混合冷卻：數(shù)據(jù)中心全液體冷卻的橋梁

液體冷卻被大肆宣傳，人們可能認(rèn)為它即將取代數(shù)據(jù)中心的傳統(tǒng)空氣冷卻。但就目前情況而言，這完全是錯誤的。雖然液體冷卻確實發(fā)展得很快，但它將成為混合冷卻裝置的一部分，通過這種裝置，空氣和液體技術(shù)被結(jié)合在一起利用，并根據(jù)應(yīng)用、產(chǎn)生的熱量、成本和設(shè)施的能力進(jìn)行優(yōu)化。

冷卻創(chuàng)新使我們能夠以更少的功耗進(jìn)行更多的計算。但混合冷卻才能實現(xiàn)成本和性能的最佳平衡。

液體冷卻的興起

當(dāng)IT設(shè)備制造商轉(zhuǎn)向液體冷卻來消除高功率芯片的熱量時，重要的是要記住數(shù)據(jù)中心的許多組件仍將保持風(fēng)冷。而且它們很可能在未來許多年內(nèi)保持這種方式冷卻。

即使所有機(jī)柜都采用液體冷卻，仍然會有大量熱量散發(fā)到房間中，最先進(jìn)的液冷數(shù)據(jù)中心可能仍需要至少20%到30%的空氣冷卻。

未來幾十年，空氣冷卻將逐漸被液體冷卻技術(shù)取代，隨著液體冷卻和其他更高效的冷卻技術(shù)越來越普及和具有成本效益，越來越多的數(shù)據(jù)中心將轉(zhuǎn)向這些技術(shù)。

混合方法

盡管液體冷卻技術(shù)不斷進(jìn)步，但100%液體冷卻數(shù)據(jù)中心的概念仍然是一個白日夢。一旦使用液體冷卻設(shè)備，熱量就會轉(zhuǎn)移到設(shè)備上。部分熱量會消散到周圍空間，需要空氣冷卻來去除熱量。因此，混合設(shè)施正在興起，可以最大限度地發(fā)揮空氣和液體冷卻的優(yōu)勢。畢竟，每種冷卻技術(shù)都有其獨特的優(yōu)點和缺點。有些冷卻效率更高，但難以實施，需要大量的前期投資。其他的雖然便宜，但一旦密度水平超過某個點，就會陷入困境。

數(shù)據(jù)中心管理人員必須了解不同冷卻解決方案的互補性，許多數(shù)據(jù)中心將部署液體來冷卻熱點和高密度區(qū)域，而主房間由于功率密度較低，將采用空氣或冷卻方式。

混合冷卻的多個階段

有些人對混合冷卻的看法比較狹隘。他們認(rèn)為這是一種實施了液體冷卻的設(shè)施，同時也使用空氣冷卻來降低房間和機(jī)架的溫度。然而，它還有更多內(nèi)容。

除了混合數(shù)據(jù)中心空間，還可以采用混合方法處理計算機(jī)柜或機(jī)柜內(nèi)部。一個例子是后門熱交換器，它引入了裝有冷凍水的門，可以安裝在原本采用空氣冷卻的機(jī)架背面。

直接芯片冷卻(DtC)也可以通過使冷卻液在與CPU和其他熱點直接接觸的冷板中循環(huán)，從而帶走大量熱量。但是，部分轉(zhuǎn)移到液體中的熱量會消散到房間中，而這些熱量仍然需要通過空氣冷卻來消除。

類似地，浸入式冷卻（將服務(wù)器、機(jī)架或整排設(shè)備浸入介電液體中）通過與液體直接接觸來散熱。但裝有IT設(shè)備的水箱會不斷向周圍散發(fā)熱量。

浸入式冷卻并不能去除所有的熱量，因為液體桶會向房間內(nèi)散發(fā)大量熱量，而這些熱量需要通過空氣冷卻來去除。

繼續(xù)致力于提高空氣冷卻效率

無論引入多少液體，空氣冷卻效率的基本原理都是正確的。在新興的混合冷卻環(huán)境中，通過實施空氣冷卻最佳實踐，液體冷卻投資的價值得到了極大提升。通過使用空氣冷卻和其他效率措施，PUE值花了幾十年才大幅下降。但PUE值一直停滯不前，空氣冷卻方面仍有很大改進(jìn)空間。

30年前，將送風(fēng)與排風(fēng)分開是至關(guān)重要的，如今仍然至關(guān)重要。計算機(jī)房空調(diào)(CRAC)和計算機(jī)房空氣處理器(CRAH)單元使用風(fēng)扇、冷卻盤管、冷卻器和其他組件來散熱。每個元件都應(yīng)以最佳狀態(tài)運行。應(yīng)調(diào)查氣流，以確保冷空氣流向最需要的地方，并適當(dāng)控制熱空氣。因此，必須很好地實施過道封閉系統(tǒng)、地磚、盲板和各種密封解決方案，以防止空氣逸出。

混合的未來

未來幾年液體冷卻將穩(wěn)步進(jìn)入數(shù)據(jù)中心。一項調(diào)查發(fā)現(xiàn)，16%的數(shù)據(jù)中心經(jīng)理認(rèn)為液體冷卻將在1-3年內(nèi)成為主要的冷卻方法，41%的人認(rèn)為這將需要4-6年。

盡管如此，在可預(yù)見的未來，混合冷卻方法很可能適用于幾乎所有數(shù)據(jù)中心。有些數(shù)據(jù)中心將大量使用液體冷卻，而另一些數(shù)據(jù)中心將繼續(xù)主要依賴傳統(tǒng)的空氣冷卻系統(tǒng)，并逐漸添加一些液體。

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