這些看似離我們大眾生活過于遙遠(yuǎn)的液冷黑科技，正在被各大知名企業(yè)引入并在一些專業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用。就在前不久，曙光公司在液冷服務(wù)器大規(guī)模應(yīng)用發(fā)布會上向華中科技大學(xué)交付了中國首套商用浸沒式液冷服務(wù)器（參考上圖），用于華中科技大學(xué)自主研發(fā)的信息存儲系統(tǒng)、并行分布式計算系統(tǒng)，搭建健康大數(shù)據(jù)平臺。隨后，聯(lián)想在上周也發(fā)布了中國第一套超大規(guī)模溫水水冷超算集群?？梢姡豪浣鉀Q方案的初衷都是實(shí)現(xiàn)超高密度部署，提高計算能力。

液冷？水冷？是一回事兒嗎？

對液冷技術(shù)比較關(guān)注的朋友大概已經(jīng)捕捉到些許不同，液冷服務(wù)器、水冷超算集群，這都是什么樣的存在呢？我們今天就帶著這一問題一探究竟。

液冷，是指通過液體來替代空氣，把CPU、內(nèi)存條、芯片組、擴(kuò)展卡等器件在運(yùn)行時所產(chǎn)生的熱量帶走。根據(jù)目前技術(shù)研究的進(jìn)程，將液冷分類為了水冷和冷媒冷卻，可用冷媒包括水、礦物油、電子氟化液等。按照冷卻原理，又將液冷分為了冷板式液冷（間接式冷卻）和浸沒式液冷（直接式冷卻）兩種系統(tǒng)模式。

從曙光和聯(lián)想發(fā)布的兩款產(chǎn)品來看，都屬于間接式冷卻即冷板式液冷服務(wù)器，百度在2017百度AI開發(fā)者大會上也展示了在GPU上加了冷板散熱器的X-Man 2.0，這些冷媒都采用了水。

從圖片上可以看出，三款服務(wù)器都是將水從特制的快速接口注入，經(jīng)過密閉的送水管路，將CPU的熱量帶走后，通過回水管路流出。其差別在于，曙光和百度所使用的管路為軟管，而聯(lián)想則采用了銅管，相比銅管軟管易于彎折，布局更自由。另外曙光第二代冷板式液冷服務(wù)器，液體冷卻系統(tǒng)囊括了內(nèi)存條。

所以，液冷可能是水冷，也可能是其他冷媒，需要根據(jù)應(yīng)用場景的可靠性等級要求而定；但水冷一定是液冷技術(shù)范疇內(nèi)的。

溫水水冷又是什么GUI?

在液體冷卻技術(shù)這一領(lǐng)域，又有許多細(xì)分的技術(shù)，例如浸沒式液冷有相變和非相變流派之分，又例如冷板式液冷提出的液冷統(tǒng)稱和溫水水冷。明明是利用水來做冷卻的，為什么又要用溫水？針對這一問題，我們采訪了曙光冷板式液冷服務(wù)器研發(fā)總監(jiān)崔新濤。崔總深思的瞬間仿佛要回憶起最初的設(shè)計思路。

他說：“根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量從高溫?zé)崮茉吹降蜏責(zé)崮茉词强梢宰杂闪鲃拥?，無需外力做功。服務(wù)器計算核心CPU是主要的發(fā)熱源，其正常工作一般要求核心溫度不高于80℃，而室外溫度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于80℃的。那么根據(jù)熱力學(xué)第二定律，CPU所發(fā)出的熱量是可以在沒有外加動力的情況下自發(fā)傳導(dǎo)到室外的。那么從理論上講，我們可以把傳統(tǒng)風(fēng)冷系統(tǒng)里面的風(fēng)扇、空調(diào)、壓縮機(jī)這些耗電大戶全部去掉，并用液體代替換熱系數(shù)差的空氣，作為新的導(dǎo)熱媒介，這就是液冷技術(shù)的基本方法論?！?/p>

那么溫水又是什么概念呢？崔總繼續(xù)解釋道：“溫水，其實(shí)就是我們所說的30-45℃溫度范圍的水。我們在2013年開發(fā)第一臺，也是國內(nèi)第一臺冷板式液冷高性能服務(wù)器的時候，為了去掉壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)自然冷卻，通過大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析將進(jìn)水的溫度定為35-45℃范圍之間，出水溫度則在45-55℃左右，這樣服務(wù)器的水冷循環(huán)系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)全年自然冷卻，從而大幅降低數(shù)據(jù)中心PUE值。我們在2015年部署的液冷高性能計算集群是中科院大氣所的‘地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置原型系統(tǒng)’，該系統(tǒng)全部使用冷板式液冷服務(wù)器，共計1375個計算節(jié)點(diǎn)，安全運(yùn)行到現(xiàn)在，其PUE值始終保持在1.17左右。另一個案例是中國最大的電網(wǎng)仿真高性能計算平臺，混合采用了風(fēng)冷服務(wù)器和冷板式液冷服務(wù)器，共計750個計算節(jié)點(diǎn)，運(yùn)行半年來的PUE值也很好地保持在了1.27左右?？梢姡捎贸厮疄橛嬎銠C(jī)核心發(fā)熱部件CPU進(jìn)行冷卻，摒棄壓縮機(jī)這一解決方案在減少總體擁有成本的同時，顯著增加了數(shù)據(jù)中心的能源效率，為實(shí)現(xiàn)高密度部署計算能力奠定了基礎(chǔ)?！?/p>

進(jìn)水側(cè)水溫是不是越高越好

那么大家就會又有疑問，基于此方法論，進(jìn)水溫度是否可以設(shè)定高于45℃？是不是水溫越高越好？針對這一問題，崔總的解釋更為嚴(yán)謹(jǐn)：“在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全年自然冷卻，達(dá)到散熱效果、節(jié)能效果的情況下，再去提高進(jìn)水溫度意義不大。我們現(xiàn)在室內(nèi)側(cè)進(jìn)水溫度極限值可以做到45℃，即便是進(jìn)水溫度再提高，能源使用效率提升空間也不大，但液冷系統(tǒng)可靠性開始降低，同時芯片散熱效果也會變差，降低計算機(jī)系統(tǒng)的可靠性，得不償失?！?/p>

液冷技術(shù)逐漸從幕后走向前臺，冷板式液冷技術(shù)更是比較成熟，已經(jīng)開始了產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。經(jīng)過高性能計算市場的積累，希望在液冷技術(shù)方面經(jīng)驗(yàn)豐富的曙光能夠繼續(xù)帶動液冷產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。僅僅靠一家之力還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，這就需要更多的廠家在液冷技術(shù)以及配套原材料研發(fā)方面投入更多的精力，形成產(chǎn)業(yè)鏈，完善了生態(tài)才能夠持續(xù)快速發(fā)展。

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