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液冷技术概况

2019-08-10 10:45


  液冷是指借助高比热容的液体作为热量传输介质满足服务器等IT设备散热需求的一种冷却方式,其最早的应用可追溯到上个世纪60年代IBM的大型机。发展到现在,液冷已经在超算、普通服务器设施上应用。当前的液冷技术主要分为间接接触型液冷和直接接触型液冷。其中,间接接触型液冷最典型的应用是冷板式液冷,直接接触型液冷最典型的应用则是浸没式液冷。

  液冷之后的水可以二次利用,可以用热水洗澡,供暖等一切家用热水的使用,也就是说,数据中心的副业将会变成一个暖水供应房,但是风冷不行,风冷之后的空气是热风,加剧了地球的变热,这不符合人类要解决当前地球变热等环境是我们所面临的第一大严重环境的问题的初心。

  液冷技术在数据中心广泛应用的关键因素则是成本。矿物油、氟化液等液冷材质价格昂贵,这也使得数据中心前期部署成本增加。风冷技术在前期部署成本低廉,但在后续维护、以及迭代中,均起到到阻碍作用,这使得从TCO(总拥有成本)来说,液冷技术依旧占优势。最重要的是,假定使用液冷散热的成本与风冷散热成本相同,但两者带来的PUE值截然不同。

通常来看,采用风冷的数据中心PUE值在1.35左右,而采用液冷的数据中心PUE值可在1.05甚至更低,即在同样成本下更运行更多的负载,同时也响应了绿色数据中心的号召。毫无疑问,液冷技术将取代风冷技术成为数据中心散热的主要方式。其中,AI应用无疑是加速这一趋势到来的催化剂。在服务器上,为了迎合AI所需的算力,通常会使用多块GPU加速卡提升算力。而GPU加速卡的TDP(热设计功耗)通常为200W甚至300W,这也导致整个数据中心功耗密度的上升。相关调查显示,目前20%的数据中心部署了30kw或者更高功耗的机架设备,而浸没式液冷技术可有效降低数据中心功耗增加带来的高温。

  而加速液冷技术大规模应用于数据中心的另一因素便是边缘计算到来。未来几年内,需要在边缘处理的数据量将达到全球数据总量的50%,这使得大规模的微型数据中心,甚至谈不上数据中心,将部署在更靠近用户、企业的地方。而这些微型的数据中心,往往仅有一两台服务器组成,且部署于户外环境中,这使得适用于边缘计算的数据中心并不具备传统数据中心所需的冷却条件和设施,采用空调进行散热完全不现实。=液冷无疑是唯一的解决途径。通过将冷却液体与服务器主板直接接触或者借助冷凝管间接接触,并将其密封,便可在一个服务器机箱内实现计算、存储、网络以及散热的一体化需求,这样在体型上既满足边缘计算的小巧需求,同时在功能上满足其服务器特性。



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