据工信部最新发布数据显示,我国在用数据中心的机架总规模已突破226万,而在前一年,这个数字仅166万,一年之间增长近4成。
与此同时,大数据、云计算等新兴技术及应用的发展,需要更高的计算能力支撑;专用核心部件的部署,使数据中心单机架功率规模便有望突破20KW-30KW。而在用数据中心PUE居高,给数据中心的绿色发展带来极大挑战。
支撑金融绿色发展,“液冷”备受多家知名银行青睐
金融行业一直是数据中心应用的先行者。近年,从数据大集中到分布式融合,金融行业的数据中心建设正围绕其业务发展的需要迅速展开。数据中心逐渐向高密度、超大规模转变,对金融行业数据中心制冷系统也提出巨大挑战。
给数据中心“降温”、突破节能降耗的瓶颈迫在眉睫,绿色发展也成为了金融行业数据中心的首要课题。经测算,年均PUE值达到1.2以下(全球数据中心PUE平均值为1.58),推动了传统高耗能数据中心建设模式升级,实现了节能、高效、安全、稳定的数据中心运行服务。
“液冷”为何秒杀传统散热技术
传统数据中心应用风冷技术,电力成本高,散热代价大,据统计,电费占数据中心运维总成本的60%-70%。同时噪声大、机房环境差等问题,对机房内工作人员健康也产生不良影响。
据数据中心液冷解决方案,实现了自然冷却,空调系统能耗降低 70%;液冷部分PUE<1.1。同时消除热量孤岛,避免局部过热,提高硬件寿命;降低系统温度约 20℃,器件定性被提高一个数量级。此外,液冷部分水循环噪音极低,风冷部分风扇转速降低,噪音减小,降低约30dB。
自上世纪60年代,水冷散热技术被运用到大型计算机主机和高性能个人计算机开始,经过半个多世纪的发展,当前数据中心高密度服务器的液冷解决方案主要分为两大类:间接液冷技术与直接液冷技术。分类方式主要基于液冷方案的室内末端形式来划分。
一.间接冷却
间接液冷技术是指,服务器热源与液冷剂之间没有直接接触的换热过程,主要类型有冷板式与热管式。其中冷板式根据载冷剂在换热过程中是否发生相变分为“单相冷板式”与“相变冷板式”,热管式根据冷凝端的散热形式分为“两级热管式”、“热管+水冷式”。
二.直接冷却
直接液冷技术是指冷却剂与电子元器件直接接触的换热过程,主要分类有喷雾式、喷淋式、浸没式三种。喷雾式是指冷却液加压后在喷头喷出后雾化为粒度很小的液滴,喷淋到电子元器件表面沸腾换热,将热量带走。喷淋式是利用了高速强制对流换热强化换热密度的特点,原理与喷雾式类似。浸没式是指将电子元器件浸没在冷却液内换热,根据换热过程是否发生相变分为“单相浸没式”与“相变浸没式”两种。浸没式液冷从名字上就能看出来,它是把所有电子元器件浸泡在液体里,通过液体的流动快速带走热量的一种散热方式。这种散热方式由于电子元器件全部都浸泡在了冷媒介质中,因此散热是全方位的散热,散热效率更高。
而且电子氟化液是一种无色、透明、低粘度、不可燃、安全性高的全氟液体。它具有相当稳定的物理和化学性质,并且不会被点燃,主要作为工业的和传导液。由于电子氟化液的化学惰性,所以可以用于单相或者二相的冷却液,用于超级计算机系统和军用的敏感电子元器件。因为其非常高的绝缘性,其可以用于高压变压器和高功率电子元器件的冷却。在半导体行业,主要用于蚀刻设备、离子注入设备,化学气相沉积(CVD)的恒温冷却液。由于氟化液的倾点非常低,所以可以用于冷热冲击试验及其他各种测试。
总的来说,浸没式液态散热的散热效果还是非常好的,而且相比风冷和水冷要好不少。