联系我们

Contact
厦门唯友峰机电设备有限公司
电话:0592-2205670
传真:0592-2202290
营销部:18965130041  (王先生)
地址:厦门市软件园三期诚毅北大街51号302单元
邮箱:xmwyfjd@163.com

当前位置:首页> 新闻资讯

数据中心液体冷却技术

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-02-05 15:13:27 * 浏览: 14
随着云计算的创新和发展,大数据,尤其是人工智能技术,承担大量数据计算和存储需求的数据中心需要更高效地满足业务发展的需求。就解决高热密度数据中心的散热问题而言,液体冷却具有传统数据中心空调系统无与伦比的优势,同时能耗更低。在过去的两年中,数据中心液体冷却技术的话题变得越来越热门。在2018年开放数据中心峰会上,有4或5个讨论液冷技术的专题,涉及液冷工作介质,实践等,并发布了《液冷技术及其应用开发白皮书》。 1概述(1)什么是液体冷却?液体冷却是指一种冷却方法,该方法使用具有高比热的液体作为工作介质进行热传输,以满足IT设备(例如服务器)的散热要求。液体冷却技术最近尚未应用于计算机和IT领域。在1960年代,IBM的大型机采用了水冷技术。目前,液体冷却技术主要用于高性能计算。 (2)液体冷却的主要类型是什么?根据液体与加热装置之间的接触方式,液体冷却主要分为间接接触液体冷却和直接接触液体冷却(图1)。 ①冷板式液冷:主加热装置固定在冷板上,流过冷板的液体用于散热,达到散热的目的。这是典型的间接接触液体冷却。风扇驱动空气散发热量,因此冷板液冷服务器也称为气液双通道服务器。经过数年的发展,冷板液冷技术已经相对成熟。在过去两年的开放数据中心峰会上,英美烟草等互联网巨头展示了其冷板液体冷却服务器,该冷板液体冷却服务器适用于当前的数据中心。该架构影响很小,具有低噪声,高能效和较低的总拥有成本。它可以解决更高热密度数据中心的散热问题。图2示出了冷板式液体冷却的示例。浸入式液体冷却:顾名思义,加热元件浸入冷却液中,IT设备运行所产生的热量通过液体流动带走。浸入式液体冷却是典型的直接接触式液体冷却,当前流行的方法是将服务器浸入专门设计的机柜中,但是这种架构降低了数据中心建筑的空间利用率,一些制造商还定制了服务器设计。外壳用于包装每个服务器和冷却剂,从而在不更改现有数据中心部署架构的情况下优化了空间利用率。由于加热元件和冷却液之间直接接触,因此浸入式液体冷却具有更高的散热效率。与冷板液体冷却相比,它具有更低的噪音(根本没有风扇),解决了更高的热密度并节省了能源。图3是浸没液体冷却的例子。 (3)冷却液的主要类型是什么? ①水:主要是去离子纯水。水作为一种容易获得的资源广泛用于制冷系统。水具有高的比热容并且是良好的散热介质。它价格便宜,环保,无污染并且与现有系统兼容。但是因为水不是绝缘体,所以只能应用于非直接接触式液体冷却技术。一旦发生泄漏,将对IT设备造成致命损害。 ②矿物油:矿物油是一种相对便宜的绝缘冷却剂。单相矿物油无味,无毒,不挥发。这是一种环保的媒介。但是,由于矿物油具有高粘度,因此更容易残留并且容易残留。分解,尽管着火点相对较高,但毕竟是易燃物质,在某些特定条件下仍具有燃烧的危险。 ③氯化钾:起初作用氟化液体的一部分是电路板清洗液。由于其绝缘性和不燃惰性,因此被用于数据中心液体冷却技术中,它是目前使用最广泛的浸入式冷却剂,但也有三种类型。最昂贵的冷却液类型。 (4)哪种更好,浸没液冷单相和两相系统? ①单相液体冷却:是指冷却剂在散热循环中不发生相变并保持液态的事实。单相液体冷却需要较高的冷却液沸点,相对简单的冷却液蒸发控制,与IT设备组件的高度兼容性,较少的冷却介质污染,但与两者相比效率较低相液体冷却。当前宣布的大多数浸入式液体冷却箱是单相液体冷却系统。 ②两相液体冷却:是指循环散热期间冷却液的相变。两相液冷式传热效率更高,不需要泵体来驱动流体的循环。但是,冷却液的蒸发的控制相对复杂。尽管密闭盒可以解决冷却液蒸发的问题,但箱体是由相变引起的。机体压力变化,压力容器的设计和生产需要严格的监督,以确保使用的安全性。另外,冷却剂介质容易受到污染。需要进行预处理和污染控制,以确保系统的正常运行。 (5)数据中心液体冷却技术应用的主要推动力是什么?传统上用于高性能计算领域的液体冷却技术现在越来越多地应用于数据中心。需求驱动使数据中心运行得更高。密度高,比风冷技术更有效的散热解决方案。数据中心液体冷却技术应用的驱动力主要体现在以下几个方面:2人工智能技术的创新与发展近年来,CPU的年增长率与GPU的摩尔定律非常吻合。 FPGA(现场可编程门阵列)和ASIC(专用集成电路)在数据中心应用领域也显示出快速增长,进一步提高了数据中心IT设备的功率密度。机柜的功率密度正在增加。 UptimeInstitute的安迪·劳伦斯说:“通过Uptime监视的大多数数据中心的功率密度现已达到10kW,甚至某些机柜的功率密度也已达到30KW,这不在高性能计算应用领域。” “液冷系统,特别是浸入式液冷系统,非常适合解决CPU和GPU的散热问题。” 3进一步降低数据中心的运营成本数据中心制冷系统的运营成本昂贵,尽管从传统的机房空调到具有直接空气侧冷却功能的AHU和具有间接空气侧冷却功能的AHU,行业一直在不断创新空气冷却系统。但是,由于空气的传热能力远低于液体的传热能力,因此使用液体冷却剂的液体冷却技术会显着降低数据中心的能源效率。沉浸式水冷数据中心的已公布PUE值达到1.05甚至更低。 。与风冷系统数据中心的PUE值= 1.3-1.5相比,其能效结果非常显着。 4边缘计算并非所有边缘计算数据中心都将使用液体冷却。据估计,超过20%的边缘计算数据中心将使用液体冷却技术。液体冷却技术因其效率高,对建筑物的部署依赖性低以及安静安全的特性,可以满足现场更高功率密度部署的要求。 5在数据中心部署液体冷却技术的主要障碍是什么?由于液冷技术具有空冷技术无与伦比的优势,而市场的推动力使得液冷技术的大规模应用具有坚实的基础,这是否在数据上?液体冷却技术的部署没有任何障碍在中心学?显然,事情并非如此简单:①缺乏支持当前液体冷却技术的相应标准,尤其是数据中心的浸没液体冷却技术缺乏大规模的应用案例,并且缺乏有效地规范该技术的相应的国家或行业标准。 ②数据中心的空间利用率数据中心物理基础架构的当前设计基于当前的风冷系统架构。一个简单的例子是建筑物的承重,机房的高度等,而浸没式液体冷却是基于液体容器的设计。并且人员维护的便利将不可避免地导致空间利用的减少。 ③散热架构的粒度过低,操作维护复杂。液体冷却的粒度为机柜(箱)级,服务器级甚至芯片级。它的粒度太低,并且系统比当前的主流空气冷却系统更复杂。维护也相对困难。 ④腐蚀上面提到的三种常见的冷却剂本身并不具有腐蚀性,例如水,但是水中的其他物质也具有腐蚀性。因此,去离子纯液体通常用于冷板液体冷却中。水。此外,矿物油和氟化物没有腐蚀性,但由于与空气接触并受到空气中其他物质的污染,因此有可能腐蚀IT设备。为了避免这种情况需要进行预处理,这也增加了液体冷却技术部署的成本。对于现有的数据中心冷却架构,液体冷却技术既是巨大的挑战,也是巨大的机遇。随着液体冷却技术的不断改进,它必将在数据中心冷却领域占据重要地位。关于作者李进,施耐德电气IT部门业务发展经理。他在数据中心制冷领域拥有多年经验,曾担任系统工程师,产品经理和业务开发经理。他致力于研究数据中心客户的散热需求和尖端技术。