據工信部最新發(fā)布數據顯示,我國在用數據中心的機架總規(guī)模已突破226萬,而在前一年,這個數字僅166萬,一年之間增長近4成。
與此同時,大數據、云計算等新興技術及應用的發(fā)展,需要更高的計算能力支撐;專用核心部件的部署,使數據中心單機架功率規(guī)模便有望突破20KW-30KW。而在用數據中心PUE居高,給數據中心的綠色發(fā)展帶來極大挑戰(zhàn)。
支撐金融綠色發(fā)展,“液冷”備受多家知名銀行青睞
金融行業(yè)一直是數據中心應用的先行者。近年,從數據大集中到分布式融合,金融行業(yè)的數據中心建設正圍繞其業(yè)務發(fā)展的需要迅速展開。數據中心逐漸向高密度、超大規(guī)模轉變,對金融行業(yè)數據中心制冷系統也提出巨大挑戰(zhàn)。
給數據中心“降溫”、突破節(jié)能降耗的瓶頸迫在眉睫,綠色發(fā)展也成為了金融行業(yè)數據中心的首要課題。經測算,年均PUE值達到1.2以下(全球數據中心PUE平均值為1.58),推動了傳統高耗能數據中心建設模式升級,實現了節(jié)能、高效、安全、穩(wěn)定的數據中心運行服務。
“液冷”為何秒殺傳統散熱技術
傳統數據中心應用風冷技術,電力成本高,散熱代價大,據統計,電費占數據中心運維總成本的60%-70%。同時噪聲大、機房環(huán)境差等問題,對機房內工作人員健康也產生不良影響。
據數據中心液冷解決方案,實現了自然冷卻,空調系統能耗降低 70%;液冷部分PUE<1.1。同時消除熱量孤島,避免局部過熱,提高硬件壽命;降低系統溫度約 20℃,器件定性被提高一個數量級。此外,液冷部分水循環(huán)噪音極低,風冷部分風扇轉速降低,噪音減小,降低約30dB。
自上世紀60年代,水冷散熱技術被運用到大型計算機主機和高性能個人計算機開始,經過半個多世紀的發(fā)展,當前數據中心高密度服務器的液冷解決方案主要分為兩大類:間接液冷技術與直接液冷技術。分類方式主要基于液冷方案的室內末端形式來劃分。
一.間接冷卻
間接液冷技術是指,服務器熱源與液冷劑之間沒有直接接觸的換熱過程,主要類型有冷板式與熱管式。其中冷板式根據載冷劑在換熱過程中是否發(fā)生相變分為“單相冷板式”與“相變冷板式”,熱管式根據冷凝端的散熱形式分為“兩級熱管式”、“熱管+水冷式”。
二.直接冷卻
直接液冷技術是指冷卻劑與電子元器件直接接觸的換熱過程,主要分類有噴霧式、噴淋式、浸沒式三種。噴霧式是指冷卻液加壓后在噴頭噴出后霧化為粒度很小的液滴,噴淋到電子元器件表面沸騰換熱,將熱量帶走。噴淋式是利用了高速強制對流換熱強化換熱密度的特點,原理與噴霧式類似。浸沒式是指將電子元器件浸沒在冷卻液內換熱,根據換熱過程是否發(fā)生相變分為“單相浸沒式”與“相變浸沒式”兩種。浸沒式液冷從名字上就能看出來,它是把所有電子元器件浸泡在液體里,通過液體的流動快速帶走熱量的一種散熱方式。這種散熱方式由于電子元器件全部都浸泡在了冷媒介質中,因此散熱是全方位的散熱,散熱效率更高。
而且電子氟化液是一種無色、透明、低粘度、不可燃、安全性高的全氟液體。它具有相當穩(wěn)定的物理和化學性質,并且不會被點燃,主要作為工業(yè)的和傳導液。由于電子氟化液的化學惰性,所以可以用于單相或者二相的冷卻液,用于超級計算機系統和軍用的敏感電子元器件。因為其非常高的絕緣性,其可以用于高壓變壓器和高功率電子元器件的冷卻。在半導體行業(yè),主要用于蝕刻設備、離子注入設備,化學氣相沉積(CVD)的恒溫冷卻液。由于氟化液的傾點非常低,所以可以用于冷熱沖擊試驗及其他各種測試。
總的來說,浸沒式液態(tài)散熱的散熱效果還是非常好的,而且相比風冷和水冷要好不少。