一年中最热的季节已经到来,很多东西都在接受高温的考验。就连瑞典北部的北极圈和北部与北冰洋接壤的西伯利亚部分地区,气温也一度达到30度以上。经受烈日考验的不仅是生物,还有各种非生物工具。随着大数据和云计算时代的到来,海量数据正涌入我们的生活。在这个时代,数据对我们来说就像是“石油”,已经成为企业最宝贵的资产。作为数据存储和交互的基础设施,数据中心的重要性日益凸显。数据中心一般是一个大型仓库,主要存放服务器和其他联网的计算机设备。这些设备在将大部分数据存储在互联网上的同时,也为云计算提供了必要的计算能力。可以预料,数据中心会产生大量热量。据悉,其能源使用密度是普通办公楼的一百多倍。数据中心和设备内部的热负荷必须得到有效管理,为了给数据中心降温,各个数据中心都采取了各种措施。那么,当今数据中心散热技术有哪些发展呢?哪些散热方式最受厂商青睐?自然冷却,即仅利用外部空气温度与设备之间的温差来对设备进行降温,可以算是数据中心最早的降温方案之一,但是这种降温方式受地域限制,所以数据中心通常使用某种形式的空调来冷却IT设备。用于数据中心降温的空调设备也经历了一段发展时期。从早期的普通空调到20世纪70年代的精密空调,风冷因其成本低廉而得到快速发展。但随着设备的不断增加,服务器越来越密集,风冷逐渐不能满足散热需求,易用性、绿色节能、动态散热成为主要的创新方向。其中,液冷技术因其出色的性能受到众多厂商的青睐。液冷是指用液体代替空气带走CPU、内存条、芯片组、扩展卡等设备在运行过程中产生的热量。根据目前的技术研究进展,液体冷却分为水冷却和制冷剂冷却。可用的制冷剂包括水、矿物油和电子氟化液体。根据冷却原理,液冷分为冷板液冷(间接冷却)和浸没式液冷(直接冷却)两种系统模式。如果说以前的风冷是让服务器吹风扇,那么液冷就是让服务器洗澡或者泡澡。目前业界主要的液冷技术有冷板式、喷淋式和浸没式三种。冷板液冷是让冷却水从特殊的注水口流入,通过封闭的散热管流入主机,带走CPU、内存、硬盘等部件的热量,再流出。喷雾液冷是指对IT设备进行改造,部署相应的喷雾装置,对设备运行时过热的器件进行针对性冷却。相比之下,浸入式液冷比较特殊。据了解,浸没式液冷技术的散热效果最早出现在国外。可以理解为服务器浸泡在液体中。浸入式液冷技术虽然具有密度高、噪音低、传热温差小、自然冷却等优点,但技术难度大,成本高。目前业界只有单机测试和单机演示,尚未出现服务器集群部署。其实液冷的概念在很多年前就已经出现,只是近几年才开始兴起。这主要是因为随着数据中心行业的蓬勃发展,尤其是高密度甚至超高密度服务器的部署,数据中心散热面临着越来越严峻的挑战。如何进一步降低高功耗,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的研究。例如,Facebook正在推出一种新的间接冷却系统,即与NortekAirSolutions合作开发的StatePoint液体冷却(SPLC)解决方案。自2015年开发以来,该技术(由Nortek获得专利)使用液-气热交换器通过膜分离层通过蒸发技术冷却水,然后使用冷水冷却数据中心设施中的空气,从而防止水和空气之间的交叉污染。又如,以一体化液冷技术为核心的喷淋液冷数据中心,采用了有别于传统风冷、浸没式冷却方式的全新液冷方式,将绝缘环保的液冷介质直接喷洒在在服务器内部的发热装置或与其接触的散热器上,冷却液迅速吸收芯片的热量,并通过液冷系统将其传递到室外大气中,不仅解决了风冷效率低的问题,也解决了浸入式改造维护成本高的问题。据行业消息,在人工智能和网络边缘计算等技术的推动下,以及数据中心成本降低的推动下,液冷解决方案正在兴起。目前,越来越多的制造商使用液冷技术来冷却他们的数据中心。例如谷歌I/O2018首次引入数据中心液冷来冷却人工智能芯片。谷歌数据中心的液冷TPU3.0烟弹的创新,是全球科技发展的绝对推动力。作为一种高效、节能、安全的冷却技术,液冷技术正成为大多数数据中心的必然选择。
