混合冷却:数据中心全液体冷却的桥梁

液体冷却被大肆宣传,人们可能认为它即将取代数据中心的传统空气冷却。但就目前情况而言,这完全是错误的。虽然液体冷却确实发展得很快,但它将成为混合冷却装置的一部分,通过这种装置,空气和液体技术被结合在一起利用,并根据应用、产生的热量、成本和设施的能力进行优化。

冷却创新使我们能够以更少的功耗进行更多的计算。但混合冷却才能实现成本和性能的最佳平衡。

液体冷却的兴起

当IT设备制造商转向液体冷却来消除高功率芯片的热量时,重要的是要记住数据中心的许多组件仍将保持风冷。而且它们很可能在未来许多年内保持这种方式冷却。

即使所有机柜都采用液体冷却,仍然会有大量热量散发到房间中,最先进的液冷数据中心可能仍需要至少20%到30%的空气冷却。

未来几十年,空气冷却将逐渐被液体冷却技术取代,随着液体冷却和其他更高效的冷却技术越来越普及和具有成本效益,越来越多的数据中心将转向这些技术。

混合方法

尽管液体冷却技术不断进步,但100%液体冷却数据中心的概念仍然是一个白日梦。一旦使用液体冷却设备,热量就会转移到设备上。部分热量会消散到周围空间,需要空气冷却来去除热量。因此,混合设施正在兴起,可以最大限度地发挥空气和液体冷却的优势。毕竟,每种冷却技术都有其独特的优点和缺点。有些冷却效率更高,但难以实施,需要大量的前期投资。其他的虽然便宜,但一旦密度水平超过某个点,就会陷入困境。

数据中心管理人员必须了解不同冷却解决方案的互补性,许多数据中心将部署液体来冷却热点和高密度区域,而主房间由于功率密度较低,将采用空气或冷却方式。

混合冷却的多个阶段

有些人对混合冷却的看法比较狭隘。他们认为这是一种实施了液体冷却的设施,同时也使用空气冷却来降低房间和机架的温度。然而,它还有更多内容。

除了混合数据中心空间,还可以采用混合方法处理计算机柜或机柜内部。一个例子是后门热交换器,它引入了装有冷冻水的门,可以安装在原本采用空气冷却的机架背面。

直接芯片冷却(DtC)也可以通过使冷却液在与CPU和其他热点直接接触的冷板中循环,从而带走大量热量。但是,部分转移到液体中的热量会消散到房间中,而这些热量仍然需要通过空气冷却来消除。

类似地,浸入式冷却(将服务器、机架或整排设备浸入介电液体中)通过与液体直接接触来散热。但装有IT设备的水箱会不断向周围散发热量。

浸入式冷却并不能去除所有的热量,因为液体桶会向房间内散发大量热量,而这些热量需要通过空气冷却来去除。

继续致力于提高空气冷却效率

无论引入多少液体,空气冷却效率的基本原理都是正确的。在新兴的混合冷却环境中,通过实施空气冷却最佳实践,液体冷却投资的价值得到了极大提升。通过使用空气冷却和其他效率措施,PUE值花了几十年才大幅下降。但PUE值一直停滞不前,空气冷却方面仍有很大改进空间。

30年前,将送风与排风分开是至关重要的,如今仍然至关重要。计算机房空调(CRAC)和计算机房空气处理器(CRAH)单元使用风扇、冷却盘管、冷却器和其他组件来散热。每个元件都应以最佳状态运行。应调查气流,以确保冷空气流向最需要的地方,并适当控制热空气。因此,必须很好地实施过道封闭系统、地砖、盲板和各种密封解决方案,以防止空气逸出。

混合的未来

未来几年液体冷却将稳步进入数据中心。一项调查发现,16%的数据中心经理认为液体冷却将在1-3年内成为主要的冷却方法,41%的人认为这将需要4-6年。

尽管如此,在可预见的未来,混合冷却方法很可能适用于几乎所有数据中心。有些数据中心将大量使用液体冷却,而另一些数据中心将继续主要依赖传统的空气冷却系统,并逐渐添加一些液体。

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2024-06-04
混合冷却:数据中心全液体冷却的桥梁
在可预见的未来,混合冷却方法很可能适用于几乎所有数据中心。有些数据中心将大量使用液体冷却,而另一些数据中心将继续主要依赖传统的空气冷却系统,并逐渐添加一些液体。

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