液冷技術(shù)快速掃描

從原理上講，液冷技術(shù)概念簡(jiǎn)單，就是使用液體作為冷媒，與ICT設(shè)備進(jìn)行熱交換，帶走熱量為ICT設(shè)備降溫。

與風(fēng)冷技術(shù)相比，液冷技術(shù)具有溫度傳遞快、帶走熱量多、噪音低和節(jié)能、節(jié)省空間的優(yōu)勢(shì)。以熱量帶走更多為例：同體積液體帶走的熱量是風(fēng)冷的3000倍;熱傳導(dǎo)的效率是空氣的25倍。液冷在技術(shù)指標(biāo)上優(yōu)勢(shì)明顯。

在技術(shù)路線上，液冷技術(shù)可以分為間接制冷和直接制冷兩種方式，而直接制冷又可以分為相變和非相變。其中，間接制冷也稱冷板式;直接制冷又稱為浸沒式。

液冷技術(shù)中，間接制冷或者冷板式比較簡(jiǎn)單，主要通過冷板與ICT設(shè)備進(jìn)行熱交換，冷板設(shè)計(jì)可以給數(shù)據(jù)中心機(jī)架安裝液冷門，也可以深入到ICT設(shè)備中，與CPU等發(fā)熱器件貼合帶走熱量。

曙光冷板式液冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖

冷板式液冷微模塊配合數(shù)據(jù)中心精密空調(diào)使用，能夠輕松實(shí)現(xiàn)單機(jī)柜40kw～55kw的功率密度。有實(shí)際數(shù)據(jù)表明，采用液體冷媒，90%以上的熱量可以通過冷媒帶走，風(fēng)冷部分功耗可以降低70%～80%，年平均節(jié)省電費(fèi)40%～50%，數(shù)據(jù)中心PUE可以優(yōu)化至1.2，大大提升數(shù)據(jù)中心能源效率。

有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，由于引入冷板式液冷系統(tǒng)，會(huì)帶來25%以內(nèi)建設(shè)成本增加(相對(duì)于風(fēng)冷)，但是由于液冷系統(tǒng)能源效率顯著，3年系統(tǒng)運(yùn)行就可以回收液冷系統(tǒng)的建設(shè)成本，如果折算額外性能提升，這個(gè)回收期可以進(jìn)一步縮短到2.5年。

在很多傳統(tǒng)的印象中，液冷系統(tǒng)部署比較復(fù)雜，更有很多人會(huì)擔(dān)心液體泄漏、冷凝水等問題。這種擔(dān)心實(shí)際上是多余的，如今，冷板技術(shù)已經(jīng)非常成熟。以曙光為例，已經(jīng)提供了液冷微模塊、液冷機(jī)柜、分布式CDM、豎直分液?jiǎn)卧猇CDU以及冷板式液冷服務(wù)器等多種成熟的產(chǎn)品。與此同時(shí)，曙光還可以根據(jù)用戶實(shí)際需要，提供冷板液冷服務(wù)器定制開發(fā)。

相比冷板式液冷系統(tǒng)，全封閉相變浸沒式液冷系統(tǒng)是一種更加徹底的液冷技術(shù)設(shè)計(jì)。其中，高密度計(jì)算節(jié)點(diǎn)(如刀片)完全浸沒在冷媒中，冷媒與發(fā)熱元器件直接接觸，從而減少了接觸熱阻。如果采用相變換熱，則潛熱為比熱的數(shù)百倍。采用浸沒式設(shè)計(jì)，服務(wù)器實(shí)現(xiàn)了無風(fēng)扇設(shè)計(jì)，不僅將風(fēng)扇功耗降低為0，也可以將噪音控制在45分貝以內(nèi)。此外，全浸沒方式，其內(nèi)部溫度場(chǎng)均勻，不僅一次性解決了全部元器件的散熱問題，同時(shí)也大大提升了元器件的可靠性。

以采用“刀片式浸沒相變液冷”技術(shù)的中科曙光新一代計(jì)算機(jī)“硅立方”為例，其PUE降至1.04(全球數(shù)據(jù)中心PUE平均值為1.58)，相比風(fēng)冷數(shù)據(jù)中心能效比提升超30%，CPU等核心芯片部件性能可提升20%，單機(jī)柜功率密度達(dá)160Kw，計(jì)算設(shè)備可靠性至少提升一個(gè)數(shù)量級(jí)。

小結(jié)

都說羅馬不是一天建成的，液冷數(shù)據(jù)中心也沒有辦法一蹴而就，但是這并不妨礙液冷數(shù)據(jù)中心成為發(fā)展的潮流和趨勢(shì)，原因很簡(jiǎn)單，云計(jì)算、數(shù)據(jù)智能技術(shù)發(fā)展成就了超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的誕生，所謂風(fēng)冷“不冷”，徹底暴露了風(fēng)冷技術(shù)的短板和局限，惟有更高效率的液冷系統(tǒng)才能夠最大程度發(fā)揮數(shù)據(jù)中心的優(yōu)勢(shì)。此外，在晉級(jí)的路線上，不可能所有的ICT設(shè)備全部滿足全浸沒的需求，既有投資也存在保護(hù)的問題，但是高水平液冷數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)的出現(xiàn)，搭配冷板式間接液冷方案，大大增加了數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)的靈活性。

液冷技術(shù)快速崛起是大勢(shì)所趨!

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