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液冷技术将为数据中心提供更多的帮助

发布时间:2019-12-2 11:34:11    返回首页

  一直以来,数据中心能耗都居高不下。尤其是我国数据中心行业发展比较晚,建设标准相对滞后,数据中心PUE普遍在2.2~3.0之间。高能耗不仅给企业带来沉重负担,也给社会能源造成巨大浪费。
  随着云计算和大数据技术的蓬勃发展,实际业务对底层基础设施的性能要求越来越高。性能的提高直接导致服务器功耗的不断增加,特别是作为服务器关键部件的CPU,随着性能提升功耗增加非常显著。根据研究机构BSRIA公司发布的调查报告显示,数据中心采用的传统冷却解决方案为空气冷却,但随着其服务需求的不断增加,数据中心正在促使其探索新的替代解决方案,寻找更灵活、更强大、更具成本效益的冷却布局和技术。此时,液体冷却的方式横空出世。
  液冷系统的优势
  液冷技术并不是一个全新的概念,在卫星、火箭发动机等航天领域也已有很长的应用历史,而在数据中心领域,20世纪60年代起大型主机已经开始采用,最为人们熟知的是IBM的System/360型91大型计算机。虽然大家都认可液冷的实用性,也有较好的实践成果,但由于在较低热度负荷时风冷的成本很低,且安装部署更为简单,所以IT产业在随后的60多年里大规模使用的是风冷散热系统。随着时间的推移和技术的进步,计算机芯片的密度越来越高,所要处理的计算工作也越来越复杂,热度负荷节节攀升,液冷技术逐渐被产业界拉出来“救火”。在液冷越来越频繁地出现在数据中心时,它相较于风冷散热的优势也逐渐显现。
  液冷可以在特定位置增加冷却,而无需更改整个冷却系统,因此液冷能够根据不断变化的业务需求进行调整。风冷之后的空气是热风,会加速全球变暖,而液冷之后的水可以二次利用成为供暖等热水使用。液冷在很大程度上符合了人类要解决第一大严重环境问题的初心。
  液体冷却的几种常见形式
  数据通信设备的液体冷却系统的冷却子系统可以认为是一种液体回路,其中冷却液体与要冷却的部件做热交换。为了解决数据中心的高效散热问题,产业界做了大量的尝试。产业界在液冷方面也开始进行尝试,目前来看液冷主要有冷板、浸没和喷淋3种技术路线。
  冷板式液冷
  这种散热方式与风冷相比,密度更高、更节能、防噪音效果更好。由于冷板式液冷技术不需要昂贵的水冷机组,所以部署后,在减少总体拥有成本的同时,数据中心的能源利用效率显著增加。目前,在风冷技术下,每机柜的功耗最多只能到30kW。而冷板式液冷在每分钟60升的流量配置下,能达到总功耗45kW每机柜,可以实现更高密度的数据中心。
  浸没式液冷
  浸没式液冷系统为一种新型高效、绿色节能的数据中心冷却解决方案,相较于冷板液冷,它能够更加直接地进行热交换,散热效率会更高,但也会因直接接触带来更高的技术挑战。
  喷淋式液冷
  喷淋式液冷作为液冷的一种,其主要特征为绝缘非腐蚀的冷却液直接喷淋到发热器件表面或者是与发热器件接触的扩展表面上,进行吸热后排走,排走的热流体再与外部环境大冷源进行热交换。
  喷淋液冷系统具有器件集成度高、散热效率强、高效节能和静音等特点,是解决大功耗机柜在IDC机房部署以及降低IT系统制冷费用、提升能效、降低TCO的有效手段之一。
  液冷有望形成"新宠"
  随着数据中心产业的蓬勃发展,尤其是高密度甚至超高密度服务器的部署,数据中心制冷面临的挑战日渐严峻,如何进一步降低高居不下的电耗,如何在保证性能的同时,实现数据中心的绿色发展,成为业界关注和突破的焦点。
  目前,国内外主流厂商都在大力推进液冷技术研究,国外在液冷技术上的尝试多多少少都是受性能所迫,当传统的配套设施无法满足日益增长的计算和性能需求时,新的技术势必会被催生,液冷也是在这个情境下重整旗鼓逐渐被厂商们重视起来。除了美国的IBM、GRC公司,日本的3M公司,国内以曙光为代表的服务器厂商也已经推出了系列液冷产品。
  今天,虽然液冷仍处于发展的初级阶段,一些概念还在普及,相关技术仍不够成熟,但是随着数据中心数量和规模的不断增长,尤其是计算密度的不断提升,数据中心制冷方式必将面临变革,液冷有望成为“新宠”。

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