數(shù)據(jù)同步增長的是服務(wù)器熱量的增長，數(shù)據(jù)中心的PUE值成為政府、企業(yè)共同努力降低的目標(biāo)，液冷技術(shù)憑借散熱優(yōu)勢成為數(shù)據(jù)中心降低該指標(biāo)的主流。除PUE指標(biāo)外，還有三個因素驅(qū)動著液冷技術(shù)在數(shù)據(jù)中心崛起，分別為AI、邊緣計(jì)算應(yīng)用及成本。
液冷技術(shù)已半個世紀(jì)
液冷是指借助高比熱容的液體作為熱量傳輸介質(zhì)滿足服務(wù)器等IT設(shè)備散熱需求的一種冷卻方式，其最早的應(yīng)用可追溯到上個世紀(jì)60年代IBM的大型機(jī)。發(fā)展到現(xiàn)在，液冷已經(jīng)在超算、普通服務(wù)器設(shè)施上應(yīng)用。
同時，當(dāng)前的液冷技術(shù)主要分為間接接觸型液冷和直接接觸型液冷。其中，間接接觸型液冷最典型的應(yīng)用是冷板式液冷，直接接觸型液冷最典型的應(yīng)用則是浸沒式液冷。
AI使得數(shù)據(jù)中心功率升高
毫無疑問，液冷技術(shù)將取代風(fēng)冷技術(shù)成為數(shù)據(jù)中心散熱的主要方式。其中，AI應(yīng)用無疑是加速這一趨勢到來的催化劑。
在服務(wù)器上，為了迎合AI所需的算力，通常會使用多塊GPU加速卡提升算力。而GPU加速卡的TDP(熱設(shè)計(jì)功耗)通常為200W甚至300W，這也導(dǎo)致整個數(shù)據(jù)中心功耗密度的上升。相關(guān)調(diào)查顯示，目前20%的數(shù)據(jù)中心部署了30kw或者更高功耗的機(jī)架設(shè)備，而浸沒式液冷技術(shù)可有效降低數(shù)據(jù)中心功耗增加帶來的高溫。
邊緣計(jì)算不具備風(fēng)冷條件
而加速液冷技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心的另一因素便是邊緣計(jì)算到來。未來幾年內(nèi)，需要在邊緣處理的數(shù)據(jù)量將達(dá)到全球數(shù)據(jù)總量的50%，這使得大規(guī)模的微型數(shù)據(jù)中心，甚至談不上數(shù)據(jù)中心，將部署在更靠近用戶、企業(yè)的地方。
而這些微型的數(shù)據(jù)中心，往往僅有一兩臺服務(wù)器組成，且部署于戶外環(huán)境中，這使得適用于邊緣計(jì)算的數(shù)據(jù)中心并不具備傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心所需的冷卻條件和設(shè)施，采用空調(diào)進(jìn)行散熱完全不現(xiàn)實(shí)。
液冷無疑是唯一的解決途徑。通過將冷卻液體與服務(wù)器主板直接接觸或者借助冷凝管間接接觸，并將其密封，便可在一個服務(wù)器機(jī)箱內(nèi)實(shí)現(xiàn)計(jì)算、存儲、網(wǎng)絡(luò)以及散熱的一體化需求，這樣在體型上既滿足邊緣計(jì)算的小巧需求，同時在功能上滿足其服務(wù)器特性。
成本是關(guān)鍵因素
液冷技術(shù)在數(shù)據(jù)中心廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵因素則是成本。不可否認(rèn)，礦物油、氟化液等液冷材質(zhì)價格昂貴，這也使得數(shù)據(jù)中心前期部署成本增加。風(fēng)冷技術(shù)在前期部署成本確實(shí)低廉，但在后續(xù)維護(hù)、以及迭代中，均起到到阻礙作用，這使得從TCO(總擁有成本)來說，液冷技術(shù)依舊占優(yōu)勢。
最重要的是，假定使用液冷散熱的成本與風(fēng)冷散熱成本相同，但兩者帶來的PUE值截然不同。通常來看，采用風(fēng)冷的數(shù)據(jù)中心PUE值在1.35左右，而采用液冷的數(shù)據(jù)中心PUE值可在1.05甚至更低，即在同樣成本下更運(yùn)行更多的負(fù)載，同時也響應(yīng)了綠色數(shù)據(jù)中心的號召。
風(fēng)冷要付出帶寬的代價
大數(shù)據(jù)線在貴陽周邊的原因之一是那邊的氣候條件好，800多萬臺服務(wù)器都在山洞里用風(fēng)冷散熱，但是這些數(shù)據(jù)的用戶分散給祖國大地，如果要存取這些數(shù)據(jù)、5G時代會要付出帶寬的代價。
夜冷之后水可二次利用
夜冷之后的水可以二次利用，可以用熱水洗澡，供暖等一切家用熱水的使用，也就是說，數(shù)據(jù)中心的副業(yè)將會變成一個暖水供應(yīng)房，但是風(fēng)冷不行，風(fēng)冷之后的空氣是熱風(fēng)，加劇了地球的變熱，這不符合人類要解決當(dāng)前地球變熱環(huán)境，似乎數(shù)據(jù)增長的后果是違背我們所面臨要改進(jìn)第一大嚴(yán)重環(huán)境的問題的初心。
結(jié)語
從風(fēng)冷到液冷，這一定是數(shù)據(jù)中心散熱的發(fā)展趨勢，AI、邊緣計(jì)算僅是加速這一趨勢的催化劑，成本，一定是促使數(shù)據(jù)中心采用液冷的核心因素。
