حلول المراقبة من شركة RIKA SENSOR لمراكز الحوسبة الفائقة

بالنسبة لمراكز الحوسبة الفائقة حول العالم، يعتمد التشغيل المستقر لأجهزة الحوسبة عالية الأداء (HPC) على عنصر بالغ الأهمية في إدارة الحرارة، ألا وهو سائل التبريد. يدور هذا السائل المتخصص عبر رفوف الخوادم وألواح التبريد والمبادلات الحرارية، مبددًا الحرارة الشديدة المنبعثة من الرقائق فائقة الكثافة. وتؤثر موثوقيته بشكل مباشر على كفاءة الحوسبة، وعمر الأجهزة، وحتى استقرار النظام. فبدون أدوات مراقبة دقيقة، قد يؤدي تدهور سائل التبريد أو تلوثه أو انخفاض أدائه إلى ارتفاع درجة الحرارة، أو تآكل المكونات، أو حتى توقف النظام فجأة. سنستعرض كيف تحمي حلول مراقبة سائل التبريد من RIKA SENSOR عمليات الحوسبة الفائقة في جميع أنحاء العالم، بما يتماشى مع المعايير التقنية العالمية والمتطلبات الخاصة بكل قطاع.

فريق أجهزة الاستشعار الأساسية: متخصص في الأدوار، ومتوافق مع المعايير العالمية

في أفضل مراكز الحوسبة الفائقة في أمريكا الشمالية وأوروبا وآسيا، يؤدي "حراس النواة" المسؤولون عن أداء سائل التبريد أدوارًا متميزة وحيوية للغاية:

1. مستشعر درجة حرارة السائل: مرساة الاستقرار الحراري

يُعدّ التحكم في درجة الحرارة أمرًا بالغ الأهمية لإدارة الحرارة في أنظمة الحوسبة عالية الأداء، حيث تؤثر درجة حرارة سائل التبريد بشكل مباشر على كفاءة تبديد الحرارة. يوفر مستشعر درجة حرارة السائل من RIKA تنظيمًا حراريًا دقيقًا.

• الوظيفة الرئيسية: يحافظ على سائل التبريد ضمن النطاق الأمثل 18-24 درجة مئوية (وهو نطاق مثالي لأنظمة الحوسبة عالية الأداء). تؤدي درجات الحرارة التي تتجاوز هذا الحد إلى انخفاض كفاءة التبادل الحراري، مما يجبر المعالجات على خفض ترددها؛ بينما تؤدي درجات الحرارة المنخفضة إلى زيادة استهلاك الطاقة وخطر تلف المكونات الحساسة بسبب التكثيف.
• المعايير العالمية : يحدد معيار ISO 7789 متطلبات استقرار درجة الحرارة لسوائل تبريد مراكز البيانات، بينما تشترط معايير وزارة الطاقة الأمريكية للحوسبة عالية الأداء دقة قياس تبلغ ±0.1 درجة مئوية. ويتطلب مركز SuperMUC-NG الألماني، وهو مركز رائد في مجال الحوسبة الفائقة، انحرافات في درجة الحرارة في الوقت الفعلي لا تتجاوز 0.2 درجة مئوية لضمان التشغيل المتواصل.

2. مستشعر التوصيل الكهربائي (EC): حارس نقاء المنتج

تُعدّ نقاوة سائل التبريد أمراً بالغ الأهمية لمنع حدوث دوائر قصر كهربائية أو تآكل المكونات الناتج عن التوصيل غير المرغوب فيه. ويفرض مستشعر التوصيل الكهربائي من RIKA معايير نقاوة صارمة.

• المتطلبات القياسية: تُلزم المعايير العالمية لصناعة الحوسبة عالية الأداء (HPC) بأن تكون موصلية سائل التبريد ≤ 10 ميكروسيمنز/سم. أما بالنسبة لسوائل التبريد العازلة - الشائعة الاستخدام في التبريد المباشر للرقاقة - فإن المعايير أكثر صرامة (≤ 1 ميكروسيمنز/سم) للقضاء على مخاطر التسرب الكهربائي.
• الاستجابة للطوارئ: يؤدي التلوث الناتج عن الشوائب أو تسرب الرطوبة إلى ارتفاع فوري في الموصلية. يرسل المستشعر تنبيهات فورية، مما يسمح للمهندسين باستبدال سائل التبريد أو تفعيل أنظمة الترشيح، وبالتالي منع حدوث تلف لا يمكن إصلاحه للأجهزة ذات الجهد العالي.

3. مستشعر الرقم الهيدروجيني: واقي من التآكل

تحمي مستويات الأس الهيدروجيني المستقرة الأنابيب المعدنية وألواح التبريد والموصلات في أجهزة الحوسبة الفائقة من التآكل. ويضمن مستشعر الأس الهيدروجيني من RIKA سلامة المواد على المدى الطويل.

• مبدأ العمل: يكشف الجهاز بسرعة عن تركيز أيونات الهيدروجين، ويحافظ على درجة حموضة سائل التبريد بين 6.5 و8.5 (المعيار الدولي لسوائل التبريد الصناعية). يؤدي سائل التبريد شديد الحموضة أو القلوية إلى تسريع أكسدة المعادن، مما ينتج عنه جزيئات الصدأ التي تسد الأنابيب وتعيق تبديد الحرارة.
• الأثر الواقعي : في مركز فوغاكو للحوسبة الفائقة في اليابان، تُنقل بيانات الرقم الهيدروجيني في الوقت الفعلي عبر الألياف الضوئية إلى نظام التحكم المركزي. وهذا يُتيح إجراء تعديلات كيميائية تلقائية، مما يُقلل من وقت توقف الصيانة الناتج عن التآكل بنسبة 40% سنويًا.

4. مستشعر العكارة: كاشف التلوث

يمكن للجسيمات المجهرية غير المرئية، مثل برادة المعادن والغبار ونواتج تحلل سائل التبريد، أن تخدش أسطح التبادل الحراري وتسد القنوات الدقيقة. يعمل مستشعر العكارة من RIKA على التخلص من هذه المخاطر الخفية.

• الدقة : يقيس العكارة ≤ 1 NTU (وحدة العكارة النيفيلومترية)، بما يتوافق مع معايير ISO 7027 للسوائل عالية النقاء.
• التطبيق العملي: في حاسوب "سميت" العملاق التابع لمختبر أوك ريدج الوطني الأمريكي، تُركّب أجهزة استشعار العكارة عند نقاط التقاء الأنابيب الحيوية. ويؤدي اكتشاف أي خلل إلى تشغيل دورة ترشيح كاملة لنظام التبريد، مما يضمن تبديد الحرارة دون عوائق ويطيل عمر الأجهزة بنسبة 25%.

5. أجهزة الاستشعار المساعدة: خطوط دفاع إضافية

• مستشعر الأكسجين المذاب: يتحكم في محتوى الأكسجين المذاب ≤ 5 ملغم/لتر لمنع أكسدة سائل التبريد وصدأ الأنابيب - وهو أمر بالغ الأهمية بشكل خاص بالنسبة لسائل التبريد القائم على الزيوت المعدنية والذي يستخدم على نطاق واسع في أنظمة الضغط العالي.
• مستشعر جودة المياه متعدد المعايير : يدمج مستشعر RIKA RK500-09 قياسات درجة الحرارة، والتوصيل الكهربائي، ودرجة الحموضة، والعكارة. وهذا يقلل من تعقيد عملية التركيب ويتيح إدارة موحدة للبيانات في مجمعات الحوسبة الفائقة واسعة النطاق.

كيف تعمل أجهزة استشعار سائل التبريد في غرف الحوسبة الفائقة على مستوى العالم؟

تشكل هذه المستشعرات نظامًا متكاملًا لمراقبة سائل التبريد ضمن إنترنت الأشياء، مصمم خصيصًا لتلبية المتطلبات الفريدة للحوسبة الفائقة من خلال سير عمل مبسط وآلي:

• المراقبة في الوقت الحقيقي : يتم غمر أجهزة الاستشعار في خزانات سائل التبريد أو الأنابيب أو المبادلات الحرارية، وتجمع البيانات كل 1-5 ثوانٍ - وتغطي درجة الحرارة والتوصيلية ودرجة الحموضة والعكارة.
• نقل البيانات: يستفيد من بروتوكولات إنترنت الأشياء العالمية (LoRa، NB-IoT) أو 5G (على سبيل المثال، المراقبة في الوقت الحقيقي التي تدعمها تقنية 5G في مركز الحوسبة الفائقة Tianhe-3 في الصين) مع زمن استجابة منخفض يصل إلى 20 مللي ثانية، مما يضمن وصول البيانات الهامة إلى أنظمة التحكم على الفور.
• التنبيهات التلقائية: يرسل إشعارات عبر الرسائل النصية القصيرة أو التطبيق أو غرفة التحكم إلى المهندسين عندما تتجاوز المعلمات الحدود المسموح بها - مثل درجة الحرارة > 24 درجة مئوية أو الموصلية > 10 ميكروسيمنز/سم.
• الإجراءات المترابطة : في الأنظمة المتقدمة، تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى التنشيط التلقائي لمضخات التبريد الاحتياطية؛ كما يؤدي ارتفاع العكارة إلى بدء دورات الترشيح. هذا يقلل من التدخل البشري ويخفض وقت توقف النظام بنسبة تصل إلى 60%.

المعايير والممارسات الإقليمية: التكيف المحلي، الجودة العالمية

على الرغم من أن احتياجات المراقبة الأساسية ثابتة، إلا أن مستشعرات سائل التبريد من RIKA تتكيف مع معايير الحوسبة عالية الأداء الإقليمية والأولويات التشغيلية:

لماذا تختار أجهزة الاستشعار المعتمدة من مؤسسة العلوم الوطنية (NSF) لتبريد الحواسيب العملاقة؟

• الامتثال العالمي: يفي بمعايير CE و ISO 7789، مما يتيح التكامل السلس في مشاريع الحوسبة الفائقة الدولية وإزالة حواجز الامتثال عبر الحدود.
• الكفاءة في التكلفة: تم تطوير هذه المستشعرات بواسطة شركة RIKA SENSOR، وهي تضاهي أداء الشركات الرائدة في الصناعة مثل Hach و Shimadzu بتكاليف أقل بنسبة 30-50%، مما يقلل من النفقات التشغيلية طويلة الأجل لمراكز الحوسبة الفائقة.

الخلاصة: ضمان استقرار الحوسبة الفائقة على مستوى العالم

تُعدّ مستشعرات سائل التبريد لغرف الحوسبة الفائقة من RIKA العمود الفقري لإدارة الحرارة في الحوسبة عالية الأداء - بدءًا من Summit في أوك ريدج وFugaku في طوكيو وصولًا إلى SuperMUC-NG في برلين وTianhe-3 في تيانجين. من خلال استبدال أخذ العينات اليدوي ببيانات في الوقت الفعلي والصيانة التفاعلية بالتنبيهات الاستباقية، تضمن هذه الحلول أداءً متسقًا ومتوافقًا لسائل التبريد - مما يزيد من كفاءة الحوسبة ويطيل عمر الأجهزة.

تجمع أنظمة مراقبة سائل التبريد لدينا بين الامتثال التقني العالمي والتكييف المحلي، لتلبية أعلى المعايير الدولية مع مراعاة احتياجات الحوسبة عالية الأداء الإقليمية. وهي مناسبة لمشغلي الحوسبة الفائقة، وشركات هندسة مراكز البيانات، ومزودي البنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات الذين يبحثون عن حلول مراقبة موثوقة وفعالة من حيث التكلفة.