隨著芯片功能、應(yīng)用程序、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)的技術(shù)進(jìn)步，以及運(yùn)營商對數(shù)據(jù)中心工程師和設(shè)施管理人員的要求越來越高，他們擔(dān)負(fù)的職責(zé)將會越來越重要。

數(shù)據(jù)中心在現(xiàn)代社會發(fā)揮的作用怎么強(qiáng)調(diào)都不為過。全球經(jīng)濟(jì)依賴于數(shù)據(jù)中心推動創(chuàng)新、增加就業(yè)崗位，以及存儲和處理數(shù)據(jù)等所帶來的大量好處。

可以肯定的是，用戶對數(shù)據(jù)中心的需求正在持續(xù)增長，而不僅僅是那些致力于保持?jǐn)?shù)據(jù)中心高效運(yùn)行的運(yùn)營商。隨著承載IT設(shè)備(ITE)的機(jī)架功率密度迅速增長到5kW以上，數(shù)據(jù)中心采用的更多和更新的設(shè)備正在產(chǎn)生更多熱量，這給數(shù)據(jù)中心減少運(yùn)營成本和能源成本帶來了巨大挑戰(zhàn)。

自從2010年以來，隨著多核CPU的使用，高性能計算(HPC)設(shè)備推動了數(shù)據(jù)中心的溫度升高，而且還在不斷突破極限。此外，新增加的設(shè)備將會阻礙數(shù)據(jù)中心冷卻氣流。

為了應(yīng)對液體冷卻系統(tǒng)中的泄漏風(fēng)險，可靠的連接器至關(guān)重要。隨著功率需求的增加，僅憑傳統(tǒng)的空氣制冷技術(shù)難以使數(shù)據(jù)中心設(shè)備保持優(yōu)質(zhì)性能。數(shù)據(jù)中心是大數(shù)據(jù)技術(shù)繁榮發(fā)展的基石，而全球每天正在創(chuàng)建2.5艾字節(jié)的數(shù)據(jù)，這是由于計算機(jī)、智能手機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的快速增長，并且這一步伐正在加快。

隨著數(shù)據(jù)中心越來越多采用產(chǎn)生更多熱量的高性能核心處理器，液體冷卻技術(shù)正迅速普及。

那些曾經(jīng)避免使用液體冷卻技術(shù)的數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商如今已經(jīng)了解其具備的優(yōu)點。

克服對水冷技術(shù)的恐懼

冷卻散熱是數(shù)據(jù)中心行業(yè)的重中之重，但是許多人對此有所恐懼，擔(dān)心液冷技術(shù)對數(shù)據(jù)中心安全產(chǎn)生影響。然而，事實并非如此。

許多工程師和數(shù)據(jù)中心設(shè)施管理人員正逐漸將液體冷卻視為一種具有價值的數(shù)據(jù)中心技術(shù)推動因素。對于那些認(rèn)為數(shù)據(jù)中心的電源和設(shè)備容量方面受到限制的數(shù)據(jù)中民主運(yùn)營商來說，這是一個有效的解決方案。

大型信息技術(shù)公司和芯片制造商(例如英特爾)正在推動向液體冷卻的轉(zhuǎn)變，而不再只有少數(shù)公司采用。

很多數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商正在考慮從空氣冷卻過渡到液體冷卻提高數(shù)據(jù)中心冷卻能力。由于數(shù)據(jù)中心將近一半的能源用于冷卻，其能源成本巨大。幸運(yùn)的是，與液體冷卻相關(guān)的成本如今隨著泄漏風(fēng)險的降低而下降。

nVent公司數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)解決方案技術(shù)架構(gòu)總監(jiān)Matt Archibald表示，隨著液體冷卻系統(tǒng)和部件的工程、制造和安裝的不斷進(jìn)步，諸如電子設(shè)備周圍漏水的風(fēng)險、泄漏的聯(lián)軸器和壓降之類的傳統(tǒng)問題和看法正在迅速消失。如今，一些廠商正在開發(fā)和實施滿足并超過數(shù)據(jù)中心需求的液體冷卻系統(tǒng)，并為增加計算能力創(chuàng)造機(jī)會，從而推動業(yè)務(wù)增長和盈利。

液體冷卻的類型

正如有多種方法可以冷卻內(nèi)燃機(jī)一樣，數(shù)據(jù)中心也有一些有效的冷卻技術(shù)。數(shù)據(jù)中心管理人員應(yīng)該了解并決定使用哪種冷卻系統(tǒng)和冷卻液滿足數(shù)據(jù)中心的冷卻需求。

液體冷卻的散熱器是使冷卻水往返于IT設(shè)備的熱交換器。密閉式冷卻系統(tǒng)和水冷精密空調(diào)(CRAH)系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)中心來說是相對較新的技術(shù)，它們設(shè)計用于在機(jī)架設(shè)備實施熱傳遞。在這一類中有兩種配置：開環(huán)和閉環(huán)，它們通過與機(jī)架設(shè)備相關(guān)聯(lián)的盤管來輸送冷凍水或制冷劑。水冷精密空調(diào)(CRAH)系統(tǒng)采用風(fēng)扇、盤管和冷卻水。

負(fù)壓設(shè)計是在負(fù)壓下以相對較低的流量將冷卻液引導(dǎo)至發(fā)熱的芯片，將其熱量帶走，其設(shè)計不會在管線破裂時淹沒芯片。

正壓設(shè)計將冷卻液引導(dǎo)到高于大氣壓的位置。這些系統(tǒng)需要可靠組件，特別是經(jīng)過嚴(yán)格測試程序的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和液體滴漏快速斷開裝置。

水和丙二醇這兩種冷卻液可以通過盤管和管道吸收IT設(shè)備的熱量，一些冷卻系統(tǒng)還使用制冷劑作為吸熱介質(zhì)。

絕緣介質(zhì)流體和浸入技術(shù)是一個相對較新的工藝，將IT硬件浸入絕緣介質(zhì)流體中以散熱。

可靠的連接器至關(guān)重要

與空氣冷卻相比，液體冷卻使水或其他冷卻液可以對特定的數(shù)據(jù)中心IT系統(tǒng)組件進(jìn)行更有效的冷卻。一個簡單的例子就是服務(wù)器機(jī)架采用流經(jīng)泵和軟管的冷卻液進(jìn)行冷卻。

數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商盡一切努力使水遠(yuǎn)離電子設(shè)備，因此拒絕采用液體冷卻系統(tǒng)。但是，當(dāng)今的液體冷卻系統(tǒng)具有巨大的優(yōu)勢，例如可以使數(shù)據(jù)中心更高效，并在不增加成本的情況下保持甚至增加功率密度。

定期維護(hù)對于降低風(fēng)險很重要，連接器、軟管和其他組件的可靠性也很重要。如今，隨著IT工程師了解如何將液體泄漏的風(fēng)險降到很低，液體冷卻已成為一種很好的解決方案。為了應(yīng)對泄漏的風(fēng)險，可靠的連接器至關(guān)重要。聯(lián)軸器的使用壽命應(yīng)與冷卻系統(tǒng)的工作壽命保持一致，并且與各種冷卻液兼容的推鎖式軟管也顯著簡化了組裝和維護(hù)。高效的連接器可確保更高的流量、更低的壓降以實現(xiàn)大的能源效率、抗振動和旋轉(zhuǎn)，并且在連接和斷開過程中不會泄漏。

實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化

nVent公司的Archibald指出，由英特爾和其他科技公司推出的開放計算技術(shù)正在帶來更多的標(biāo)準(zhǔn)化，從而降低了成本，并簡化了基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品組合。

他說：“數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施制造商并不需要采用多種不同的歧管，而我們可以用更少的零件來滿足需求。我們可以使用多種公認(rèn)的連接器并實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。這使制造商和數(shù)據(jù)中心變得更加簡單，因為即使對于數(shù)據(jù)中心的客戶而言，成本也會降低。”

由于數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商可以圍繞一個通用解決方案實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，因此增強(qiáng)了可靠性。因此，零件變得更加可互換。

Archibald指出，連接器在液體冷卻系統(tǒng)中至關(guān)重要，通用的無滴漏快速斷開裝置已成為一種標(biāo)準(zhǔn)。他說，性能至關(guān)重要，因此需要明智地選擇連接器，這種連接器應(yīng)具有先進(jìn)的內(nèi)部設(shè)計和強(qiáng)大的功能，并應(yīng)與防泄漏閥相結(jié)合。使用密封設(shè)計可防止敏感電子設(shè)備和電氣連接管道附近的液體流失。

數(shù)據(jù)中心管理人員希望通過水冷技術(shù)進(jìn)行高效散熱，確保在連接和斷開時不會發(fā)生泄漏。許多工程師和數(shù)據(jù)中心設(shè)施經(jīng)理已經(jīng)認(rèn)識到連接器和相關(guān)零件是數(shù)據(jù)中心不能為了節(jié)省成本而犧牲質(zhì)量的領(lǐng)域。數(shù)據(jù)中心行業(yè)人士正逐漸意識到，明智地投資于水冷技術(shù)可以有效降低風(fēng)險，同時很大限度地提高熱管理效率。

明智的選擇

高性能計算(HPC)技術(shù)提高了數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備的性能，但其越來越多的芯片需要水冷技術(shù)。2010年多核CPU的問世也讓數(shù)據(jù)中心對不斷提高的熱管理效率曲線進(jìn)行管理。高性能計算(HPC)驅(qū)使數(shù)據(jù)中心行業(yè)用戶找到有效方法來克服高溫，而不僅僅是通過氣流來實現(xiàn)。

那么液體冷卻是未來的優(yōu)秀選擇嗎?對于許多人來說，這個答案是肯定的，但是對于其他人來說，則要視情況而定。在某些應(yīng)用和情況下，液體冷卻技術(shù)顯然是一種可取的措施。其中的應(yīng)用場合包括：

由于空氣冷卻的限制而無法擴(kuò)展的數(shù)據(jù)中心。

銀行/金融中心和保險業(yè)的數(shù)據(jù)中心，因為使用更多的高性能芯片。

建立新設(shè)施或在現(xiàn)有范圍內(nèi)擴(kuò)展數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營商。

資本支出和運(yùn)營支出趨勢

例如冷卻分配單元(CDU)、歧管、連接器等基礎(chǔ)設(shè)施組件成本相對較低，但對其成本與價值的誤解仍然存在。當(dāng)權(quán)衡IT解決方案的成本時，其基礎(chǔ)設(shè)施成本實際上不到總支出的1%。

美國商會技術(shù)合作中心高級副總裁Tim Day和咨詢機(jī)構(gòu)NDP公司的管理合伙人Nam D.Pham在2017年發(fā)布的一份調(diào)查報告中指出，運(yùn)營數(shù)據(jù)中心的較大成本支出是電力。其中一半支出是運(yùn)行IT設(shè)備，另一半是用于冷卻設(shè)施和電力基礎(chǔ)設(shè)施。報告指出，一個傳統(tǒng)大型數(shù)據(jù)中心的初始資本支出可能為2.155億美元，而其每年的運(yùn)營支出為1850萬美元。在運(yùn)營支出中，電力占總支出的40%。

隨著以英特爾公司為首的開放計算組織在快速斷開連接和其他組件方面實現(xiàn)了更多的標(biāo)準(zhǔn)化，許多人期望其產(chǎn)品組合不斷簡化并隨之降低成本。如果采用安全可靠的液冷技術(shù)滿足需求的話，那么可以簡化數(shù)據(jù)中運(yùn)行人員的工作，并降低客戶的成本。

最終，企業(yè)在液體冷卻方面多花費一些費用是明智的，因為這將確保IT設(shè)備正常工作。而數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商采用一些低效的(有時甚至是高風(fēng)險的)冷卻解決方案雖然看上去可以節(jié)省成本，但長此以往將會得不償失。

新聞標(biāo)題：數(shù)據(jù)中心如何使用液冷技術(shù)降溫
URL地址：http://www.rwnh.cn/news21/201721.html

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