淺談數(shù)據(jù)中心冷卻技術(shù)的發(fā)展

不管是風(fēng)冷也好,水冷也好,人們對(duì)技術(shù)的要求總是不滿足的,為了數(shù)據(jù)中心更安全的同時(shí)更加綠色節(jié)能,為了應(yīng)對(duì)未來大數(shù)據(jù)時(shí)代,數(shù)據(jù)中心對(duì)于高密度的需求,一種新的制冷技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,那就是將服務(wù)器直接浸入絕緣性液體運(yùn)行的浸沒液冷技術(shù)。

在數(shù)據(jù)中心早期的時(shí)候,并沒有專用的精密空調(diào),更沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),只是采用民用大功率空調(diào),這種空調(diào)主要是為人而設(shè)計(jì),并不適合在數(shù)據(jù)中心的環(huán)境使用,與機(jī)房專用空調(diào)相比,在恒溫,恒濕、除塵等環(huán)境中均達(dá)不到要求。當(dāng)然了,發(fā)展初期的受限太多,又不得不用。

在上世紀(jì)70年代,機(jī)房專用的精密空調(diào)出現(xiàn),才可以有效保障數(shù)據(jù)中心的恒溫恒濕的環(huán)境。除塵方面采用新風(fēng)系統(tǒng)和機(jī)房正壓除塵,從而滿足數(shù)據(jù)中心保持適度恒定,良好的空氣潔凈度、具備遠(yuǎn)程監(jiān)控等要求。

2000年以后,隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,信息傳遞的越來越頻繁,產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量和計(jì)算量越來越多,人們對(duì)精密空調(diào)系統(tǒng)的高可用性提出了更高的要求,在設(shè)計(jì)中,可用性、綠色節(jié)能、動(dòng)態(tài)冷卻成為了新的主要的發(fā)展方向。

上世紀(jì)60年代,水冷開始被運(yùn)用到大型計(jì)算機(jī)主機(jī)和高性能個(gè)人計(jì)算機(jī)中。早期,因?yàn)閿?shù)據(jù)中心的熱負(fù)荷較低,風(fēng)冷的成本比水冷低,所以當(dāng)時(shí)主要使用的還是風(fēng)冷。但隨著設(shè)備的不斷增加,服務(wù)器越發(fā)密集,發(fā)現(xiàn)風(fēng)冷已經(jīng)不能滿足要求,水冷漸漸登上舞臺(tái),因?yàn)樵跓醾鲗?dǎo)方面,水比空氣的效果好,就測(cè)算,用于冷卻時(shí),水的效率是空氣的3500倍。于是,IBM研究人員開發(fā)出直射式散熱技術(shù),這是水冷技術(shù)的一種新突破,在一個(gè)密閉的系統(tǒng)中將水直接噴射至芯片背板,并隨后將吸附芯片熱量的水分吸干。這套系統(tǒng)采用了多達(dá)5萬個(gè)噴嘴和一個(gè)復(fù)雜的樹狀回路結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。大約十年前,人們發(fā)現(xiàn)將水冷管道通過機(jī)架直接接入到服務(wù)器上,并配合處理器散熱器上的水冷銅座共同發(fā)揮作用,這種方式的散熱效率比之前更好,再后來,因?yàn)樗淠芎牡停矢叩忍攸c(diǎn)逐漸也成為了機(jī)房冷卻的主要方式。

不管是風(fēng)冷也好,水冷也好,人們對(duì)技術(shù)的要求總是不滿足的,為了數(shù)據(jù)中心更安全的同時(shí)更加綠色節(jié)能,為了應(yīng)對(duì)未來大數(shù)據(jù)時(shí)代,數(shù)據(jù)中心對(duì)于高密度的需求,一種新的制冷技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,那就是將服務(wù)器直接浸入絕緣性液體運(yùn)行的浸沒液冷技術(shù)。

目前,國內(nèi)外的得很多廠商對(duì)于浸沒液冷技術(shù)都進(jìn)行了研究。取得的成果也不少,例如,IBM公司具有30多項(xiàng)機(jī)架式浸沒液冷專利。美國的GRC開發(fā)了高沸點(diǎn)單相浸沒的碳?xì)淙軇┲评湎到y(tǒng)。3M公司從2009年倡導(dǎo)使用低沸點(diǎn)氯化液的兩相式蒸發(fā)浸沒冷卻系統(tǒng)。日本利用3M公司一種高沸點(diǎn)氯化液FC43開發(fā)的單相浸沒超算系統(tǒng)。我國曙光公司從2012年開始對(duì)液冷服務(wù)器技術(shù)進(jìn)行了探索和研究。

雖說這項(xiàng)技術(shù)的成本高,但發(fā)展的前景還是非??捎^的。近幾年,國內(nèi)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)如火如荼,并且數(shù)據(jù)中心正在向大型和超大型方面發(fā)展,液冷將會(huì)更好的發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

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