漫谈数据中心液冷的利与弊

　　在大数据爆发的时代，特别是随着AI技术的发展，数据量更是以几何倍数增长。承担这些数据运算和存储的数据中心，也出现了高密高电的发展趋势。这样的发展带来的一个问题就是散热，传统的空气冷却散热系统逐渐出现了不堪重负的现象，而液冷技术由于具有更高的效率和更低的能耗，已经崭露头角。

　　所谓的液冷，并不是单纯指的水。指的是将高比热容的液体作为传输介质，将IT设备或者服务器产生的热量带走，使之冷却。事实上，早在上世纪60年代，IBM就已经开始使用液冷技术的前身，也就是水冷来对其大型计算机降温了。现在的液冷技术由于成本问题，主要应用于高性能计算领域。

　　漫谈数据中心液冷的利与弊

　　液冷的分类

　　液冷主要有两种类型，一种叫做直接接触型液冷，还有一种叫做间接接触型液冷。这个区分主要是根据制冷液体和设备之间的接触方式而定的。

　　首先我们来说说间接接触型液冷。这里面的典型是冷板式液冷，是将需要散热的设备固定在一块冷板上，而液体在通过冷板的时候将设备的热量带走，以达到散热的目的。但是像机箱内部的硬盘，电源等部件，由于不能接触到液体，所以依然需要靠风扇来散热，采用这种冷板式液冷散热的服务器还有个别名，叫做气液双通道服务器。这种冷板式液冷服务器的优点在于，对数据中心架构的影响有限，噪音低，能效高和成本可控。对于那些较高热密度的数据中心散热比较合适。目前像百度，阿里和腾讯，均展示过自己的冷板式液冷服务器。

　　除此之外，还有一种方式叫做浸没式液冷。这种方式的特点在于将服务器等需要散热的IT设备完全浸没在冷却液中。依靠液体的循环流动带走热量。这也叫做直接接触型液冷。一般来说是将服务器放在特殊设计的容器中。冷却液在将热量带走以后会被气化，再通过其他装置冷却后循环利用。这种方式由于冷却液和设备充分接触，所以散热效率更高，再加上没有风扇，所以比冷板式液冷的噪音更低。比如曙光的硅立方，就是典型的沉浸式液冷。

　　液冷技术的冷却液都是啥？

　　水

　　液冷最直接，成本也最低廉的冷却液当然是水。但由于水并非绝缘体，所以只能应用于间接接触型液冷。除此以外，安全防护十分重要，一旦发生泄漏，对服务器等IT设备的损害将非常致命。

　　矿物油

　　除了水之外，矿物油也是一种物美价廉的冷却液。单相矿物油无毒无味不易挥发。但由于粘性较高，容易在设备表面形成残留。另外，虽然燃点较高，但是在某些特定条件下还是有燃烧的可能，必须加以注意。

　　氟化液

　　这种液体最大的特点是绝缘，且不燃。在数据中心液冷技术中是最安全的一种，也是目前应用最广泛的。但是其高昂的价格让很多有志于液冷技术的厂商咋舌。

　　以往来说，液冷技术主要应用于高性能计算领域。但是随着现在数据中心向着高密高电的方向发展，传统的风冷技术已经不能完全满足其散热需求。这些都是促使液冷技术下沉的主要因素。

　　虽然风冷系统的创新从未止步，从传统的机房空调到直接风侧自然冷却的AHU和间接风侧自然冷却的AHU等方式层出不穷。但由于载热能力的差距，相比于风冷，液冷技术可以大幅度降低数据中心的能源消耗。比如很多沉浸式液冷数据中心的PUE甚至可以达到惊人的1.03-1.05。但是相同规模的风冷系统数据中心，其PUE值还在1.3-1.5之间。

　　得益于更高的散热效率，对建筑物的依赖度更低，以及静音安全的特点，那些对场地，电力要求较高的数据中心也会逐渐考虑采用液冷技术。除了传统的大规模数据中心以外，随着边缘计算时代的来临，未来的边缘计算数据中心也会有大概20%采用液冷技术。

　　虽然液冷技术优势很多，但目前也仍然存在着一些制约因素。具体来说有如下几点：

　　1. 缺乏相应的标准支持

水冷网www.shuileng.net报道在大数据爆发的时代，特别是随着AI技术的发展，数据量更是以几何倍数增长。承担这些数据运算和存储的数据中心，也出现了高密高电的发展趋势。这样的发展带来的一个问题就是散热，传统的空气冷却散热系统逐渐出现了...