Good Gi (谷騏) เป็นผู้จัดหาท่อและชิ้นส่วนป้องกันสายไฟสำหรับตู้ AI server และ HPC บทความนี้พูดถึงจุดเดียวในตู้ นั่นคือ drain hose ของ drip tray (ถาดรองน้ำหยด) ซึ่งใช้ท่อซิลิโคน SRT
สเปกซีลของตู้ liquid cooling เข้มขึ้นทุกปี แต่คนออกแบบห้อง data center ไม่เคยตั้งสมมติฐานว่า "จะไม่รั่วแน่นอน" จึงเพิ่ม drip tray ไว้ที่จุดเสี่ยง แล้วต่อท่อพาน้ำออกไป ผู้ผลิต power electronics รายใหญ่รายหนึ่ง (ต่อไปนี้เรียกว่า บริษัท D) สั่งท่อเส้นนี้จาก Good Gi
drip tray อยู่ตรงไหนบ้าง
ในตู้หนึ่งใบมี drip tray มากกว่าหนึ่งจุด โดยทั่วไปพบสี่ตำแหน่ง
| ตำแหน่ง | รองรับอะไร | พื้นที่ที่ใช้ได้ |
|---|---|---|
| ก้นตู้ (rack bottom) | ด่านสุดท้ายของทั้งตู้ รองน้ำที่ไหลลงมาจากชั้นบน | กว้างที่สุด ประมาณ 30~50 มม. |
| จุดเชื่อมต่อ (ท่อ coolant และ quick disconnect) | จุดถอดเสียบและจุดต่อ ซึ่งมีโอกาสรั่วสูงกว่าจุดอื่น | ขึ้นกับการวางท่อและข้อต่อ |
| ชั้นบนสุดในโมดูล | ใต้ cold plate module พอดี ใกล้ทั้งแหล่งความร้อนและชิ้นส่วนที่มีไฟ | แคบที่สุดในสี่จุด ขึ้นกับโครงสร้างโมดูล |
| ระดับเดียวกับ PCB หรือก้นลิ้นชัก | ป้องกันทั้งชั้นของบอร์ดหรือทั้งลิ้นชัก | ตื้น ประมาณ 10~20 มม. |
drip tray ในตู้แบ่งเป็นสองระดับ ถาดใหญ่หนึ่งใบที่ก้นตู้ และถาดตื้นอีกหนึ่งใบใต้ compute node แต่ละตัว ภาพประกอบ ไม่ใช่สัดส่วนจริง
ตำแหน่งกำหนดความสูงที่ใช้ได้ และความสูงกำหนดขนาดท่อ ก่อนเลือกท่อจึงต้องรู้ก่อนว่าถาดอยู่ชั้นไหน
drain hose ต่อกับ drip tray อย่างไร
เจาะรูที่ผนังด้านข้างของถาด สอดท่อผ่านรู แล้วเดินท่อลงตามช่องเดินสายในตู้ไปยังจุดรวบรวมที่กำหนดไว้
ภาพตัดขวางระดับ node: cold plate ต่อกับท่อ coolant ผ่าน quick disconnect ด้านล่างคือ drip tray และ drain hose ออกทางผนังด้านข้างของถาด ภาพประกอบ ไม่ใช่สัดส่วนจริง
ท่อเส้นนี้กับท่อ coolant หลักทำคนละหน้าที่ และตรรกะการเลือกวัสดุแทบไม่มีอะไรตรงกัน
| ท่อ coolant หลัก | ▎drain hose ของ drip tray | |
|---|---|---|
| หน้าที่ | ส่ง coolant เข้า cold plate และพาความร้อนออก | พาน้ำที่รั่วออกไปให้ห่างจากอุปกรณ์ |
| แรงดัน | ปั๊มขับ มีแรงดันตลอดเส้น | แทบไม่มีแรงดัน อาศัยแรงโน้มถ่วง |
| ขนาดท่อ | คำนวณจากอัตราการไหล | กำหนดจากความสูงที่เหลือในถาด |
| จุดสำคัญของวัสดุ | ทนแรงดัน เข้ากับ coolant ทนอุณหภูมิ | ผนังบางแต่ไม่ยุบ ดัดง่าย หน่วงไฟ เป็นฉนวน |
ไม่มีแรงดันไม่ได้แปลว่าสเปกหย่อนได้ ขนาดท่อของ drain hose ไม่ได้มาจากการคำนวณอัตราการไหล แต่มาจากความสูงที่เหลืออยู่ในถาด
บริษัท D ต้องการอะไร
| ความต้องการ | SRT ตอบโจทย์อย่างไร |
|---|---|
| ติดตั้งใน drip tray ลึก 7 มม. ได้ | OD 6 มม. (ID 5 มม. / ผนังหนา 0.5 มม.) เหลือระยะให้เจาะรูและดัดโค้ง |
| สอดคล้องกับ UL | ผ่าน VW-1 vertical flame test ตาม UL 224 |
| หน่วงไฟ | ระบุเกรดหน่วงไฟ เกรดมาตรฐานในซีรีส์เดียวกันไม่มี VW-1 |
| ใช้ในพื้นที่แคบของตู้ได้ | ซิลิโคนคืนตัวได้ ผนัง 0.5 มม. จึงคงรูปท่อหลังดัด ไม่ยุบง่าย |
ถาดลึกแค่ 7 มม. จากตู้ที่ Good Gi เคยทำมา ถาดรวมน้ำที่ก้นตู้มักอยู่ราว 30~50 มม. ส่วนถาดป้องกันในโมดูลหรือใต้ตำแหน่ง U จะตื้นกว่ามาก ราว 10~20 มม. ที่ 7 มม. จึงแคบกว่าถาดตื้นทั่วไปอีกขั้น ถือเป็นเงื่อนไขที่ค่อนข้างสุดโต่ง
drain hose ต้องออกทางผนังถาด OD จึงต้องเหลือระยะให้รูเจาะและมุมดัด เพดานจึงอยู่ที่ 6 มม. แต่เล็กกว่านั้นไม่ได้ดีกว่า ยิ่ง ID เล็ก ปริมาณน้ำที่พาไปได้และความเร็วก็ยิ่งลดลง สิ่งที่ดันน้ำมีแค่แรงโน้มถ่วง ถ้าท่อเล็กเกินไป บวกกับมุมดัดที่ต้องหลบ wire harness ในตู้ น้ำจะขังอยู่ในถาดแทนที่จะไหลออก พอถาดเต็มก็ล้น และการป้องกันชั้นนี้ก็ไม่เหลือความหมาย
งานนี้จึงไม่ใช่การย่อท่อให้เล็กจนใส่ได้ แต่เป็นการหาขนาดที่ระบายได้ดีที่สุดภายในความสูงที่มี เราคำนวณย้อนจากทั้งประสิทธิภาพการระบายและระยะติดตั้ง แล้วจึงลงตัวที่ OD 6 มม.
สเปกท่อซิลิโคน SRT
SRT คือท่อยางซิลิโคนขึ้นรูปด้วยการอัดรีด สีมาตรฐานคือสีขาว สีใสและสีอื่นผลิตตามตัวอย่างของลูกค้า
| รายการ | สเปก |
|---|---|
| สินค้า | ท่อซิลิโคน SRT (เกรดหน่วงไฟ) |
| ขนาดในงานนี้ | ID 5.0 ±0.1 มม. / ผนังหนา 0.50 +0.12/−0.1 มม. (OD 6 มม.) |
| ช่วง ID | 1 ~ 20 มม. |
| อุณหภูมิใช้งาน | −50 ~ +200°C |
| แรงดันเบรกดาวน์ | ≥20 kV |
| การหน่วงไฟ | ผ่าน VW-1 vertical flame test ตาม UL 224 |
| ความแข็ง | Shore A 70 ±5 |
| สี | มาตรฐานสีขาว สีใสและสีอื่นผลิตตามตัวอย่าง |
ดูรุ่นและสเปกทั้งหมดที่หน้าสินค้า: ท่อซิลิโคน SRT
จุดยากของท่อผนังบางขนาดเล็กอยู่ที่ค่าความคลาดเคลื่อน ทุกขนาดในช่วง ID 1~7 มม. ใช้ผนังหนามาตรฐาน 0.50 มม. เท่ากัน คุม ID ที่ ±0.1 มม. ส่วนค่าความคลาดเคลื่อนของผนังในงานนี้ (ID 5.0 มม.) อยู่ที่ +0.12/−0.1 มม. ถ้าแม่พิมพ์หรือเงื่อนไขการหล่อเย็นเพี้ยนไปเล็กน้อย ผนังท่อจะหนาข้างบางข้าง และด้านที่บางจะยุบก่อนเมื่อดัด ต้องคุมค่านี้ให้นิ่งได้ ขนาดนี้ถึงจะใช้งานได้จริง
เนื้อใสมีประโยชน์จริงในงานนี้ ท่อเดินอยู่ในตู้ ช่างซ่อมบำรุงจึงมองเห็นได้เลยว่ามีน้ำค้างอยู่ในท่อหรือไม่ โดยไม่ต้องถอดชิ้นส่วน
ขอบอกไว้ก่อน Good Gi ไม่ได้ทำเซ็นเซอร์ตรวจจับการรั่ว ท่อเส้นนี้ดูแลเรื่อง "รั่วแล้วพาไปไหน" ส่วนการตรวจจับต้องหาจากที่อื่น
งานแบบนี้เอาไปใช้ที่ไหนได้อีก
ถ้าต้องการแค่ท่อพาน้ำออก ในตลาดมีของที่ถูกกว่านี้ แต่ท่อเส้นนี้อยู่ในอุปกรณ์ไฟฟ้าและเครื่องกล นอกจากระบายน้ำแล้วยังต้องผ่านมาตรฐานความปลอดภัยไปพร้อมกับตัวเครื่อง ทั้งการหน่วงไฟ UL ฉนวน และอุณหภูมิ ล้วนถูกตรวจ การเทียบราคาจึงเริ่มได้ก็ต่อเมื่อสเปกตรงกันแล้ว
SRT ตอบหลายข้อพร้อมกัน
- หน่วงไฟ: เกรดหน่วงไฟผ่าน VW-1 vertical flame test ตาม UL 224 ใช้ในตำแหน่งที่เดินคู่กับ wire harness ได้
- ฉนวน: แรงดันเบรกดาวน์ ≥20 kV และ volume resistivity 2×10¹² Ω·cm ใช้เดินใกล้ขั้วที่มีไฟได้
- ช่วงอุณหภูมิ: −50 ~ +200°C ครอบคลุมทั้งอุณหภูมิที่สูงขึ้นในตู้และการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อม
- ความเหนียว: tensile strength 6.9 MPa, elongation at break 200%, tear strength 14.5 kN/m ดึงและดัดซ้ำก็ไม่ฉีกง่าย
- ติดตั้งง่าย: ความแข็ง Shore A 70 ±5 บวกกับการคืนตัวของซิลิโคน ทำให้ผนังบางคงรูปหลังดัดในที่แคบ
- ดูแลง่าย: สั่งเนื้อใสตามตัวอย่างได้ ช่างมองเห็นน้ำค้างในท่อได้ที่หน้างาน
- ขนาดครบ: ID 1~20 มม. เป็นสเปกมาตรฐานทั้งหมด ไม่ต้องเปิดแม่พิมพ์เพื่อขนาดเดียว
ไม่ว่าถาดจะอยู่ที่ก้นตู้ จุดเชื่อมต่อ หรือในโมดูล ลำดับการตัดสินใจเหมือนกัน วัดความสูงที่ถาดเหลือให้ ย้อนกลับมาหาเพดานของ OD แล้วเช็กว่า ID นั้นระบายไหวไหมบนเส้นทางดัดจริง ตัวแปรมีแค่พื้นที่ ที่ 7 มม. ตัวเลือกจะแคบมาก ส่วนที่ 30 มม. ขึ้นไปจะเลือกได้สบายกว่า