 및/또는 랙(310)에 대한 분배 패치 패널을 이용하여, 개별적인 스위치 레벨 연결부들로 나눠질 수 있다.

개시된 시스템의 일부 실시예는 각각의 랙(310)에서 전용 섬유 패치 패널 인터페이스 포트를 포함할 수 있고, 그에 따라 짧은 패치 패널을 통해서 내부에 설치된 스위치 시스템에 연결될 수 있게 한다. 다른 실시예에서, 각각의 스위치 시스템으로부터 MTP 분배 인터페이스까지 연장되는, 전용 패치 패널, 또는 패치 패널의 세트가 있을 수 있다.

일부 실시예에서, 스위치 시스템과 샤시(400) 사이의 인터페이스는, 백플레인 인터페이스(330)를 통해서 및/또는 백플레인 연결기의 이용을 포함하거나 포함하지 않을 수 있는 일부 다른 메커니즘을 통해서 이루어질 수 있다. 일부 실시예에서, 매개 랙 레벨 스위치 시스템이 없을 수 있다. 그러한 실시예는, 내부에 위치된 여러 컴퓨팅 장비에 연결하기 위해서 압력 제어 용기(110) 내의 중앙 집중형 스위치의 세트를 이용할 수 있다.

스위치 시스템과 샤시(400) 사이의 전형적인 인터페이스는 랙(310)에 부착되고, 패치 패널 상의 포트를 스위치 시스템 상의 적절한 포트와 연결하는 패치 케이블로 백플레인 시스템(330)에 와이어 연결되는 패치 패널을 이용하여 달성될 수 있다.

일부 실시예에서, 통신 시스템 캐비넷을 각각의 압력 제어 용기(110) 상의 MTP 인터페이스와 상호 연결시키는 패치 패널, 및 스위치 시스템을 서로 및/또는 외부 세계와 상호 연결시키는 역할을 하는 중앙 집중형 통신 시스템 분배 스위치를 포함하는, 작은(6U) 랙 레일 지역이 있을 것이다. 그러한 실시예에서, 최종-사용자 또는 고객은 그들 자체의 라우팅 기어를 이러한 공간 내에 설치하는 것을 그리고 개시된 컴퓨팅 시스템과 외부 세계 사이의 연결부로서의 역할을 하도록, 또는 압력 제어 용기(110) 또는 상위 구조물(210)과 기존 네트워크 환경 사이의 섬유 연결성을 작동시키도록 외부 연결성을 그에 제공하는 것을 선택할 수 있다.

통신 시스템 환경의 실시예에서 이용되는 접근, 통신, 및/또는 네트워킹 구성 요소는 표준 장비일 수 있거나 사용자 특정될 수 있다. 랙(310) 및 백플레인 인터페이스(330) 시스템은, 기존 스위치를 제거하는 것, 이를 임의의 표준 스위치(예를 들어, 1U 스위치)로 교체하는 것, 그리고 희망 인터페이스를 백플레인 네트워크 인터페이스 패널에 재-와이어 연결하는 것에 의해서, 각각의 랙(310) 내에 위치된 스위치 시스템을 교체할 수 있는 능력을 포함할 수 있다.

특정 실시예에서, 백플레인 시스템(330)과 직접적으로 인터페이스하도록 설계된 제품이 이용될 수 있다. 그러한 제품은, 특별한 목적으로 구축된 인터네트워킹 인터페이스를 통해서, 상업적으로 이용되는 프로토콜을 통해서, 또는 네트워크 레벨 상호연결성 인터페이스의 설계를 위한 사양을 통해서, 스위치 포트들을 상호 연결하도록 특별히 설계된, 샤시(400) 패치 패널 시스템 및/또는 직접적 전기 인터페이스를 이용할 수 있다.

일부 실시예에서, 각각의 블레이드 또는 샤시와 스위치 사이의 연결성은 다수의 인터페이스를 포함할 수 있다. 하나의 인터페이스는, 상업적으로 이용 가능한 스위치에서 이용될 수 있는 표준 포트일 수 있는 표준 스위치포트일 수 있다. 공통 인터페이스는, 스위치와 호스트 장치 사이에서 Cat6 또는 Cat7 트위스트형 쌍 구리 연결부를 이용할 수 있게 하는 1GBASE-T 또는 10GBASE-T일 수 있다. 다른 인터페이스는, 표준 스위치포트로부터 패치 패널의 전방측까지 진행되는 표준 패치 케이블을 갖춘 패치 패널 및 해당 패치 패널의 후방측으로부터 신호 백플레인의 신호 인터페이스까지의 하드 와이어형 연결부의 세트로 구성될 수 있는, 스위치-대-백플레인 매개 장치일 수 있다. 대안적으로, 이는, 스위치포트로부터 보드까지 진행되어 표준 스위치포트와 백플레인 사이의 연결성을 구축하는, 특별한 케이블 및/또는 표준 RJ45 인터페이스로 구성될 수 있다. 또 다른 인터페이스는, 인쇄회로기판(PCB)을 따라서 표준 스위치포트로부터 신호 경로를 분배하는 인터페이스 시스템 신호 백플레인일 수 있다. 신호 경로 중 하나 이상이, 신호 백플레인 인터페이스가 연결될 PCB 상의 연결기에서 종료될 수 있다. 또 다른 인터페이스가 샤시 신호 백플레인 인터페이스일 수 있다. 이는, 인터페이스 시스템 신호 백플레인 상의 연결기와 짝을 이루는 샤시 자체에 위치된 연결기일 수 있다. 이는, 인터페이스 시스템 신호 백플레인과 샤시 자체 사이의 인터페이스로서의 역할을 한다. 또 다른 인터페이스가 샤시 네트워크 인터페이스일 수 있다. 이는, 샤시 네트워크 인터페이스로부터 샤시에 부착된 서버 상의 RJ45 인터페이스까지의 패치 케이블의 연결을 허용하는 표준 패치 인터페이스일 수 있다.

로봇 시스템

개시된 시스템의 일부 실시예에서, 압력 제어 용기(110) 내의 구성 요소의 우수한 교환성의 필요성을 해결하는 잠재적인 방법. 고장 구성 요소(170)를 원격으로 제거 및 교체할 수 있는 능력의 필요성이 로봇을 통해서 해결될 수 있다.

개시된 시스템들의 조합의 특정 실시예가 내부 로봇 아암(230) 및/또는 외부 로봇 아암(240)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어 암호화폐 적용예 및/또는 특정 고성능 컴퓨팅 환경을 위한 것은 구성 요소의 우수한 교환성을 요구하지 않을 수 있다. 다른 하이퍼 스케일 GPU 및 CPU 환경에서, 이는 기본적인 요건일 수 있다. 개시된 로봇 시스템의 실시예는, 어떠한 다른 구성 요소의 중단이 없이, 샤시 및/또는 다른 컴퓨터 구성 요소의 교체를 가능하게 한다. 일부 실시예에서, 고장난 카드 및/또는 구성 요소는 자동적으로 및/또는 프래그래밍적으로 교체 및/또는 저장될 수 있다. 이는, 개시된 시스템의 실시예의 짧은 그리고 중간-기간의, 완전히 이격된 그리고 자율적인 동작을 가능하게 한다.

내부 로봇 아암(230) 메커니즘은 압력 제어 용기(110) 환경 내에 위치된다. 도 7a 내지 도 7d에 도시된 바와 같이, 예시적인 실시예에서, 카드 또는 구성 요소가 적절히 동작하지 않을 때, 제거 시퀀스가 개시될 수 있다. 제거 시퀀스가 개시될 때, 내부 아암(230)은 적절한 컴퓨터 구성 요소(170) 및/또는 연관된 샤시(400)를 랙(310)으로부터 제거할 것이고, 이를 압력 제어 용기(110) 내에 위치된 에어록(220)으로 이동시킬 것이고, 제거 시퀀스의 완료를 신호할 것이다. 이러한 시퀀스가 일단 완료되면, 내부 에어록 도어(222)가 폐쇄될 것이고, 에어록 압력이 외측 대기의 압력과 동일해질 것이고, 외부 에어록 도어(224)가 개방될 것이다. 외부 도어(224)가 일단 개방되면, 외부 로봇 아암(240)은 샤시(400)를 에어록(220)으로부터 제거할 것이고 이를 빈 저장 슬롯 내로 배치할 것이다.

일부 실시예에서, 에어록(220)이 외부 환경으로 개방되기 전에, 에어록(220)은 질소 및/또는 다른 불활성 및/또는 비-응축성 가스로 퍼지될 것이다. 그러한 실시예에서, 이는, 에어록이 개방 및 폐쇄될 때 유전성 증기의 손실을 감소시키거나 방지하는 효과를 갖는다. 특정 실시예에서, 에어록에는, 내측부 부분, 외측부 부분, 또는 그 둘 모두에서, 일방향 밸브가 피팅될 것이다. 에어록의 내측부 및 외측부 부분 모두에서 일방향 밸브를 갖는 실시예에서, 에어록의 퍼지는 외부 환경이 압력 제어 용기(110)의 내측부 대기 내로 교차 오염되는 것을 방지할 것이고, 유전성 증기의 손실을 또한 방지할 것이다.

카드 또는 구성 요소 교체 시퀀스가 개시될 때, 외부 로봇 아암(240)은 교체 구성 요소 및/또는 샤시(400)를 저장 슬롯으로부터 제거할 것이고 그러한 구성 요소를 에어록(220) 내에 배치할 것이다. 일단 완료되면, 외부 에어록 도어(224)가 폐쇄될 것이고, 에어록 압력은 압력 제어 용기(110) 내측의 압력과 같아질 것이며, 내부 도어(222)가 개방될 것이다. 내부 도어(222)가 일단 개방되면, 내부 로봇 아암(230)은 샤시(400)를 에어록(220)으로부터 제거할 것이고 이를 적절한 랙(310) 내로 삽입할 것이다.

원격 접근 가능 관리 시스템과 커플링될 때, 내부 및 외부 로봇 아암(230 및 240)은 데이터센터 환경의 원격 동작 및 관리를 가능하게 한다. 이는, 인간 조작자가 이용 가능하게 유지되어야 할 필요성을 줄일 수 있고, 비용 및/또는 중단 시간을 줄일 수 있다. 일부 실시예에서, 외부 로봇 아암(240)은 이동 가능 기부에 장착되고, 그에 의해서 단일 외부 로봇 아암 시스템이 개시된 컴퓨팅 시스템의 다수의 실시예를 위한 역할을 할 수 있게 한다.

고객이 개발한 워크플로우 관리 시스템 및 가상화 기술과 통합될 때, 개시된 로봇 시스템은 완전히 자율적이고, 자가-치유되는 데이터센터 해결책의 개발을 가능하게 하고, 이는 최대 레벨의 시스템 신뢰성을 제공할 수 있다.

일부 실시예에서, 특유의 인간 및/또는 기계 판독 가능 일련 번호를 갖는 자산 태그 및/또는 생산 배치 코드(production batch code)가 각각의 컴퓨터 구성 요소 및/또는 샤시에 포함될 수 있다. 이러한 실시예에서, 자산 태그는 특유의 일련 번호일 수 있다. 태그는 인쇄된 바코드 또는 QR 코드를 포함할 수 있고, 개시된 로봇 시스템의 실시예에 의한 자동적인 부품 식별을 가능하게 할 수 있다. 태그 코드가 또한 관리 소프트웨어 시스템과 함께 이용되어, 재고 관리 및 자동화 시스템과 관련된 상세한 구성 요소 정보를 제공할 수 있다. 태그 및 임의의 연관된 접착제 또는 다른 구성 요소가 바람직하게, 유전성 유체와 양립 가능한 재료로 제조된다. 태그는 바람직하게, 샤시가 랙 내에 삽입될 때 판독될 수 있는 스폿(spot) 내에서 샤시 상에 위치된다. 일부 실시예에서, 이차적인 또는 부가적인 태그가 샤시의 다른 지역 상에 위치되어, 구성 요소의 식별 및/또는 재고 관리를 보조할 수 있다.

개시된 로봇 시스템의 실시예는, 임의의 개별적인 샤시가 일시적으로 제거 및 교체될 수 있게 하고, 이러한 프로세스는 "리-시팅(re-seating)"으로 지칭된다. 이는, 문제 해결 중에 구성 요소의 하드 전력 사이클이 요구된다는 것이 결정될 때, 유용하다. 리시트(reseat)는, 모든 전력을 분리하는 것, 약간 기다리는 것, 그리고 이를 재연결하는 것에 의해서, 이러한 것을 달성한다.

일부 실시예는, 개별적인 카드 및/또는 샤시가 에어록을 통해서 압력 제어 용기로부터 제거될 수 있게 한다. 일부 실시예에서, 로봇 시스템은 샤시를 랙 내의 그 슬롯으로부터 제거할 것이고, 이를 에어록으로 이동시킬 것이며, 에어록이 개방될 수 있도록 그리고 카드 및/또는 샤시가 제거될 수 있도록 이러한 과제의 완료를 신호할 것이다. 일부 실시예는 교체 구성 요소 및/또는 샤시가, 제거를 위해서 이용된 것과 동일한 에어록을 통해서, 특정 랙 슬롯 내로 배치될 수 있게 한다. 일부 실시예에서, 로봇 시스템은 샤시를 에어록으로부터 제거할 것이고, 이를 적절한 랙 슬롯 내에 배치할 것이고, 이러한 과제의 완료를 신호할 것이다.

내측 시스템 상의 로봇

개시된 시스템의 실시예는 "로봇 내측" 로봇 시스템을 포함할 수 있다. 그러한 실시예에서, 용기 내에서 동작하는 로봇 아암을 수용하기 위해서, 압력 제어 용기가 확장될 수 있다. 용기는 또한, 동작되는 컴퓨터 구성 요소를 포함하는 랙 위의 컴퓨터 구성 요소 및/또는 샤시의 이동 또는 전달을 수용하도록 배열될 수 있다. 압력 제어 용기가 또한 탱크, 포드, 및/또는 진공 챔버로 지칭될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 대안적으로, 압력 제어 용기의 특정 구성 요소가 탱크 또는 포드로 지칭될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

도 10e는, 컴퓨팅 구성 요소, 예를 들어 랙(310)의 샤시(400)를 제거, 교체, 및/또는 설치하도록 구성된 갠트리 로봇(526)을 갖춘 개시된 시스템의 실시예를 도시한다. 일부 실시예에서, 갠트리 로봇(526)은 또한 전력 분배 시스템의 DC 정류기 및/또는 다른 구성 요소를 제거, 교체, 및/또는 설치하도록 구성될 수 있다. 개시된 컴퓨터 구성 요소 및 전력 분배 구성 요소의 일부 실시예가 우수하게 교환 가능하도록 설계될 수 있고, 갠트리 로봇(526)에 의한 핸들링을 촉진하는, 핸들 또는 다른 특징을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 일부 실시예에서, 갠트리 로봇(526)은 x 및 y 방향 모두로 이동하도록 배열되고, 교체 구성 요소를 제거 및/또는 설치하기 위해서 z 방향으로 낙하될 수 있다. 일부 실시예에서, 갠트리 로봇(526)은 샤시(400) 및/또는 전원을 파지하기 위한 파지 도구를 포함하고, 예를 들어 파지 도구가 판(426)을 파지할 수 있다.

도 10e는 개시된 탱크의 예시적인 실시예의 상단 단면도를 도시한다. 일부 실시예에서, 랙(310)의 어레이가 샤시(400) 및/또는 컴퓨팅 보드로 채워질 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 샤시(400)가 약 6KW의 전력을 이용할 수 있고, 각각의 랙(310)은 10개의 샤시를 포함할 수 있다. 따라서, 10개의 그러한 랙(310)을 포함하는 실시예에서, 용기는 컴퓨팅 목적을 위해서 약 600 KW의 전력을 이용할 수 있다. 일부 실시예에서, 부가적인 랙(310) 및/또는 샤시(400)의 매거진(527) 그리고 DC 전력 정류기가 교체 구성 요소로서 사용되도록 용기(500) 내에 저장될 수 있고, 및/또는 용기(500)로부터 제거된 구성 요소를 저장하기 위한 공간을 제공할 수 있다.

외측 시스템 상의 로봇

도 12a 내지 도 12e는 용기의 다른 실시예를 도시한다. 특히, 도 12a는, 갠트리 로봇(526)이, 샤시(400) 및/또는 컴퓨팅 구성 요소를 수용하는 탱크(710)의 외측에 위치되는, 용기(700)의 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 탱크(710)는 작을 수 있으나, 외부 갠트리 로봇(526)이 탱크(710) 내측의 샤시(400) 및/또는 전원에 접근하게 하기 위해서 더 빈번하게 개방될 필요가 있을 것이다. 또한, 교체 장비가, 탱크(710)의 외측에 있는 저장부(716)와 같은 모듈형 외장 내에 저장 및/또는 수용될 수 있다. 일부 실시예에서, 탱크(710)는 다수의 도어(711)를 가질 수 있고, 그에 의해서, 구성 요소 또는 샤시(400)의 제거, 설치 및/또는 교체를 위해서 단일 도어(711)가 개방될 때, 탱크(710)의 내측부의 노출을 제한할 수 있다. 그러한 실시예에서, 탱크를 불필요하게 개방하는 것을 방지하기 위해서, 교체 구성 요소가 탱크(710)의 외측에 저장될 수 있다.

또한, 용기(700)는 하나 이상의 변압기(712), 전기 분배 패널(713), 프로세스 물 파이프(512) 및 전기 체이스(714)를 포함할 수 있다. 용기(700)는 또한, 용기(700) 내의 여러 장비의 상태를 모니터링 및 제어하는, 프로그래머블 로직 제어기(PLC) 캐비넷(715)을 포함할 수 있다. 변압기(712), 전기 분배 패널(713), 프로세스 물 파이프(512) 및 전기 체이스(714) 및 PLC 캐비넷(715)이 탱크(710)의 외측에 위치될 수 있다.

도 12b는, 외부 갠트리 로봇(526)이 접근할 수 있는 탱크(710)를 갖는 용기(700)의 단면도를 도시한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 응축기 코일(132), 랙(310) 및 벨로우즈(717)가 탱크(710) 내에 위치된다. 도 12c는 외부 갠트리 로봇 및 다수의 도어(711)를 갖춘 탱크(710)를 갖는 용기(700)의 측면도를 도시한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 탱크(710)는 유체를 섬프 지역으로부터 제거하고 유체를 유체 파이프(521)를 통해서 유체 필터(520)로 보내기 위한 유체 펌프를 포함한다. 용기(700)는 또한 교체 장비를 저장하기 위한 매거진(718)을 포함한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 매거진(718)은 탱크(710)의 외측에 위치된다. 일부 실시예에서, 탱크(710) 내의 액체 유전성 유체의 총 부피를 줄이기 위해서, 이격부재 및/또는 밸러스트 블록(160)이 이용될 수 있다.

도 12d는 예시적인 실시예에 따른 랙(310)을 도시한다. 일부 실시예에서, 중복 전원(314)이, 일차 전원(313)에 인접하여 대향되게, 랙(310)의 대향 측면 상에 배치될 수 있다. 또한, 전력 및/또는 데이터 케이블(318 및 319)이 대안적인 구성으로 라우팅될 수 있고, 그에 따라 특별한 전개의 특정 요건을 수용할 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 백플레인 수신기(331)가 랙(310) 아래에 위치된다.

도 12e는, 개시된 탱크(710)의 일부 대안적인 실시예에서 이용될 수 있는 예시적인 경첩 도어(711)를 도시한다. 일부 실시예에서, 유전성 증기 내의 흐름 유도를 감소 또는 방지하기 위해서, 경첩형 도어와 대비되는 것으로서, 활주 도어가 이용될 수 있다. 서서히 도어를 개방 활주시키는 것은, 경첩형 도어를 회전 개방하는 것 그리고 흐름을 혼합하는 것보다 유전성 증기를 덜 방해할 것이다.

관리 시스템

관리 시스템은 개시된 컴퓨팅 시스템의 사용자와 컴퓨팅 시스템 자체 사이의 웹 기반의 인터페이스이다. 관리 시스템의 실시예는 컴퓨팅 시스템의 동작적인 관점을 제공하고, 압력 제어 용기(110), 로봇 시스템, 통신 시스템, 전력 시스템, 및/또는 모든 다른 시스템 및 구성 요소의 모니터링 및 관리를 포함하는, 여러 구성 요소의 모니터링 및 관리를 가능하게 한다. 하나의 예시적인 실시예에서, 관리 시스템은 도 12a의 PLC 캐비넷(715) 내에서 구현될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 관리 시스템은 도 10a의 전력 및 통신 상자(513) 내에서 구현될 수 있다. 각각의 실시예에서, 전력 관리 시스템은 제어 장치 또는 다른 적합한 장치, 예를 들어 컴퓨터 상의 소프트웨어 프로그램으로서 구현될 수 있다.

특정 실시예에서, 단순한 네트워크 관리 프로토콜 접근 가능 데이터 지점의 세트를 관리 시스템의 사용자가 이용하게 할 수 있고, 그에 따라 제3자 모니터링 시스템을 통해서 키 동작 매개변수를 모니터링할 수 있게 한다. 전체 동작 로그가 유지될 수 있고, 사용자의 동작 조건 데이터의 검토를 위해서 차트가 제공될 수 있다.

시스템 구성 요소의 규칙적인 유지보수가 관리 시스템을 통해서 계획되고 유지될 수 있다. 사용자는 일상 유지보수의 규칙적인 리마인더를 제공받을 수 있고, 인터페이스 내에서 실시되는 그러한 유지보수를 알 수 있다. 이러한 데이터는 모두 이력 동작 검토를 위한 동작 로그 정보의 일부로서 유지될 수 있다.

일부 실시예에서, 동작 기능이 또한 API 인터페이스를 통해서 노출될 수 있고, 그에 따라 컴퓨팅 시스템 및 연관된 구성 요소의 원격 프로그램 모니터링 및 관리를 가능하게 한다. 임의의 발생의 경우에 조작자에게 통지할 수 있도록, 동작 모니터링 및 경고 기능의 전체 세트가 포함될 수 있다.

관리 시스템의 중앙 집중형 서버 버전 또는 호스팅 클라우드 기반의 관리 버전이, 다수의 압력 제어 용기 컴퓨팅 시스템을 갖는 고객에 의해서 이용될 수 있다. 이는, 압력 제어 용기 컴퓨팅 시스템들의 집단(fleet)의 관리를 위한 하나의 프로그램적인 그리고 사용자가 접근할 수 있는 인터페이스를 조작자에게 제공한다.

일부 실시예에서, 소프트웨어 기반의 인터페이스 모듈은 컴퓨팅 플랫폼 및 제3자 관리 유틸리티, 예를 들어 Microsoft System Center 및 VMWare VCenter와의 상호 동작을 가능하게 한다. 관리 시스템에 의해서 제공되는 사용자 및 API 인터페이스는 개시된 로봇 시스템과의 완전한 상호 동작을 가능하게 하고, 그에 따라 개시된 컴퓨팅 플랫폼의 완전한 원격의 그리고 프로그램적인 자율 동작 및 관리를 가능하게 한다.

일부 실시예에서, 제어 시스템은, 온도, 압력, 유량, 및/또는 전력 관리를 포함하는, 동작의 조정 및 제어를 가능하게 한다. 일부 실시예에서, 사용자 인증 시스템은, 다수의 특유의 사용자들이 시스템에 대해서 인증할 수 있게 한다. 일부 실시예는 역할 기반의 및/또는 요소 기반의 허용 시스템을 포함한다. 그러한 실시예에서, 관리자는, 사용자들이 연관될 수 있는 다수의 역할을 구성할 수 있고 및/또는 사용자의 역할 할당을 벗어난 특정 허용을 개별적인 사용자에게 적용할 수 있다.

일부 실시예는, 용기 및/또는 상위 구조물 내에 위치될 수 있는 카메라로부터 비디오 피드를 기록 및 검색할 수 있는 능력을 사용자에게 제공하기 위해서, 비디오 관리를 통합한다. 일부 실시예에서, 카메라는, 프로세서에 의해서 분석될 수 있는 시각적 데이터를 획득할 수 있다. 그러한 실시예에서, 프로세서는, 획득된 시각적 데이터에 응답하여 용기 시스템, 로봇 시스템, 및/또는 상위 구조물 시스템의 동작을 제어하기 위해서, 컴퓨터 비전 기술을 이용할 수 있다.

일부 실시예에서, 제어 시스템 및 소프트웨어는, 개시된 컴퓨팅 플랫폼의 전체적인 시스템 및/또는 개별적인 하위시스템 및/또는 구성 요소의 동작 및 상태와 관련된 보고서를 생성하도록 구성될 수 있다.

예시적인 조합된 시스템 실시예들

개시된 시스템이 개별적으로 또는 조합되어 이용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 여러 용도 경우에 맞춰질 수 있는 조합된 컴퓨팅 시스템의 다수의 실시예가 있다.

하나의 예시적인 실시예는 Crypto Series이다. 이는, 의도적으로 구축된 컴퓨팅 하드웨어, 해당 하드웨어를 위해서 설계된 안내 판 및 와이어링 하네스를 갖는 랙(310), 통신 시스템(360) 아키텍처의 수정된 구현예, 및 1MW 압력 제어 용기(110) 및 전력 분배 시스템을 이용하는 개시된 기술의 초-고밀도 구현예이다. 이러한 실시예의 전형적인 사용자는, 맞춤형 컴퓨팅 구성 요소를 이용하여 암호화폐 채굴 또는 다른 초-고 전력 밀도 프로세스를 실시하고자 하는 사람, 또는 자신들의 하드웨어를 통합하고자 하는 전체 범위 2-상 액체 침잠 냉각 시스템을 개발하고자 하는 컴퓨팅 구성 요소의 제조자이다.

다른 예시적인 실시예는 GPU Series이다. 이는, 개시된 기술의 고밀도 GPU 수퍼컴퓨팅 구현예이다. 이러한 구현예는, 초고속 GPU 대 GPU 통신을 촉진하기 위해서, NVidia NVLink 기술을 이용하여, Gigabyte로부터의 마더보드 및 NVidia로부터의 GPU를 통합하도록 설계된, 고객 제조 샤시(400), 랙(310) 및 백플레인 인터페이스(330) 기술을 이용할 수 있게 할 것이다. 이러한 기술의 전형적인 사용자는, 그래픽 렌더링, 입자 시뮬레이션 및 일반적인 연구 활동을 포함하는, GPU 기반의 컴퓨팅 및 메모리 능력을 이용할 수 있게 하는, 범용 병렬 프로세싱 적용예를 포함한다.

또 다른 예시적인 실시예는 CPU Series이다. 이는, 개시된 기술의 고밀도 CPU 컴퓨팅 구현예이다. 이러한 구현예는 고성능 Supermicro 기반의 마더보드, Intel Xeon CPU, 고속 네트워크 인터페이스, 고속 메모리, 및 국소적인 저장을 위한 솔리드 스테이트 저장 장치를 이용할 수 있게 할 것이다. 이러한 기술의 전형적인 사용자는, 자신의 내부 적용예를 위해서 또는 그들이 제3자 고객 및 다른 기관에 제공하기 위해서 고성능 컴퓨팅을 이용하는, 데이터센터, 기업, 및 클라우드/VPS 호스팅 제공자 그리고 서비스 제공자를 포함한다.

또 다른 예시적인 실시예는 Edge Series를 포함한다. 이는, 구체적으로 원격/필드 전개를 위해서 또는 통상적인 사업 및 데이터 센터 환경 내에서 또는 그와 함께 설계된, 개시된 컴퓨팅 시스템의 축소된 구현예이다. 이러한 실시예는, 완전한 원격 모니터링 및 관리 능력을 갖는, 확실한 내후성 환경에 초점을 맞춘 것이다. 이러한 기술의 목표 사용자는, 분산형 필드 인프라구조를 갖는 네트워크 조작자 및 다른 기관, 및 기존 설비 또는 구조에 대한 최소 수정으로 그들의 컴퓨팅 능력을 증강시키고자 하는 기존 설비의 조작자와 같은, 필드 전개되고 분산된 기술의 조작자일 수 있다. 이러한 시스템은, 시스템에 대한 전기, 물 및 네트워크 연결성을 포함하는, 유틸리티 서비스의 연결을 단순화하기 위해서 외부 구조물에 다양한 개선을 통합할 수 있다.

독립형 실시예

일부 개시된 실시예는 외부의 물 공급원에 의존하지 않는다. 그러한 실시예는, 전술한 바와 같이 응축기를 통해서 순환될 수 있는 물 또는 다른 유체를 냉각시키기 위한 폐쇄-루프 칠러를 포함할 수 있다. 냉각수의 외부 공급원 대신, 폐쇄-루프 칠러를 이용하는 것은, 실질적으로 독립적인 실시예를 가능하게 한다.

도 13은 독립형 용기(750)의 예를 도시한다. 도 13의 예시적인 실시예는 스키드-장착형 폐쇄 루프 칠러(719)를 이용하여, 냉각수 또는 다른 액체가 포드 또는 침잠 탱크(710) 내의 응축기에서 이용될 수 있게 한다. 폐쇄 루프 칠러의 이용에 의해서, 냉각수의 외부 공급원의 필요성을 제거할 수 있고, 그에 따라 완전한 동작을 위해서 전력의 외부 공급원 및 네트워크 연결만을 필요로 할 수 있는 독립형 데이터 센터 해결책을 초래할 수 있다. 용기(750)는 또한 벨로우즈(717), 도어(711), 갠트리 로봇(526), 전기 분배 패널(713), PLC 캐비넷(715) 및 매거진(718)을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 폐쇄 루프 칠러(719)는, 모듈형 압력 제어 용기의 외부 하우징 내에서 둘러싸이는 스키드-장착형 폐쇄 루프 칠러일 수 있다. 그러한 실시예에서, 열이 컴퓨터 구성 요소로부터 탱크(710) 내의 유전성 액체에 전달된다. 이러한 프로세스는 전술한 바와 같이 유전성 액체를 유전성 증기로 변환한다. 유전성 증기는 탱크(710) 내에서 상승되고 응축기에 의해서 냉각되고, 그에 의해서 유전성 증기를 유전성 액체로 다시 변환한다. 이어서, 유전성 증기로부터 응축기에 전달되는 열은 응축기로부터 응축기 내의 냉매 또는 응축 유체로 그리고 이어서 폐쇄 루프 칠러(719)로 전달된다. 일부 실시예에서, 칠러(719)는, 증기-압축, 압축기, 증발기, 열-교환기, 또는 냉매 또는 응축 유체를 냉각하는 다른 폐쇄-루프 방법을 이용하여, 열을 냉매 또는 응축 유체로부터 제거한다. 냉매 또는 응축 유체로부터의 열은 최종적으로 공기 냉각을 통해서 분산된다. 일부 실시예에서, 이는 독립형, 모듈형, 공기-냉각형, 2-상 액체 침잠 컴퓨팅 시스템을 초래한다. 일부 독립형 실시예의 공기 냉각은 놀랄만한데, 이는 침잠 냉각 분야가 공기 냉각, 특히 독립형 장치의 공기 냉각에 대비되는 것으로 일반적으로 알려져 있기 때문이다.

일부 개시된 실시예는 공간-절감 풋프린트(footprint)를 갖는 폼 팩터(form factor)로 제공될 수 있다. 예시적인 실시예는, 전술한 바와 같이 유전성 액체 내에 침잠된 10개의 블레이드 또는 서버를 포함하는 단일 랙을 포함한다. 일부 실시예에서, 각각의 서버는 약 6 kW의 전력을 소비할 수 있다. 따라서, 일부 예시적인 실시예는 작은 풋프린트 내에서 약 60 kW의 컴퓨터 전력을 제공한다.

도 13에 도시된 예시적인 실시예는, 약 4 피트 2 인치 깊이, 약 8 피트 8.5 인치 폭, 및 약 8 피트 8 인치 높이의 풋프린트 내에 수용된다. 이러한 예시적인 실시예는 다른 동작 구성 요소 및 시스템뿐만 아니라 약 60 kW의 컴퓨터 전력을 포함하고, 약 36.3 평방 피트의 지역 내에 수용된다. 용기의 동작 구성 요소가, 비제한적으로, 컴퓨터 구성 요소를 위한 유전성 유체, 응축기, 전원, 및 데이터 연결부를 포함하는 탱크 또는 포드를 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 그러한 용기는 또한 센서, 제어 장비, 전력 캐비넷, 벨로우즈(717), 진공 시스템, 유체 필터, 퍼지 시스템, 및/또는 다른 구성 요소를 포함할 수 있다. 일부 독립형 실시예는 외부 하우징을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 외부 하우징은 용기를 둘러쌀 수 있고, 구조적 지지를 제공할 수 있고, 스키드 장착될 수 있고, 통기될 수 있고, 내후성 및/또는 방수성을 가질 수 있고, 및/또는 장식적일 수 있다. 일부 실시예에서, 독립형 용기의 외부 하우징은, 폐쇄 루프 칠러의 이용을 돕기 위해서, 라디에이터 코일, 팬 그레이트(fan grate), 열 전달 구성 요소, 및/또는 공기-냉각형 구성 요소를 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 독립형 컴퓨팅 시스템은 평방 피트의 면적 당 적어도 약 1.5 kW, 평방 피트당 적어도 약 1.6 kW, 평방 피트당 적어도 약 1.65 kW, 평방 피트당 적어도 약 1.8 kW, 평방 피트당 적어도 약 2.0 kW, 또는 평방 피트당 적어도 약 3.0 kW의 컴퓨팅 전력을 제공한다. 일부 실시예에서, 독립형 컴퓨팅 시스템은 평방 피트의 면적 당 약 1.5 kW 이하, 평방 피트당 약 1.6 kW 이하, 평방 피트당 약 1.65 kW 이하, 평방 피트당 약 1.8 kW 이하, 평방 피트당 약 2.0 kW 이하, 또는 평방 피트당 약 3.0 kW 이하의 컴퓨팅 전력을 제공한다. 독립형 시스템의 높이가 조정될 수 있고, 그에 의해서 주어진 풋프린트 내에서 더 많거나 적은 컴퓨팅 전력을 제공할 수 있다는 것이 이해될 것이다.

다양한 폼 팩터의 다양한 잠재적인 실시예를 생성하기 위해서, 개시된 예시적인 실시예의 치수, 구성 요소, 배열, 및 구성이 수정될 수 있고, 부가 및/또는 차감될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

일부 실시예에서, 독립형 컴퓨팅 시스템은, 예를 들어, 블레이드 서버, 전원, 또는 다른 구성 요소, 예를 들어 샤시(400)를 제거, 교체, 및/또는 설치하도록 구성된, 갠트리 로봇(526)과 같은, 로봇 시스템을 포함할 수 있다. 독립형 시스템은 "내측의 로봇" 또는 "외측의 로봇" 시스템을 포함할 수 있다. 작은 풋프린트를 갖는 실시예에서, 교체 구성 요소의 작은 매거진(718)이 이용될 수 있다. 일부 실시예에서, 교체 구성 요소의 매거진(718)은 도 13에 도시된 바와 같이 탱크(710)의 외측부에 부착될 수 있다. 일부 실시예에서, 갠트리 로봇(526)이, 실질적으로 일 방향으로만 이동하면서, 구성 요소를 제거, 교체, 및/또는 설치할 수 있도록, 탱크(710), 랙, 컴퓨터 구성 요소, 전원, 교체 매거진(718), 및 갠트리 로봇(526)이 배열될 수 있다. 여러 구성 요소가 실질적으로 선형으로 배열되는 경우에, 갠트리 로봇(526)은, 제2 방향으로 이동하지 않으면서 희망 구성 요소를 제거, 교체, 및/또는 설치하기 위해서, 단일 축을 따라서 이동될 수 있다. 갠트리 로봇(526)이 단일 선형 방향을 따라 이동하는 것에 더하여 구성 요소를 상승 및 하강시킬 수 있다는 것이 이해될 것이다.

도 13에 도시된 실시예와 같은, 소형 폼 팩터를 이용하는 것은 독립형 2PLIC 시스템이 용이하게 운송될 수 있게 한다. 폐쇄 루프 칠러(719)의 통합은, 급냉된 물의 실질적인 공급원에 접근하지 못할 수 있는 원격 조건에서, 2-상 액체 침잠 냉각 시스템이 이용될 수 있게 한다. 또한, 외부 냉각수의 필요성을 제거하는 것은, 일부 실시예에서, 2개의 외부 연결부, 즉 전원 및 데이터 연결부만을 필요로 하는 독립형 컴퓨팅 시스템을 생성한다.

일부 실시예에서, 컴퓨팅 시스템은 도 14에 도시된 바와 같이 외부 하우징 내에 수용될 수 있다. 일부 실시예에서, 도 13에서 개략적으로 식별된 및/또는 본원에서 개시된 구성 요소가 외부 하우징 내에 수용될 수 있다. 일부 실시예에서, 외부 하우징의 부피는 예상 냉각 요건, 폐쇄 루프 칠러의 구성 및/또는 독립형 컴퓨팅 시스템이 전개될 것으로 예상되는 환경을 기초로 구성될 수 있다.

개시된 독립형, 자가-치유형, 소형 폼 팩터 실시예는, 상당한 컴퓨팅 능력을 거의 모든 위치 또는 환경에 제공하기 위한 독자적인 해결책으로서 이용될 수 있다. 일부 적용예에서, 다수의 소형 컴퓨팅 시스템이 서로 근접하여 배치될 수 있고, 및/또는 함께 연계되어 클러스터를 생성할 수 있다. 일부 실시예에서, 외부 하우징은, 외부 하우징의 단지 하나의 측면 또는 2개의 측면에 접근하는 것으로, 유지보수 및/또는 서비스 동작을 실시할 수 있도록 배열된다. 이러한 배열은, 개별적인 독립형 컴퓨팅 시스템이, 각각의 독립형 시스템 사이에서 감소된 또는 최소의 거리로 배치될 수 있게 한다.

하나의 예시적인 실시예에서, 4개의 예시적인 독립형 컴퓨팅 시스템의 클러스터가 전략적으로 배치되어, 약 140 평방 피트의 풋프린트 내에서 약 240 kW의 독립형 컴퓨터 전력을 가능하게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 유닛들은 서로 전력 및/또는 데이터 통신할 수 있고, 그에 의해서 단일 외부 전력 연결부 및 단일 데이터 연결부만으로 다중-유닛 클러스터의 동작을 가능하게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 데이터 센터가, 다수의 소형 컴퓨팅 시스템 또는 그러한 컴퓨팅 시스템의 다수의 클러스터를 이용하여 구축될 수 있다.

일부 개시된 실시예 및/또는 본원에서 개시된 컴퓨팅 시스템이 현대적인 데이터 센터 및/또는 기후 제어 환경에서 이용될 수 있으나, 개시된 독립형 컴퓨팅 시스템의 일부 실시예가 원격 위치 및/또는 가혹한 환경 조건에서 전개될 수 있다. 일부 실시예에서, 외부 하우징은, 긴 기간 동안 가혹한 환경에 노출되는 것을 견디도록, 내후화되고, 방수 처리되고, 및/또는 달리 배열될 수 있다. 일부 개시된 실시예는, 상당한 컴퓨팅 자원을 원격 위치 또는 어려움이 있는 위치로 신속하게 전개할 수 있게 한다. 일부 독립형 실시예는 전원 및 데이터 연결부에 대한 접근을 가지고 실질적으로 모든 위치에서 동작되도록 배열될 수 있다. 일부 실시예에서, 무정전 전원 및/또는 발전기가 컴퓨팅 시스템에 동작 가능하게 연결되어, 전력에 대한 더 신뢰 가능하고 일관된 접근을 제공할 수 있다.

일부 개시된 독립형 실시예는 적층 가능하게 설계된다. 일부 적층 가능한 실시예는 감소된 높이를 가지고 설계될 수 있다. 특정 실시예는 약 5'5"의 높이, 5'6"의 깊이 및 9'의 폭을 가질 수 있다. 이는, 42 평방 피트의 풋-프린트에서 약 60 kW의 컴퓨터 전력을 초래할 수 있다. 그러한 유닛들이 수직으로 적층되어, 동일한 42 평방 피트의 풋-프린트 내에서 120 kW의 컴퓨터 전력을 제공할 수 있다.

개시된 컴퓨팅 시스템의 실시예들이 적층될 수 있고, 다수의 적층체들이 서로 인접하여 배치될 수 있다. 이는 개별적인 컴퓨팅 시스템들 사이의 복도 공간의 필요성을 줄일 수 있고, 그에 의해서 데이터 센터 내에서 전체적으로 더 높은 전력 밀도를 가능하게 한다.

일부 실시예는, 독립형 컴퓨팅 시스템의 하나의 측면만으로의 접근으로, 완전히 동작 가능하도록 그리고 유지보수 가능하도록 설계될 수 있다. 그러한 실시예가 유리할 수 있는데, 이는 독립형 시스템들을 서로 매우 밀접하게 배치할 수 있도록 그러한 실시예가 돕기 때문이다. 또한, 일부 독립형 실시예에서, 전체 침잠 탱크는, 장치의 하나의 측면만에 접근하는 것으로서, 제거 및/또는 교체될 수 있다. 특정 실시예에서, 탱크는 개별적으로 모듈형으로 및/또는 스키드로 장착될 수 있다.

일부 실시예에서, 독립형 컴퓨팅 시스템이 수직으로 배열되어 보다 더 작은 풋프린트를 활용할 수 있다. 개시된 시스템의 수직 설계 실시예는 약 22.9 평방 피트 풋-프린트 내에서 약 60 kW의 컴퓨팅 전력을 제공할 수 있다. 일부 다른 개시된 실시예에서와 같이, 일부 수직으로 배향된 독립형 컴퓨팅 시스템들이 서로 밀접하게 배치될 수 있다. 또한 일부 다른 실시예와 함께 설명된 바와 같이, 일부 수직 배향된 독립형 컴퓨팅 시스템이 장치의 하나의 측면만에 대한 접근으로 동작 및 유지보수될 수 있다. 일부 실시예에서, 전체 탱크가 외부 하우징으로부터 제거될 수 있고 교체될 수 있다. 이러한 배열은 다수의 블레이드 서버 및/또는 다른 컴퓨팅 구성 요소의 신속한 교체를 가능하게 한다.

이동 가능 실시예

냉각수의 외부 공급원을 필요로 하지 않는 독립형 컴퓨팅 시스템은 신규 컴퓨팅 적용예를 가능하게 한다. 일부 실시예에서, 전력이 발전기를 이용하여 시스템에 제공될 수 있고, 그에 의해서 시스템을 외부의 및/또는 정지적인 전력의 공급원에 연결할 필요성을 제거할 수 있다. 일부 실시예에서, 시스템은 무선 데이터 통신에 의존할 수 있다.

특히 정지적인 전원 또는 유선형 데이터 통신에 의존하지 않는 독립형 실시예에서, 완전히 이동 가능한 컴퓨팅 시스템이 구현될 수 있다. 개시된 실시예는, 거의 모든 환경에서 상당한 컴퓨팅 전력을 제공하기 위해서 이용될 수 있는 차량 장착형의 독립형 컴퓨팅 시스템을 포함한다. 일부 실시예에서, 트럭-장착형의, 무선 컴퓨팅 시스템이 기존의 또는 일시적인 네트워크의 무선 통신 범위 내로 운반될 수 있고, 상당한 설정 또는 설치 시간이 없이도 상당한 양의 컴퓨팅 전력을 제공할 수 있다.

천연수 실시예

일부 실시예에서, 보트, 선박, 석유-굴착기, 부유 플랫폼, 또는 물줄기에 밀접 근접하여 위치되는 다른 용기 또는 구조물 상에서 이용되도록, 컴퓨팅 시스템이 배열될 수 있다. 그러한 실시예에서, 본원에서 설명된 바와 같이 유전성 증기를 유전성 액체로 다시 변환하기 위해서 이용되는 응축기가 물줄기로부터의 물을 이용하여 냉각될 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 모듈형 컴퓨팅 시스템이 물 취입부, 물 배출구, 및 펌프 또는 임펠러를 포함할 수 있다. 펌프 및/또는 임펠러는 물이 물줄기로부터, 응축기를 통해서, 그리고 이어서 물줄기 내로 다시 유동하게 할 수 있다. 일부 실시예는 응축기, 파이핑, 및 다른 컴퓨팅 시스템 구성 요소를 물줄기 내의 잠재적인 오염원으로부터 보호하도록 설계된 필터 및/또는 프로세스 구성 요소를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 응축기 및 다른 구성 요소는, 예를 들어 해수와 같은 소금기의 물 또는 염수와의 장기간의 접촉을 견디도록 배열된다.

수평 매거진 교환

일부 실시예에서, 교체 구성 요소의 매거진이 탱크의 외측에 그리고 컴퓨팅 시스템의 외부 하우징 내에 저장될 수 있다. 예를 들어, 샤시, 서버, 블레이드, 및/또는 전력 구성 요소와 같은 교체 구성 요소가 매거진으로부터 제거될 수 있고 탱크 내의 구성 요소를 교체하기 위해서 이용될 수 있다. 매거진은, 구성 요소가 매거진으로부터 교체될 수 있게 하기 위해서, 컴퓨팅 시스템의 외부 하우징의 외부로 연장되도록 구성되는 플랫폼 상에 위치될 수 있다.

하나의 비제한적인 예에서, 탱크 내의 블레이드 서버의 오작동 시에, 로봇 아암을 이용하여 비-작동 구성 요소를 탱크로부터 추출하고 비-작동 구성 요소를 매거진의 저장 슬롯까지 이동시킬 수 있다. 이어서, 로봇 아암은 매거진으로부터 기능하는 블레이드 서버를 제거할 수 있고 이를, 비-작동 서버가 이전에 설치되었던 곳에 설치하고, 그에 의해서 비-작동 서버를 새로운 작동 서버로 교체할 수 있다.

시간이 경과하면, 매거진은, 로봇 시스템이 장기간의 동작을 계속할 수 있게 하기 위해서 새로운 작동 구성 요소와 교체되었을 수 있는 비-작동 구성 요소를 축적할 것이다. 일부 실시예에서, 매거진은, 외부 하우징의 외측까지 연장될 수 있는 플랫폼 상에 위치되고, 그에 따라 조작자는 매거진에 접근할 수 있다. 일부 실시예에서, 플랫폼은, 구성 요소가 매거진의 내외로 활주될 수 있게 하기 위해서, 매거진을 실질적으로 수직인 위치로부터 실질적으로 수평인 위치로 회전시키도록 구성된다.

일부 실시예에서, 높이를 조정할 수 있는 카트를 이용하여 구성 요소를 이동, 적재, 및/또는 수용할 수 있고, 그에 따라 인간 조작자는, 구성 요소를 매거진으로부터 제거하거나 대체하는 동안, 구성 요소를 들거나 그 중량을 지지할 필요가 없다. 실질적으로 수평인 위치로 회전되도록 구성되는 매거진이 또한 기능하는 구성 요소를 매거진 내로 적재하는 것뿐만 아니라 비-기능 구성 요소를 제거하는 것을 도울 수 있다는 것을 이해할 것이다.

도 15a 내지 도 15d는 용기의 외부로 연장될 수 있는 플랫폼(820) 상에 위치된 예시적인 매거진(810)을 도시한다. 도 15a에서, 매거진(810)은, 회전 부재(821), 지지 부재(822) 및 레일(823)을 포함하는 플랫폼에 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 부재(822)는, 매거진(810) 및 임의의 서버 또는 매거진 내에 저장된 다른 구성 요소의 중량을 지지하면서 지지 부재(822)가 이동될 수 있게 하는, 레일(823)에 연결될 수 있다. 도 15a의 예시적인 실시예에서, 플랫폼(820)은 연장 위치에 있다.

도 15b에 도시된 바와 같이, 정상 동작 중에, 지지 부재(822)는 컴퓨팅 시스템의 외부 하우징에 대해서 후퇴될 수 있다. 매거진(810)은 정상 동작 중에 레일(823) 위에 저장될 수 있다. 일부 실시예에서, 매거진(823)의 중량은, 레일(823) 상의 지지 부재(822)의 위치와 관계없이, 지지 부재(822) 및 레일(823)에 의해서 지지된다.

일부 실시예에서, 개시된 실시예와 함께 이용되는, 예를 들어 서버와 같은, 컴퓨터 구성 요소들은, 통상적인 컴퓨터 구성 요소보다 더 조밀할 수 있고 및/또는 더 무거울 수 있다. 일부 실시예에서, 개시된 실시예의 증가된 냉각 능력으로 인해서, 블레이드 서버는 적어도 약 50 lbs, 또는 적어도 약 60 lbs, 또는 적어도 약 70 lbs, 또는 적어도 약 80 lbs, 또는 적어도 약 90 lbs, 또는 적어도 약 100 lbs의 중량을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 블레이드 서버는 약 50 lbs 이하, 또는 약 60 lbs 이하, 또는 약 70 lbs 이하, 또는 약 80 lbs 이하, 또는 약 90 lbs 이하, 또는 약 100 lbs 이하의 중량을 가질 수 있다. 도 15b에 도시된 바와 같이, 매거진(810)은 복수의 샤시(400) 또는 블레이드 서버를 유지할 수 있고, 개별적인 블레이드 서버는 약 73 lbs의 중량을 가질 수 있다. 매거진에 3개의 그러한 서버가 적재될 때, 매거진(810)과 서버의 조합된 중량은 약 395 lbs일 수 있다.

일부 실시예에서, 이용되는 서버는 샤시에 장착된 블레이드 서버이다. 서버 및/또는 샤시는, 컴퓨팅 시스템 내의 서버의 설치 및 제거를 돕기 위해서 백플레인 시스템을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 서버는, 팬 또는 다른 공기 냉각 장치를 포함하지 않는 침잠 서버일 수 있다. 일부 실시예에서, 개별적인 서버 보드는 16개의 GPU를 포함할 수 있고, 약 6 KW의 전력을 소비하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 서버들은 1.5U 서버이다. 일부 개시된 서버는 1 Otto Immersion Unit(OIU) 서버일 수 있다. 그러한 서버는 1.5U 높이이고, 액체 침잠 냉각을 위해서 구성된다. 일부 실시예에서, 컴퓨팅 시스템 내의 단일 탱크는 10개의 1OIU 서버를 그리고, 10개의 서버 모두가 실질적으로 전체 전력에서 동작될 때, 약 60 KW의 전력에서 동작시키도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 컴퓨팅 시스템은 하나 또는 2개의 그러한 탱크를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 컴퓨팅 시스템은, 예를 들어, 10개의 그러한 탱크와 같은 다수의 탱크를 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 도 15a에 도시된 바와 같이, 매거진이 컴퓨팅 시스템으로부터 추출될 때, 지지 부재는 레일을 따라서 저장 위치로부터 이동되고, 컴퓨팅 시스템의 외부 하우징의 외측으로 외팔보형이 될 수 있다.

또한 도 15c 및 도 15d에 도시된 바와 같이, 매거진은 레일을 따라서 외부로 당겨지거나 달리 활주될 수 있고, 컴퓨팅 시스템의 외부로 외팔보형이 될 수 있다. 일부 실시예에서, 도 15c 및 도 15d에 도시된 바와 같이, 매거진 제거 도구를 이용하여, 전체 매거진 및 매거진 내에 포함된 구성 요소를 제거할 수 있다. 그러한 실시예에서, 매거진 제거 도구는, 매거진을 운송하기 위해서, 매거진을 지지 부재 및 활주 레일로부터 상승시키기 위해서 이용될 수 있다.

일부 실시예에서, 매거진이 컴퓨팅 시스템의 외측부로 일단 이동되면, 플랫폼이 매거진을 실질적으로 수평인 위치로 회전시킬 수 있다. 이어서, 매거진 내에 수용된 서버가 매거진의 외부로 활주될 수 있다.

도 15a 내지 도 15d는, 예시적인 실시예에 따라 매거진으로부터 서버를 제거하기 위한 예시적인 일련의 단계를 도시한다. 예시적인 실시예에서, 매거진은 접근 도어 뒤쪽의 선형 안내 레일 시스템에 부착될 수 있다. 도 15c 및 도 15d에 도시된 바와 같이, 매거진은 컴퓨팅 시스템의 외부로 당겨지고 그 외측에서 외팔보형이 될 수 있다. 매거진은 수동으로 컴퓨팅 시스템의 외부로 당겨질 수 있거나, 모터화된 또는 자동화된 시스템을 이용하여 외부로 이동될 수 있다. 도 15d에 도시된 바와 같이, 매거진은, 매거진 내에 수용된 서버 및/또는 다른 구성 요소를 실질적인 수평 위치로 배향하기 위해서, 약 90도 회전될 수 있다. 실질적 수평 위치에 있게 되면, 서버 및/또는 다른 구성 요소는 매거진의 외부로 그리고 서버 및/또는 다른 구성 요소를 수용하도록 구성된 카트 또는 다른 도구 상으로 활주될 수 있다. 도 15c에 도시된 바와 같이, 가위형-승강 카트가, 서버 또는 다른 구성 요소를 수용하기 위한 편리한 높이로 조정될 수 있다. 롤링 표면을 갖춘 높이 조정 가능 카트를 이용하여, 서버의 중량을 인간 조작자가 지지할 필요가 없이, 서버가 매거진으로부터 카트 상으로 전달되게 할 수 있다. 도 15d에 도시된 바와 같이, 서버가 미끄러짐 또는 롤링 표면을 갖춘 카트 상으로 일단 활주되면, 서버 또는 다른 구성 요소는 교체 또는 서비스를 위한 임의의 곳으로 운반될 수 있다. 반대 순서의 실질적으로 동일한 단계를 이용하여, 새로운 구성 요소가 매거진 내로 적재될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

일부 대안적인 실시예에서, 매거진은, 레일이 없이, 회전되는 그리고 연장 가능한 아암 상에서 지지될 수 있다. 그러한 실시예에서, 매거진은 정상 동작 중에 컴퓨팅 시스템의 외부 하우징 내에서 실질적 수직 위치로 저장될 수 있다. 매거진 내의 구성 요소가 교체되어야 한다는 것이 결정되면, 매거진은 연장 가능 아암을 이용하여 외부 하우징의 외부로 연장될 수 있다. 매거진이 외부 하우징을 넘어서 연장되면, 매거진은 실질적 수직 위치로부터 실질적 수평 위치로 회전될 수 있고, 그에 따라 매거진 내에 저장된 구성 요소는 매거진으로부터 수평으로 제거될 수 있다.

벨로우즈

일부 실시예에서, 벨로우즈 및/또는 증기 수집 시스템이 이용될 수 있다. 일부 개시된 실시예가 초기에 활성화되기 전에, 유전성 유체, 서버와 같은 컴퓨터 구성 요소, 및 다른 시스템 구성 요소가 열적으로 평형일 수 있다. 컴퓨팅 시스템이 활성화되면, 서버와 같은 컴퓨터 구성 요소가 열을 생성하기 시작할 수 있고, 그러한 열은 유전성 유체 내로 소산될 수 있다. 이러한 프로세스는, 일부 유전성 유체가 액체 상태로부터 증기 상태로 변경되게 한다. 유체의 온도가 증가됨에 따라, 유전성 유체의 더 큰 비율이 증기 상으로 변경될 수 있다. 폐쇄 시스템에서, 유전성 증기의 부피 증가는 시스템 내의 증가된 압력을 초래할 수 있다. 일부 실시예에서, 유전성 유체를 포함하는 탱크가 회수 시스템과 유체 및/또는 증기 연통될 수 있다.

도 16은 예시적인 실시예에 따른 증기 회수 시스템(900)을 도시한다. 회수 시스템(900)은 유전성 증기를 포함하는 탱크(710)에 연결된다. 유전성 증기는 탱크(710)로부터 파이핑을 통해서 하나 이상의 벨로우즈(905)로 유동할 수 있다. 일부 실시예에서, 증기 회수 시스템(900)은 유전성 증기를 수용하도록 구성된, 팽창되고 압궤되는 벨로우즈(905)를 포함하고, 그에 의해서 탱크(710) 내의 임의의 압력 축적을 감소 또는 제거한다. 시스템이 냉각될 때 또는 유전성 증기의 일부가 유전성 액체로 응축될 때, 벨로우즈가 압궤되거나 수축되어 탱크(710) 내의 압력 평형을 실질적으로 유지할 수 있다.

일부 실시예에서, 증기 회수 시스템(900)은, 주변 공기가 증기 회수 시스템 내로 들어올 수 있게 허용하도록 구성된 밸브(912)를 포함한다. 그러한 실시예에서, 유전성 증기는 주변 공기와 혼합될 수 있다. 유전성 증기와 주변 공기를 혼합하는 것이 유전성 증기의 온도를 감소시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 혼합된 공기/증기가 탄소 베드(911)를 통해서 지향될 수 있다. 탄소 베드(911) 내의 탄소 매체는, 주변 공기가 탄소 매체를 통과할 수 있게 하고 예를 들어 배출구 밸브(913)를 통해서 시스템(900)으로부터 통기될 수 있게 하면서, 유전성 증기를 끌어 당기도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 가열된 유전성 증기가 탄소 매체에 의해서 냉각될 수 있고 캡쳐될 수 있다.

충분한 기간 동안 동작하면, 컴퓨팅 시스템의 실시예는, 이용되는 컴퓨팅 구성 요소의 전력 용량을 기초로, 안정된 열적 상태에 도달할 것이다. 더 많거나 적은 컴퓨팅 전력이 이용되는 경우에, 더 많거나 적은 유전성 유체가 유전성 증기로 변경될 수 있다. 이는, 유전성 유체 내로 소산된 열에 응답하여 벨로우즈(905)가 팽창 및/또는 수축되게 한다.

일부 실시예에서, 벨로우즈(905)는 하나 이상의 파우치를 포함할 수 있다. 각각의 파우치는 금속 호일 및 중합체의 라미네이트 구성을 포함할 수 있다. 벨로우즈 파우치는 증기 회수 시스템 파이핑에 그리고 서로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 팽창된 벨로우즈 파우치의 총 부피는 탱크의 액체 유체 부피의 적어도 약 15%일 수 있다. 일부 실시예에서, 팽창된 벨로우즈 파우치의 총 부피는 탱크의 액체 유체 부피의 적어도 약 20%, 또는 적어도 약 23%, 또는 적어도 약 25% 또는 그 초과일 수 있다. 일부 실시예에서, 팽창된 벨로우즈 파우치의 총 부피는 탱크의 액체 유체 부피의 약 40% 이하, 또는 약 30% 이하, 또는 적어도 약 25% 또는 그 미만일 수 있다.

일부 실시예에서, 컴퓨팅 시스템이 열적 안정화에 일단 도달하면, 증기 회수 시스템(900)이 냉각 주변 공기에 대해서 폐쇄될 수 있고, 공기가 시스템의 외부로 배기될 수 있게 하는 밸브가 폐쇄될 수 있다. 일부 실시예에서, 탄소 베드는 밸브를 이용하여 탱크 및 벨로우즈에만 개방되도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 열을 탄소 매체에 전달하도록 구성된 탈착 가열기가 활성화되어 탄소 매체의 온도를 상승시킬 수 있다. 탄소 매체 온도가 상승됨에 따라, 탄소 매체에 의해서 이전에 캡쳐된 임의의 유전성 유체가 탄소의 외부로 그리고 다시 탱크 내로 이동될 수 있고, 그러한 탱크에서 유전성 유체는 전술한 바와 같이 유전성 유체로 다시 응축될 수 있다.

일부 실시예에서, 이전의 정상 상태 미만으로 전력이 컴퓨팅 시스템에 공급될 때, 증기 상태의 유전성 유체의 일부가 감소될 수 있고, 일부 실시예에서, 벨로우즈가 수축되어 유전성 증기의 감소를 수용할 수 있다. 일부 실시예에서, 주변 공기가 벨로우즈에 진입할 수 있게 하는 밸브가 개방되어, 공기가 벨로우즈에 진입할 수 있게 하고 임의의 압력 차를 더 감소시킬 수 있게 한다. 일부 실시예에서, 주변 공기 대신, 질소를 이용하여 압력 차를 줄일 수 있고 또한 임의의 잠재적인 오염물질이 주변 공기로부터 도입되는 것을 방지할 수 있다.

일부 실시예에서, 벨로우즈 및/또는 증기 회수 시스템이 완전히 또는 실질적으로 피동적일 수 있다. 일부 실시예에서, 벨로우즈 및/또는 증기 회수 시스템은, 컴퓨팅 시스템 전체를 통해서 배치된 온도, 압력, 및/또는 전력 센서로부터의 센서 데이터를 기초로, 전력이 공급되고 및/또는 자동화될 수 있다.

일부 실시예에서, 증기 회수 시스템을 갖는 컴퓨팅 시스템은, 시스템이 폐쇄 시스템이 아닌 경우에도, 방출을 하지 않는다. 일부 실시예에서, 주변 공기 또는 질소는, 유전성 유체를 주위 대기 내로 전혀 또는 실질적으로 전혀 방출하지 않으면서, 시스템 내로 도입될 수 있고 시스템의 외부로 배기될 수 있다.

예시적인 실시예

개시된 실시예는 컴퓨터 구성 요소 및/또는 컴퓨팅 전력의 밀도 증가를 가능하게 한다. 압력 제어 용기(110) 내에서 2-상 액체 침잠 냉각 컴퓨터 구성 요소(170)를 포함하는 일부 실시예에서, 구성 요소들은 약 1" 미만 또는 약 0.7 인치 미만, 또는 약 0.5 인치 미만만큼 서로 분리될 수 있다. 일부 실시예에서, 개별적인 구성 요소들이 약 0.3 인치 초과, 또는 약 0.5 인치 초과, 또는 약 0.7 인치 초과, 또는 약 1 인치 초과, 또는 약 1.5 인치 초과만큼 분리될 수 있다.

일부 개시된 실시예는 통상적인 데이터 센터에 비해서 개선된 전력 이용 효율(PUE)을 가능하게 한다. 개시된 실시예의 이용은 컴퓨터 구성 요소(170)를 냉각하기 위한 에너지의 이용을 감소시킬 수 있게 하고, 그에 의해서 데이터 센터의 총 에너지 이용을 줄일 수 있게 하고 PUE가 1.0에 가까워지게 한다. 일부 실시예는 압력 제어 용기(110) 내에서 2-상 액체 침잠 냉각 컴퓨터 구성 요소를 포함하는 데이터 센터에 관한 것으로서, 데이터 센터는 약 1.15 미만, 또는 약 1.10 미만, 또는 약 1.08 미만, 또는 약 1.05 미만의 PUE를 갖는다. 일부 실시예는 압력 제어 용기(110) 내에서 2-상 액체 침잠 냉각 컴퓨터 구성 요소를 포함하는 데이터 센터에 관한 것으로서, 데이터 센터는 약 1.05 초과, 또는 약 1.06 초과, 또는 약 1.08 초과, 또는 약 1.10 초과의 PUE를 갖는다.

일부 실시예에서, 2-상 액체 침잠 냉각 시스템에서 이용되도록, 열 전도성의 응축 가능한 유전성 유체가 제공된다. 컴퓨터 구성 요소는 주변 대기압 미만에서 동작되고, 이는 유전성 유체가 증발되는 온도를 낮추고, 그에 의해서, 유전성 유체의 액체 상을 표준 대기압에 비해서 더 낮은 온도에서 유지한다. 컴퓨터 구성 요소는 동작 시에 열을 생성한다. 생성된 열이 컴퓨터 구성 요소와 접촉되는 유전성 액체에 전달되어, 유전성 액체가 가스로 증발되게 한다. 기체 유전성 유체는 응축기를 이용하여 응축될 수 있다. 주변 온도, 또는 급냉된 프로세스 물이 응축기를 통과한다. 기체 유전성 유체가 응축기에 의해서 냉각될 때, 이는 액체 상으로 다시 응축되고 액체 유전성 유체의 배스 내로 다시 낙하된다.

일부 개시된 실시예는 고밀도 데이터 센터에 관한 것이다. 통상적인 데이터 센터는 약 10,000 평방 피트에 걸쳐 분산된 약 1 메가와트(MW)의 컴퓨팅 전력을 포함한다. 고성능 데이터 센터는 약 6,000 평방 피트에 걸쳐 분산된 약 1 MW의 컴퓨팅 전력을 포함할 수 있다. 개시된 실시예는 압력 제어 용기(110) 내에서 2-상 액체 침잠 냉각 컴퓨터 구성 요소(170)를 포함하는 데이터 센터에 관한 것으로서, 데이터 센터는 약 3,000 평방 피트, 또는 약 1,500 평방 피트, 또는 약 1,000 평방 피트, 또는 약 800 평방 피트, 또는 약 600 평방 피트에 걸쳐 분산된 약 1 MW의 컴퓨팅 전력을 이용한다. 일부 실시예에서, 개시된 컴퓨팅 시스템을 포함하는 다수의 압력 제어 용기가 행(row)으로 배열될 수 있고 중앙 전원에 의해서 전력을 공급받을 수 있다. 일부 실시예에서, 개시된 컴퓨팅 시스템의 다수의 실시예가 서로 직렬로 연결될 수 있다.

개시된 실시예는 액체 침잠 냉각 컴퓨터 구성 요소(170)를 압력 제어 용기(110) 내에서 포함하고, 그에 따라, 구성 요소는 압력 제어 용기에 의해서 그리고 유전성 액체(140) 내에 잠기는 것에 의해서 대기 오염물질로부터 격리된다. 일부 개시된 실시예는, 최소 공기 침투 및/또는 세정 요건으로 동작되는, 데이터 센터에 관한 것이다. 일부 실시예에서, 데이터 센터는 HEPA 필터 또는 균등물이 없이, 또는 MERV 11 필터 또는 균등물이 없이, 또는 MERV 8 필터 또는 균등물이 없이 동작된다.

개시된 실시예는 액체 침잠 냉각 컴퓨터 구성 요소(170)를 압력 제어 용기(110) 내에 포함하고, 그에 따라 구성 요소는 가스로 이루어진 공기에 의해서 냉각되지 않는다. 개시된 실시예는, 공기를 순환시키기 위한 냉각 팬 및/또는 어떠한 다른 유사 장치도 없이 동작되는 데이터 센터를 포함한다.

개시된 실시예는 환경 친화적 데이터 센터에 관한 것이다. 일부 실시예에서, 데이터 센터는 액체 침잠 냉각 컴퓨터 구성 요소(170)를 압력 제어 용기(110) 내에서 포함하고, 냉각 프로세스를 위해서 물을 거의 소비하지 않거나 소비하지 않는다. 일부 실시예는, 응축 구조물(130)을 냉각시키고 유전성 유체 증기를 유전성 유체 액체로 응축시키기 위해서 개시된 응축 구조물(130)을 통해서 순환되는 물의 온도를 줄이기 위해서, 폐쇄 회로 건식 냉각 타워를 이용한다. 그러한 실시예는 물의 상당한 입력 또는 출력이 없이 동작되는데, 이는 폐쇄 루프, 건식 냉각 타워가 냉각 동작을 위해서 물의 스트림 또는 증발 냉각에 의존하지 않기 때문이다. 일부 데이터 센터 실시예는 매일 약 10,000 갤런 미만의 물, 또는 매일 약 1,000 갤런 미만의 물, 또는 매일 약 100 갤런 미만의 물, 또는 매일 약 10 갤런 미만의 물, 또는 매일 0 갤런의 물을 이용 및/또는 방출한다. 일부 데이터 센터 실시예는 매일 약 100 갤런 초과의 물, 또는 매일 약 1,000 갤런 초과의 물, 또는 매일 약 10,000 갤런 초과의 물을 이용 및/또는 방출한다.

개시된 실시예는 컴퓨팅 시스템에 관한 것으로서, 압력 제어기 및/또는 진공원에 동작 가능하게 연결된 압력 제어 용기로서, 내측부 및 외측부를 가지고 내측부 내에서 대기를 수용하도록 구성된, 압력 제어 용기; 소정 부피의 열 전도성의, 응축 가능 유전성 유체; 컴퓨터 구성 요소를 장착하기 위한 랙으로서, 컴퓨터 구성 요소가, 랙에 장착될 때, 열 전도성 유전성 유체의 부피 내에 적어도 부분적으로 잠기도록 배열되는, 랙; 및 응축 구조물을 포함하고, 열 전도성 유전성 유체의 부피, 랙, 컴퓨터 구성 요소 및 응축 구조물이 압력 제어 용기 내에 수용된다. 일부 실시예는 냉각 시스템에 관한 것으로서, 내측부를 포함하는 압력 제어 용기로서, 상기 용기는 내측부 압력을 대기 미만으로 낮추기 위해서 압력 제어기에 동작 가능하게 연결되도록 구성되며, 압력 제어 용기는 소정 부피의 액체 및 가스 상의 열 전도성 응축 가능 유전성 유체를 포함하도록 구성되는, 압력 제어 용기; 하나 이상의 컴퓨터 구성 요소가 소정 부피의 열 전도성 응축 가능 유전성 유체의 액체 상 내에 적어도 부분적으로 잠기도록 배열된, 하나 이상의 컴퓨터 구성 요소; 및 가스 상 유전성 유체를 액체 상 유전성 유체로 응축하기 위한 응축기를 포함한다.

일부 실시예에서, 압력 제어 용기는 상위 구조물 내에 장착되고, 블레이드 서버는 컴퓨팅 시스템을 방해하지 않고 교환 가능하도록 구성되며, 압력 제어 용기는 전원, 물의 공급원 및 네트워킹 연결부에 동작 가능하게 연결되며, 압력 제어 용기는 상단부의 개구부 및 개구부를 밀봉 가능하게 폐쇄하도록 구성된 덮개를 포함하고, 덮개는 상승 증기를 압력 제어 용기의 중간으로부터 압력 제어 용기의 측면으로 지향시키도록 구성되고, 압력 제어 용기는 약 100 입방 피트 내지 약 300 입방 피트의 내측부 부피를 가지며, 및/또는 압력 제어 용기는 약 1:3 내지 약 1:8의 액체 유전성 유체 대 기체 유전성 유체의 비율을 포함한다. 일부 실시예는 밸러스트 블록, 블레이드 서버 및 블레이드 서버 샤시, 로봇 아암 및 에어록, 및/또는 퍼지 시스템을 더 포함하고, 에어록은, 압력 제어 용기 내의 대기를 실질적으로 방해하지 않으면서, 압력 제어 용기의 내측부에 접근할 수 있게 허용하도록 구성되며, 퍼지 시스템은 열 전도성 유전성 유체의 부피로부터 오염물질을 제거하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 퍼지 시스템은 대기의 일부를 압력 제어 용기로부터 제거하도록, 임의의 유전성 유체를 대기로부터 응축하도록, 그리고 임의의 남은 증기를 폐기하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 퍼지 시스템은 기체 유전성 유체의 적어도 일부를 응축하도록, 그리고 기체 오염물질을 폐기하도록 구성된다.

일부 실시예는 컴퓨터 구성 요소를 냉각하기 위한 방법에 관한 것으로서, 그러한 방법은: 하우징을 제공하는 단계로서, 하우징은 열 전도성 응축 가능 유전성 유체 및 열-발생 컴퓨터 구성 요소를 포함하고, 하우징은 적어도 약간의 진공을 견디도록 구성되는, 단계; 컴퓨터 구성 요소를 동작시키는 단계로서, 컴퓨터 구성 요소의 동작은 열을 생성하며, 컴퓨터 구성 요소는 유전성 유체와 접촉되는, 단계; 및 하우징 내에서 진공을 생성하는 단계로서, 하우징 내의 압력은 적어도 약 1 대기압 미만인, 단계를 포함한다. 일부 실시예는 하우징 내에서 진공을 유지하는 단계로서, 컴퓨터 구성 요소가 동작되는 동안 하우징 내의 압력이 약 1 대기압 미만인, 단계, 컴퓨터 구성 요소에 의해서 생성되는 열을 이용하여 유전성 유체를 액체 상태로부터 기체 상태로 증발시키는 단계 및 응축기를 이용하여 유전성 유체를 기체 상태로부터 액체 상태로 응축하는 단계, 유전성 유체로부터 용이하게 응축될 수 없는 유체를 제거하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 및/또는 시스템이 동작되는 동안 컴퓨터 구성 요소의 일부를 교체하는 단계. 특정 실시예에서, 비-응축성 유체를 제거하는 단계는 기체 대기의 일부를 하우징 내로부터 격리시키는 단계, 임의의 유전성 유체를 기체 대기로부터 응축시키는 단계; 응축된 유전성 유체를 하우징으로 복귀시키는 단계, 및 기체 대기의 임의의 남은 부분을 폐기하는 단계를 포함하고, 및/또는 하우징이 대류를 생성하도록 구성된다.

일부 실시예는 주변 압력 미만에서 컴퓨터 구성 요소를 동작시키는 단계를 포함하는 컴퓨터 구성 요소 냉각 방법에 관한 것으로서, 컴퓨터 구성 요소는 열 전도성 유전성 유체와 접촉된다. 일부 실시예는 유전성 유체를 증발시키는 단계 및 유전성 유체를 주변 압력 미만에서 응축시키는 단계를 더 포함한다.

일부 실시예는 컴퓨터 구성 요소를 냉각시키기 위한 방법에 관한 것으로서, 그러한 방법은: 액체 상 및 가스 상의 열 전도성 응축 가능 유전성 유체를 제공하는 단계; 및 열 전도성 응축 가능 유전성 유체의 존재 하에서 주변 대기압 미만의 압력에서 컴퓨터 구성 요소를 동작시키는 단계를 포함하고, 컴퓨터 구성 요소는 액체 상의 열 전도성 응축 가능 유전성 유체와 적어도 부분적으로 접촉된다. 일부 실시예는 동작되는 컴퓨터 구성 요소에 의해서 생성되는 임의의 열의 적어도 일부를 이용하여 유전성 유체를 액체 상으로부터 가스 상으로 증발시키는 단계; 유전성 유체의 적어도 일부를 가스 상으로부터 액체 상으로 응축시키는 단계; 용이하게 응축될 수 없는 유체의 적어도 일부를 유전성 유체로부터 제거하는 단계; 및/또는 컴퓨터 구성 요소가 동작되는 동안 적어도 하나 이상의 컴퓨터 구성 요소를 교체하는 단계를 더 포함한다.

일부 실시예는 컴퓨터 구성 요소를 냉각하는 방법에 관한 것으로서, 그러한 방법은: 주변 압력보다 적어도 1 psi 더 낮은 상태에서 컴퓨터 구성 요소를 동작시키는 단계를 포함하고, 컴퓨터 구성 요소는 열 전도성 유전성 유체와 적어도 부분적으로 접촉되고, 유전성 유체의 비등점은 약 80 ℃ 미만이다. 일부 실시예는, 컴퓨터 구성 요소가 약 80 ℃를 초과하지 않도록 하는 조건에서 유전성 유체를 응축시키는 단계를 더 포함한다.

여러 개시된 실시예가 본원에서 달리 설명된 구성 요소의 일부 또는 모두를 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 특정 구성 요소 및 그 특성은 각각의 특정 실시예의 특성을 기초로 조정될 수 있다. 수정은 더 높거나 낮은 밀도의 전력, 냉각 및 네트워크 연결성 시스템의 이용, 압력 관리 시스템, 증기 관리 시스템 및 특별한 장비 및 구성 요소의 선택을 포함할 수 있다.

전술한 내용으로부터, 당업자는, 개시 내용의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않고도, 이러한 개시 내용의 본질적인 특성을 용이하게 확인할 수 있고: 개시 내용을 다양한 용법 및 조건에 맞춰 구성하기 위해서 다양한 변화 및 수정을 할 수 있을 것이다. 전술한 실시예는 단지 예시적인 것을 의미하고, 개시 내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다.

침잠 냉각의 프로세스

1. 방법이며:

컴퓨터 구성 요소를 열 전도성 응축 가능 유전성 유체 내에 적어도 부분적으로 잠기게 하는 단계로서:

상기 컴퓨터 구성 요소는, 랙으로부터 전력을 수용하기 위해서 백플레인을 포함하는 샤시 내에 장착되고; 그리고

상기 컴퓨터 구성 요소가 동작될 때, 상기 유전성 유체 내에서 열을 소산시키도록 상기 컴퓨터 구성 요소가 구성되는, 단계;

응축기를 이용하여, 상기 유전성 유체의 가스 상을 상기 유전성 유체의 액체 상으로 응축하는 단계를 포함하고;

상기 랙은, 탱크의 내측부 압력을 감소 또는 증가시키기 위한 압력 제어기를 포함하는 탱크 내에 위치되는, 방법.

2. 실시예 1에 있어서, 상기 탱크는 공간의 각각의 평방 피트에 걸쳐 분산된 적어도 300 W의 컴퓨팅 전력의 컴퓨팅 전력 밀도를 가지는, 방법.

3. 실시예 1에 있어서, 로봇을 이용하여 상기 샤시를 상기 랙으로부터 제거하는 단계를 더 포함하고, 상기 로봇은 상기 탱크 내에 위치되는, 방법.

4. 실시예 3에 있어서, 상기 로봇을 이용하여, 상기 샤시를 에어록에 전달하는 단계를 더 포함하고, 상기 에어록은, 상기 탱크 내의 압력을 실질적으로 방해하지 않으면서, 상기 탱크의 내측부에 대한 접근을 허용하도록 구성되는, 방법.

5. 실시예 4에 있어서,

상기 에어록의 내부 도어를 개방하는 단계;

상기 샤시를 상기 에어록 내에 배치하는 단계;

상기 에어록의 내부 도어를 폐쇄하는 단계;

상기 에어록의 압력을 대기압과 같아지게 하는 단계; 및

상기 에어록의 외부 도어를 개방하는 단계를 더 포함하는, 방법.

6. 실시예 3에 있어서, 상기 로봇을 이용하여, 상기 샤시를 매거진 내에 저장하는 단계를 더 포함하는, 방법.

7. 실시예 6에 있어서, 상기 매거진은, 지지 부재, 회전 부재 및 레일을 포함하는 플랫폼 상에 배치되는, 방법.

8. 실시예 3에 있어서, 상기 로봇은, 상기 샤시를 제거, 교체, 또는 설치하도록 구성된 갠트리 로봇인, 방법.

9. 실시예 8에 있어서, 상기 갠트리 로봇은 수평 평면 상에서 이동하도록 그리고 수직으로 하강되도록 구성되는, 방법.

10. 실시예 9에 있어서, 상기 로봇은, 전력 분배 시스템의 구성 요소를 제거, 교체, 또는 설치하도록 구성되는, 장치.

11. 실시예 10에 있어서, 상기 로봇은 상기 샤시를 파지하기 위한 파지 도구를 포함하는, 방법.

12. 실시예 1에 있어서, 상기 탱크는, 복수의 탱크를 포함하는 상위 구조물 내에 장착되는, 방법.

13. 실시예 1에 있어서, 오염물질을 상기 유전성 유체로부터 제거하는 단계를 더 포함하는, 방법.

14. 실시예 1에 있어서, 기체 오염물질을 제거하는 단계를 더 포함하는, 방법.

15. 실시예 1에 있어서, 전력, 네트워크 연결부 및 프로세스 유체를 상기 탱크에 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.

16. 실시예 1에 있어서, 상기 탱크는 상단부의 개구부 및 제거 가능 덮개를 포함하는, 방법.

17. 실시예 1에 있어서, 상기 탱크는 약 100 입방 피트 내지 약 300 입방 피트의 내측부 부피를 포함하는, 방법.

18. 실시예 1에 있어서, 상기 샤시는 히트 싱크 및 팬을 포함하지 않는, 방법.

19. 실시예 1에 있어서, 상기 샤시는 블레이드 서버, 프로세서, 전원 또는 인터페이스 카드를 포함하는, 방법.

20. 실시예 19에 있어서, 상기 백플레인은, 1G 또는 10G 이더넷 인터페이스에 대한 연결을 위한 RJ45 인터페이스와 양립 가능한 Cat6A 또는 Cat7인, 인터페이스 카드에 전기적으로 연결되는, 장치.

침잠 냉각을 위한 용기 설계 및 구성

1. 장치이며:

열 전도성 응축 가능 유전성 유체를 유지하도록 구성된 탱크;

상기 탱크의 내측부 압력을 감소 또는 증가시키기 위한 압력 제어기;

상기 유전성 유체 내에 적어도 부분적으로 잠기는 랙;

상기 유전성 유체의 가스 상을 응축시키기 위한 응축기; 및

상기 랙 내에서 샤시를 이동시키도록 구성된 로봇을 포함하는, 장치.

2. 실시예 1에 있어서, 상기 장치는, 복수의 지게차용 관을 포함하는 모듈형 스키드를 포함하는, 장치.

3. 실시예 1에 있어서, 상기 탱크는 공간의 각각의 평방 피트에 걸쳐 분산된 적어도 300 W의 컴퓨팅 전력의 컴퓨팅 전력 밀도를 가지는, 장치.

4. 실시예 1에 있어서, 상기 장치의 외측부가 전력 입력 및 통신 입력을 포함하는, 장치.

5. 실시예 4에 있어서,

상기 전력 입력 및 통신 입력이 상자에 전기적으로 연결되고; 그리고

상기 상자는, 복수의 와이어를 이용하여, 전력 입력 및 통신 입력을 상기 랙에 분배하는, 장치.

6. 실시예 5에 있어서, 상기 랙은, 전력 및 통신 신호를 상기 샤시에 분배하도록 구성된 백플레인 수용부를 포함하는, 장치.

7. 실시예 6에 있어서, 상기 샤시가 백플레인을 포함하고, 백플레인은:

상기 랙의 백플레인 수용부로부터 전력 및 통신 신호를 수용하도록; 그리고

상기 전력 및 통신 신호를 상기 샤시 내의 컴퓨터 구성 요소에 분배하도록 구성되는, 장치.

8. 실시예 5에 있어서, 상기 복수의 와이어가 플라스틱 절연부를 포함하지 않는, 장치.

9. 실시예 5에 있어서, 상기 랙이 변압기를 포함하는, 장치.

10. 실시예 1에 있어서, 상기 장치가 적층 가능한, 장치.

11. 실시예 1에 있어서, 상기 장치는 교체 구성 요소의 저장을 위한 매거진을 포함하는, 장치.

12. 실시예 11에 있어서, 상기 로봇은, 상기 샤시를 상기 랙으로부터 제거하도록 그리고 상기 샤시를 매거진 내에 배치하도록 구성되는, 장치.

13. 실시예 12에 있어서, 상기 매거진은, 회전 부재, 지지 부재, 및 레일을 포함하는 플랫폼 상에 위치되는, 장치.

14. 실시예 13에 있어서, 상기 플랫폼은 상기 매거진을 상기 장치의 외측으로 안내하도록 구성되는, 장치.

15. 실시예 1에 있어서, 상기 장치는, 수증기 오염물질을 상기 장치로부터 제거하도록 구성된 건조기를 포함하는, 장치.

16. 실시예 1에 있어서,

섬프 지역;

펌프; 및

필터를 더 포함하고;

상기 펌프는 상기 유전성 유체를 상기 섬프 지역으로부터 제거하도록 그리고, 상기 유전성 유체를 상기 탱크의 배스 부분에 전달하기 전에, 상기 유전성 유체를 상기 필터를 통과시키도록 구성되는, 장치.

17. 실시예 1에 있어서, 상기 유전성 유체는 20 ℃ 내지 100 ℃ 범위 내의 비등점을 갖는, 장치.

18. 실시예 1에 있어서, 상기 유전성 유체는 식 (CF3)2CFCF2OCH3, C4F9OCH3, CF3CF2CF2CF2OCH3, 하이드로플루오로 에테르 또는 메톡시-노나플루로부탄의 화학물질을 포함하는, 장치.

19. 실시예 1에 있어서, 상기 장치의 덮개 또는 도어 중 임의의 것이 고정되지 않은 경우에 장치가 동작되지 않게 하는 록을 더 포함하는, 장치.

20. 실시예 1에 있어서, 상기 덮개 또는 도어에 대한 승인되지 않은 접근의 경우에, 상기 장치에 대한 전력을 차단하도록 구성된 제어기를 더 포함하는, 장치.

침잠 냉각을 위한 로봇 및 자동화

1. 장치이며:

열 전도성 응축 가능 유전성 유체를 유지하도록 구성된 탱크;

상기 탱크의 내측부 압력을 감소 또는 증가시키기 위한 압력 제어기;

상기 유전성 유체 내에 적어도 부분적으로 잠기는 컴퓨터 구성 요소;

상기 유전성 유체의 가스 상을 응축시키기 위한 응축기; 및

상기 컴퓨터 구성 요소를 집어 올리도록 구성된 로봇을 포함하는, 장치.

2. 실시예 1에 있어서, 에어록을 더 포함하는, 장치.

3. 실시예 2에 있어서, 상기 에어록이 내부 도어 및 외부 도어를 포함하는, 장치.

4. 실시예 3에 있어서, 상기 에어록은, 상기 외부 도어가 개방되기 전에 상기 유전성 유체의 가스 상을 퍼지하기 위해서 불활성 가스를 수용하도록 구성되는, 장치.

5. 실시예 3에 있어서, 상기 로봇이 상기 탱크의 외측에 위치되는, 장치.

6. 실시예 3에 있어서, 상기 로봇이 상기 탱크 내에 위치되는, 장치.

7. 실시예 6에 있어서, 상기 로봇은, 상기 컴퓨터 구성 요소를 랙으로부터 제거하도록 그리고 상기 컴퓨터 구성 요소를 상기 에어록에 전달하도록 구성되는, 장치.

8. 실시예 7에 있어서, 상기 로봇은:

상기 에어록의 내부 도어를 개방하도록;

상기 컴퓨터 구성 요소를 상기 에어록 내에 배치하도록;

상기 에어록의 내부 도어를 폐쇄하도록;

상기 에어록의 압력이 대기압과 같아지도록; 그리고

상기 에어록의 외부 도어를 개방하도록 더 구성되는, 장치.

9. 실시예 8에 있어서, 상기 탱크의 외측에 위치되는 제2 로봇을 더 포함하는, 장치.

10. 실시예 9에 있어서, 상기 제2 로봇은, 상기 외부 도어가 개방될 때, 상기 컴퓨터 구성 요소를 상기 에어록으로부터 제거하도록 구성되는, 장치.

11. 실시예 9에 있어서, 상기 제2 로봇은 상기 컴퓨터 구성 요소를 저장 슬롯 내에 배치하도록 구성되는, 장치.

12. 실시예 9에 있어서, 상기 에어록은, 상기 외부 도어가 폐쇄된 후에, 상기 에어록의 압력이 동일해지게 하도록 구성되는, 장치.

13. 실시예 1에 있어서, 상기 장치는, 상기 장치의 외측에 위치된 서버로부터 명령어를 수신하도록 구성되는, 장치.

14. 실시예 1에 있어서, 상기 컴퓨터 구성 요소는, 자산 태그를 보여주는 샤시 내에 위치되는, 장치.

15. 실시예 14에 있어서, 상기 로봇은 상기 자선 태그를 스캔하도록 그리고 상기 자산 태그를 관리 시스템에 중계하도록 구성되는, 장치.

16. 실시예 1에 있어서, 상기 로봇은, 상기 컴퓨터 구성 요소를 제거, 교체, 또는 설치하도록 구성된 갠트리 로봇인, 장치.

17. 실시예 8에 있어서, 상기 갠트리 로봇은 수평 및 수직으로 이동되도록 구성되는, 장치.

18. 실시예 1에 있어서, 상기 로봇은, 전력 분배 시스템의 구성 요소를 제거, 교체, 또는 설치하도록 구성되는, 장치.

19. 실시예 10에 있어서, 상기 전력 분배 시스템의 구성 요소가 변압기 또는 전원인, 장치.

20. 실시예 1에 있어서, 상기 로봇은 상기 컴퓨터 구성 요소를 파지하기 위한 파지 도구를 포함하는, 장치.

침잠 냉각을 위한 밸러스트 블록

1. 장치이며:

탱크로서:

열 전도성 응축 가능 유전성 유체 및 컴퓨터 구성 요소를 유지하기 위한 배스 부분; 및

적어도 하나의 밸러스트 블록을 유지하도록 구성된 선반 부분을 포함하는, 탱크;

상기 탱크의 내측부 압력을 감소 또는 증가시키기 위한 압력 제어기;

상기 유전성 유체의 가스 상을 응축시키기 위한 응축기; 및

상기 컴퓨터 구성 요소를 집어 올리도록 구성된 로봇을 포함하는, 장치.

2. 실시예 1에 있어서, 상기 배스 부분의 하단 지점은, 상기 선반 부분의 높이보다 낮은 높이를 가지는, 장치.

3. 실시예 1에 있어서, 상기 배스 부분은, 상기 컴퓨터 구성 요소가 적어도 부분적으로 상기 유전성 유체 내에 잠기도록, 구성되는, 장치.

4. 실시예 3에 있어서, 상기 컴퓨터 구성 요소가 블레이드 서버, 프로세서, 전원, 또는 변압기인, 장치.

5. 실시예 1에 있어서, 상기 유전성 유체의 레벨이 상기 선반 부분의 적어도 일부를 덮을 정도로 충분히 높은, 장치.

6. 실시예 1에 있어서, 상기 선반 부분이 상기 응축기 옆에 위치되는, 장치.

7. 실시예 6에 있어서, 상기 선반 부분은 응축된 유전성 유체를 상기 응축기로부터 수용하도록 구성되는, 장치.

8. 실시예 1에 있어서, 상기 밸러스트 블록은, 상기 유전성 유체를 상기 선반으로부터 상기 배스 부분 위의 지역으로 변위시키기 위해서, 상기 선반 위의 탱크의 부피를 점유하도록 구성되는, 장치.

9. 실시예 1에 있어서, 상기 밸러스트 블록은, 상기 유전성 유체가 상기 밸러스트 블록 아래로 유동할 수 있게 하기 위한 복수의 상승부 피트를 포함하는, 장치.

10. 실시예 1에 있어서, 상기 밸러스트 블록이 상기 유전성 유체 내에서 용해될 수 없는, 장치.

11. 실시예 1에 있어서, 상기 밸러스트 블록이 금속, 고무, 실리콘, 또는 중합체로 제조되는, 장치.

12. 실시예 1에 있어서, 상기 밸러스트 블록이 상기 유전성 유체보다 더 조밀한, 장치.

13. 실시예 1에 있어서, 상기 밸러스트 블록이, 상기 밸러스트 블록의 제거 또는 교체를 위한, 핸들, 컷아웃 또는 판을 가지는, 장치.

14. 실시예 13에 있어서, 상기 로봇은, 상기 핸들, 컷 아웃 또는 판을 이용하여 상기 밸러스트 블록을 상승시키도록 구성되는, 장치.

15. 실시예 1에 있어서, 상기 밸러스트 블록은, 상기 밸러스트 블록의 상단 측면 또는 하단 측면으로부터 다른 밸러스트 블록과 인터록킹되도록 구성되는, 장치.

16. 실시예 15에 있어서, 상기 인터록킹은 상기 다른 밸러스트 블록이 활주되는 것을 방지하는, 장치.

17. 실시예 15에 있어서, 상기 다른 밸러스트 블록은, 상기 밸러스트 블록의 상단 측면 또는 하단 측면 상에 위치되도록 구성되는, 장치.

18. 실시예 15에 있어서, 상기 밸러스트 블록은 상기 밸러스트 블록의 상단 측면 상에서 함몰된 부분을 포함하고, 그에 따라 상기 다른 밸러스트 블록의 상승부 피트는 상기 밸러스트 블록의 함몰된 부분 중 하나 내에 록킹되도록 구성되는, 장치.

19. 실시예 1에 있어서, 상기 밸러스트 블록은 상기 선반 부분의 전체 길이의 적어도 40%에 걸쳐지도록 구성되는, 장치.

20. 실시예 1에 있어서, 상기 밸러스트 블록은 약 2 피트 길이, 약 8 인치 폭, 및 약 1 인치 높이의 외부 치수를 가지는, 장치.

침잠 냉각을 위한 서버 케이스

1. 장치이며:

열 전도성 응축 가능 유전성 유체를 유지하도록 구성된 탱크;

상기 탱크의 내측부 압력을 감소 또는 증가시키기 위한 압력 제어기;

상기 유전성 유체 내에 적어도 부분적으로 잠기는 샤시;

상기 유전성 유체의 가스 상을 응축시키기 위한 응축기; 및

상기 샤시를 집어 올리도록 구성된 로봇을 포함하는, 장치.

2. 실시예 1에 있어서, 상기 샤시는 히트 싱크 및 팬을 필요로 하지 않는, 장치.

3. 실시예 1에 있어서, 상기 샤시가 블레이드 서버를 포함하는, 장치.

4. 실시예 1에 있어서, 상기 샤시는 프로세서, 전원 또는 인터페이스 카드를 포함하는, 장치.

5. 실시예 19에 있어서, 상기 인터페이스 카드는, 1G 또는 10G 이더넷 인터페이스에 대한 연결을 위한 RJ45 인터페이스와 양립 가능한 Cat6A 또는 Cat7인, 장치.

6. 실시예 1에 있어서, 상기 샤시가 랙에 제거 가능하게 부착되는, 장치.

7. 실시예 6에 있어서, 상기 샤시는, 상기 샤시와 상기 랙 사이의 슬롯-인 인터페이스를 제공하기 위한 백플레인을 포함하는, 장치.

8. 실시예 7에 있어서, 상기 백플레인은, 상기 랙으로부터 수신된 전력 및 신호를 상기 샤시 내에서 분배하도록 구성되는, 장치.

9. 실시예 8에 있어서, 상기 백플레인은 전력 및 데이터를 케이블을 통해서 블레이드 서버에 전송하도록 구성되는, 장치.

10. 실시예 1에 있어서, 상기 샤시는, 후방 벽 및 2개의 측벽을 포함하는 실질적으로 직사각형인 상자이고, 상기 후방 벽은, 상기 샤시 내의 상기 유전성 유체의 순환을 돕기 위한 복수의 홀을 가지는, 장치.

11. 실시예 10에 있어서, 상기 샤시는 상기 2개의 측벽의 각각에서 안내 레일을 포함하는, 장치.

12. 실시예 1에 있어서, 상기 샤시는 컴퓨터 구성 요소를 유지하기 위한 장착 인터페이스를 포함하는, 장치.

13. 실시예 1에 있어서, 상기 샤시는 판을 포함하고, 상기 로봇은 상기 판을 이용하여 상기 샤시를 상승시키도록 구성되는, 장치.

14. 실시예 1에 있어서, 상기 샤시가 마이크로제어기를 포함하는, 장치.

15. 실시예 14에 있어서, 상기 마이크로제어기는:

상기 샤시에 장착된 센서로부터, 상기 샤시가 랙 내에 적절히 배치되었는지의 여부를 나타내는 센서 데이터를 수신하도록; 그리고

상기 센서 데이터를 관리 시스템에 전송하도록 구성되는, 장치.

16. 실시예 14에 있어서, 상기 마이크로제어기는:

전력 신호를 관리 시스템으로부터 수신하도록; 그리고

상기 전력 신호를, 상기 샤시 내의 전력을 컷오프하도록 구성된 스위치에 전송하도록 구성되는, 장치.

17. 실시예 14에 있어서, 상기 마이크로제어기는:

동작 데이터를 상기 샤시 내에 장착된 컴퓨터 구성 요소로부터 수신하도록; 그리고

상기 동작 데이터를 관리 시스템에 전송하도록 구성되는, 장치.

18. 실시예 14에 있어서, 상기 마이크로제어기는 블레이드 서버의 전기 및 통신 설비를 제어하도록 구성되는, 장치.

19. 실시예 1에 있어서, 상기 샤시가 RFID 태그를 포함하는, 장치.

20. 실시예 19에 있어서, 상기 로봇은 RFID 태그를 스캔하도록 그리고 신호를 관리 시스템에 전송하도록 구성되는, 장치.

벨로우즈를 이용한 침잠 냉각을 위한 증기 관리

1. 장치이며:

열 전도성 응축 가능 유전성 유체 및 컴퓨터 구성 요소를 유지하도록 구성된 탱크;

상기 탱크의 내측부 압력을 감소 또는 증가시키기 위한 압력 제어기;

상기 유전성 유체의 가스 상을 응축시키기 위한 증기 관리 시스템; 및

상기 컴퓨터 구성 요소를 집어 올리도록 구성된 로봇을 포함하는, 장치.

2. 실시예 1에 있어서, 상기 증기 관리 시스템이 상기 탱크 내에서 응축 구조물을 포함하는, 장치.

3. 실시예 2에 있어서, 상기 응축 구조물이 열 전도성 관, 코일 또는 라디에이터 핀을 포함하는, 장치.

4. 실시예 2에 있어서, 상기 응축 구조물은 냉각 액체의 공급원에 커플링되도록 구성되고, 그에 따라 상기 냉각 액체는 상기 응축 구조물을 통과하는, 장치.

5. 실시예 2에 있어서, 상기 장치는, 증발 냉각 또는 건조 냉각 타워를 이용하여 상기 냉각 액체를 급냉시키도록 구성되는, 장치.

6. 실시예 2에 있어서, 상기 증기 관리 시스템이 유입 파이프 및 유출 파이프를 포함하는, 장치.

7. 실시예 6에 있어서, 상기 유입 파이프는, 냉각 액체를 급냉 냉각 액체 공급원으로부터 수용하도록 그리고 냉각 액체를 응축 구조물을 통해서 안내하도록 구성되는, 장치.

8. 실시예 6에 있어서, 상기 유출 파이프는, 냉각 액체를 응축 구조물로부터 수용하도록 그리고 냉각 액체를 급냉 냉각 액체 공급원으로 복귀시키도록 구성되는, 장치.

9. 실시예 1에 있어서, 상기 증기 관리 시스템은 상기 유전성 유체를 저장하기 위한 저장 유닛을 포함하는, 장치.

10. 실시예 9에 있어서, 상기 증기 관리 시스템은 상기 탱크 내의 유전성 유체를 상기 저장 유닛으로부터 지향시키도록 구성되는, 장치.

11. 실시예 1에 있어서, 상기 증기 관리 시스템은 상기 유전성 유체의 증기를 저장하기 위한 증기 저장 유닛을 포함하는, 장치.

12. 실시예 11에 있어서, 상기 증기 저장 유닛이 벨로우즈인, 장치.

13. 실시예 12에 있어서, 상기 벨로우즈는, 상기 탱크의 내측부 압력을 유지하기 위해서 팽창 또는 수축되도록 구성되는, 장치.

14. 실시예 12에 있어서, 상기 벨로우즈는 하나 이상의 파우치를 포함하는, 장치.

15. 실시예 11에 있어서, 상기 증기 저장 유닛은, 상기 유전성 유체의 증기의 온도를 낮추기 위해서, 공기가 상기 증기 관리 시스템 내로 이동할 수 있게 하는 밸브를 포함하는, 장치.

16. 실시예 15에 있어서, 상기 증기 저장 유닛은, 상기 유전성 유체의 증기를 공기로부터 분리하기 위해서 탄소 베드에 동작 가능하게 연결되는, 장치.

17. 실시예 16에 있어서, 상기 탄소 베드는, 상기 탄소 베드를 가열하여 상기 탄소 베드의 온도를 높이도록 구성된 탈착 가열기를 포함하는, 장치.

18. 실시예 1에 있어서, 상기 증기 관리 시스템이 필터를 포함하는, 장치.

19. 실시예 17에 있어서, 상기 필터가 공기 및 수증기를 제거하도록 구성되는, 장치.

20. 실시예 1에 있어서, 상기 증기 관리 시스템은:

불활성 가스 저장 유닛을 포함하고; 그리고

시동 동작 또는 중단 동작 중에, 불활성 가스를 상기 불활성 가스 저장 유닛으로부터 상기 탱크 내로 도입하도록 구성되는, 장치.

Claims (20)

1. 컴퓨팅 구성 요소를 위한 냉각 시스템이며:
   압력 제어 용기의 내측부 압력을 대기압 미만으로 낮추기 위한 압력 제어기를 포함하는 압력 제어 용기로서, 액체 상 및 가스 상의 소정 부피의 열 전도성 응축 가능 유전성 유체를 유지하도록 구성된, 압력 제어 용기;
   하나 이상의 컴퓨터 구성 요소가 소정 부피의 열 전도성 응축 가능 유전성 유체의 액체 상 내에 적어도 부분적으로 잠기도록 배열된 하나 이상의 컴퓨터 구성 요소로서, 상기 하나 이상의 컴퓨터 구성 요소가 프로세서 또는 네트워크 카드인, 하나 이상의 컴퓨터 구성 요소; 및
   가스 상 유전성 유체를 액체 상 유전성 유체로 응축하기 위한 응축기를 포함하는, 냉각 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 압력 제어 용기가 상위 구조물 내에 장착되는, 냉각 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   백플레인 시스템을 더 포함하는, 냉각 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 압력 제어 용기의 내측부 압력을 실질적으로 방해하지 않으면서, 상기 하나 이상의 컴퓨터 구성 요소가 교환될 수 있는, 냉각 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   로봇 아암 및 에어록을 더 포함하고, 상기 에어록은, 상기 압력 제어 용기 내의 압력을 실질적으로 방해하지 않으면서, 상기 압력 제어 용기의 내측부에 접근할 수 있게 허용하도록 구성되는, 냉각 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   퍼지 시스템을 더 포함하고, 상기 퍼지 시스템은 열 전도성 유전성 유체의 부피로부터 오염물질을 제거하도록 구성되는, 냉각 시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 퍼지 시스템은 기체 유전성 유체의 적어도 일부를 응축하도록, 그리고 기체 오염물질을 폐기하도록 구성되는, 시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 압력 제어 용기가 전원, 물의 공급원, 및 네트워크 연결부에 동작 가능하게 연결되는, 냉각 시스템.
9. 제1항에 있어서,
   상기 압력 제어 용기가 상단부의 개구부 및 제거 가능 덮개를 포함하는, 냉각 시스템.
10. 제9항에 있어서,
    상기 하나 이상의 덮개는, 상기 열 전도성 유전성 유체의 가스 상을 상기 압력 제어 용기의 측면을 향해서 지향시키도록 구성되는, 시스템.
11. 제1항에 있어서,
    상기 압력 제어 용기는 약 100 입방 피트 내지 약 300 입방 피트의 내측부 부피를 포함하는, 냉각 시스템.
12. 제1항에 있어서,
    상기 압력 제어 용기는 약 1:3 내지 약 1:8의 액체 유전성 유체 부피 대 기체 유전성 유체 부피의 비율을 포함하는, 냉각 시스템.
13. 제1항에 있어서,
    밸러스트 블록을 더 포함하는, 냉각 시스템.
14. 컴퓨팅 구성 요소를 위한 냉각 시스템이며:
    압력 제어 용기로서:
    상기 압력 제어 용기의 내측부 압력을 대기압 미만으로 낮추기 위한 압력 제어기; 및
    액체 상 및 가스 상의 소정 부피의 열 전도성 응축 가능 유전성 유체를 포함하는, 압력 제어 용기;
    가스 상 유전성 유체를 액체 상 유전성 유체로 응축하기 위한 응축기;
    상기 압력 제어 용기를 수용하는 구조물;
    교류 전력을 직류 전력으로 변환하고, 소정 부피의 열 전도성 유전성 유체의 액체 상 내에 적어도 부분적으로 잠기는, 전력 분배 시스템; 및
    상기 전력 분배 시스템에 동작 가능하게 연결되는 무정전 전원을 포함하는, 시스템.
15. 제14항에 있어서,
    상기 전력 분배 시스템은 400 볼트 초과의 교류 전력을 50 볼트 미만의 직류 전력으로 변환하는, 시스템.
16. 제14항에 있어서,
    상기 전력 분배 시스템은 약 415 볼트의 교류 전력을 약 48 볼트의 직류 전력으로 변환하는, 시스템.
17. 제14항에 있어서,
    상기 전력 분배 시스템은 약 415 볼트의 교류 전력을 약 3.5 볼트의 직류 전력으로 변환하는, 시스템.
18. 제14항에 있어서,
    그래픽 프로세서 유닛을 더 포함하는, 시스템.
19. 제14항에 있어서,
    프로세서를 더 포함하고, 상기 프로세서는 상기 전력 분배 시스템에 동작 가능하게 연결되도록 구성되고, 상기 프로세서는 상기 압력 제어 용기의 동작을 제어하도록 구성되는, 시스템.
20. 제19항에 있어서,
    상기 프로세서는 소정 부피의 열 전도성 유전성 유체의 액체 상 내에 적어도 부분적으로 잠기는, 시스템.

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