液冷技術：數(shù)據(jù)中心建設中的新型制冷技術
4月19日微軟公司對媒體披露，他們在位于華盛頓州昆西市的Azure數(shù)據(jù)中心采用了一種利用超低溫度下沸騰的液體來實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心制冷效果的“兩相浸入式冷卻技術”。
白皮書：綠色、環(huán)保
液冷，是最近一段時間出現(xiàn)的IDC熱門詞匯。
雖說現(xiàn)行的數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)大部分依然采用的是空調(diào)和新風置換技術，但基于液體的冷卻系統(tǒng)所具備的潛力更顯而易見。
對于數(shù)據(jù)中心來說，液冷系統(tǒng)要更綠色、更環(huán)保，更有利于實現(xiàn)環(huán)境溫濕度的控制。
在今年年初中國IDC產(chǎn)業(yè)年度盛典的液冷科技分論壇上，正式發(fā)布了《中國液冷數(shù)據(jù)中心發(fā)展白皮書》，為今后的綠色數(shù)據(jù)中心發(fā)展指明了一條道路。
《白皮書》指出，目前液冷技術逐漸成為IDC數(shù)據(jù)中心在制冷系統(tǒng)建設上扮演的重要角色，為數(shù)據(jù)中心綠色化建設提供了新的發(fā)展解決思路；同時，《白皮書》顯示，液冷技術對于當前數(shù)據(jù)中心的發(fā)展大有助益，不僅能夠滿足其發(fā)展需求、還能對數(shù)據(jù)中心內(nèi)的各種配置和部件進行持續(xù)性的優(yōu)化和創(chuàng)新，帶來一場持續(xù)性的優(yōu)化改革。
今年2月份國務院正式印發(fā)《關于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系的指導意見》，文件明確提出要加快綠色轉(zhuǎn)型，做好大中型數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡機房的綠色建設和改造等重點工作任務。這表明，液冷技術在今后的數(shù)據(jù)中心發(fā)展中或許會成為不可或缺的主要力量。
那么，液冷技術到底是一種怎樣的制冷技術呢？其優(yōu)勢具體表現(xiàn)在哪些方面？
液冷技術
憑借其安全、節(jié)能、高效、低耗等特色，浸沒式冷卻技術已然成為全球數(shù)據(jù)中心綠色節(jié)能發(fā)展的重要手段。
液冷技術顧名思義，是將大部分熱量通過液體循環(huán)介質(zhì)，將設備發(fā)熱元件所產(chǎn)生的熱量帶走，實現(xiàn)機器設備的自然散熱。
按照液體與機器設備的接觸方式，大致可分為噴淋式、浸沒式以及冷板式
（一）噴淋式
在機柜頂部開孔，根據(jù)器械位置和發(fā)熱量的不同，讓冷卻液從儲液器出發(fā)、對發(fā)熱器械進行噴淋，實現(xiàn)服務器冷卻的目的。
噴淋液體與服務器的直接接觸所帶來的冷卻效率高，但假如沒有做好環(huán)境制冷以及防塵系統(tǒng)，當液體在噴淋的過程中遇到高溫可能會產(chǎn)生蒸發(fā)現(xiàn)象，導致氣體和霧滴沿機柜縫隙散發(fā)至機箱外部，造成機房整體清潔度下降或影響其他設備的工作。
（二）浸沒式
將機體直接浸沒到冷卻液中，依靠液體的流動循環(huán)降溫降熱。
浸沒式液冷比起噴淋式液冷更為直接，由于與服務器直接接觸，散熱效率更高。
唯一的問題是，浸沒式技術在工作過程中壓力會產(chǎn)生變化，因此對容器的要求很高、控制相對復雜，很多用戶會擔心假如容器出現(xiàn)問題會不會導致服務器內(nèi)部蓄水而造成元件損壞等問題，因此這種技術目前還屬于測試階段。
（三）冷板式
將液冷冷板固定在服務器發(fā)熱部位，依靠流經(jīng)冷板的液體間接性帶走服務器熱量，從而實現(xiàn)散熱工作；冷板式液冷技術解決了服務器發(fā)熱量大的器械散熱，安全性高、散熱性強。
以五里界BGP數(shù)據(jù)中心為例，主機采用高能效比的N+1冗余配置的冷凍水和冷卻水型冷凍主機，結合風冷技術、采用雙路環(huán)狀循環(huán)、配備蓄冷罐，液冷+風冷體系雙重保障數(shù)據(jù)中心制冷技術高效、安全運行，具備百分百的可控性。
從數(shù)據(jù)中心的角度來說，液冷技術除了傳承過去傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)所擁有的特色之外，還增加了一部分可觀可嘆的優(yōu)勢：
（一）成本
可以說，液冷技術為IDC數(shù)據(jù)中心帶來了更少的能耗、更低的成本以及更為突出的可靠性。
與傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)相比，大多數(shù)液冷系統(tǒng)獲得回報的周期為一年甚至更短，并且隨著時間的推移逐漸減少更多的成本付出。
（二）密度
隨著各行業(yè)對IDC服務的需求愈發(fā)提高，數(shù)據(jù)中心對于機械密度的要求也就越來越嚴格，這也是近幾年來在建設數(shù)據(jù)中心之初所面臨的難題。
（三）性能
現(xiàn)代化科技在滿足各種零件技術專精的同時，從外觀方面（體積、重量等）將配件突破至以納米為計量單位。
就傳統(tǒng)制冷手段來看可能會導致零件的損耗，而液冷技術能夠在安全的狀態(tài)下控制配件的溫度。
（四）環(huán)境
一個良好的工作環(huán)境不僅是數(shù)據(jù)中心的需求，也是數(shù)據(jù)中心工作人員的需求。
液冷技術實現(xiàn)無噪音、低污染的制冷系統(tǒng)效果，為數(shù)據(jù)中心打造超一流的運營環(huán)境。
（五）可循環(huán)
五里界BGP數(shù)據(jù)中心的液冷技術，可以利用雙路環(huán)狀循環(huán)來對冷凍液進行二次利用，并進一步減少數(shù)據(jù)中心的運營成本。
“從目前的運營結果來看，顯然數(shù)據(jù)中心采用液冷技術是正確的，”網(wǎng)盾IDC主管小冉表示，“液冷技術所帶來的收益遠大于我們在建成五里界機房時所預期的成效，既符合了園林式綠色數(shù)據(jù)中心的宗旨，又實現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心硬件安全、高效、低耗、可控?！?/p>
隨著5G時代的到來，云計算、AI智能等技術所引導的新型數(shù)據(jù)中心場景正往綜合性更高、應用性更強的需求發(fā)展，我們在建設綠色IDC的過程中，將以液冷技術為突破口、實現(xiàn)更為廣闊的數(shù)據(jù)中心技術研發(fā)與應用。
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